El polietileno de Alta densidad (PEAD) comenzó a utilizarse en tuberías en Europa y Estados Unidos a comienzos de los años 50. Las características determinantes para su desarrollo fueron la flexibilidad, su bajo peso, las propiedades físicas de resistencia química, la facilidad de unión, la baja rugosidad y la facilidad de transformación, entre otras.
A partir de entonces, sucesivos avances en la tecnología de materiales, en la ingeniería de aplicación y en el diseño de producto crearon la tendencia creciente de sustitución de tuberías de otros materiales por PEAD en el mercado.
Además, la posibilidad de realizar un tuneleo guiado o de insertar “in situ” una tubería nueva de PEAD dentro de otra de materiales distintos (sin tener que hacer una nueva zanja), es cada vez más frecuente.
En cualquier caso, se reduce a la mínima expresión la rotura de veredas, pavimentos y suelos. De esta forma se evitan los trastornos que las excavaciones y las reparaciones producen, logrando un trabajo más eficaz y económico.
Características generales de las tuberías PEAD
Para profundizar aún más en el uso de este tipo de tuberías en proyectos de caudales, repasemos sus principales características:
- Alta resistencia química:
Las tuberías de PEAD reemplazan el acero, la fundición y el hormigón cuando se requiere una óptima resistencia química. Los tubos ya accesorios de PEAD no son atacados por ácidos, bases, sales y muchos derivados de hidrocarburos; además, son inertes a la acción de los suelos agresivos.
- Total aptitud sanitaria y organoléptica:
La probada estanqueidad de las uniones fusionadas garantiza el transporte de agua potable, libre de la contaminación potencial de los suelos que recorre.
- Resistencia a la abrasión:
Debido a la superficie interior lisa, los tubos y accesorios de PEAD son altamente resistentes al desgaste por abrasión, algo que se pone en evidencia cuando son utilizados para el transporte hidráulico a presión de materiales sólidos, como el sistema de lecho fluidizado utilizado en minería.
- Baja resistencia al flujo:
La baja resistencia del sistema de PEAD permite aplicar coeficientes de diseño que significan un nivel despreciable de pérdida de carga por rozamiento y turbulencia. La resistencia al escamado y la baja posibilidad de adherencia de incrustaciones, hacen que la tubería pueda mantener libre la sección de pasaje y las propiedades de flujo durante toda su vida útil.
- Comportamiento en frío:
Como los tubos y accesorios de PEAD se caracterizan por tener un bajo coeficiente de conductibilidad térmica, aíslan el fluido conducido por los efectos de las bajas temperaturas, lo que unido a su flexibilidad tiende a neutralizar los riesgos del congelamiento que afecta seriamente a los materiales rígidos.
- Comportamiento en función del tiempo:
Estas tuberías tienen una vida útil de 50 años a 20º C para una determinada presión nominal de trabajo. Para una temperatura mayor a 20ºC, debe tenerse en cuenta el cálculo de los factores de reducción.
Proceso para la elección de uniones con tubería PEAD
Debido a sus características físicas y mecánicas, el PEAD se puede utilizar en un gran número de proyectos, tanto en el transporte de agua y gas como en las obras de minería y de petróleo enterradas o a cielo abierto.
Cuando se trata de elegir los tipos de uniones o conexiones, esencialmente se tienen que tener en cuenta dos situaciones:
- a) Si se trata de un sistema de transporte fijo no desmontable.
- b) Si se trata de un sistema de transporte desmontable.
Teniendo en cuenta estas dos situaciones, para cada uno de los casos se emplean distintos tipos de conexiones. Veamos cuáles son:
- Sistema de transporte fijo no desmontable:
La tubería PEAD puede unirse mediante varios métodos. Estos dependen de cuáles sean los requerimientos del sistema de tubería (fijo/desmontable). A continuación te presentamos una descripción de sus características y las ventajas de cada uno de ellos:
1.1 Método de Termofusión:
Es ideal para aplicaciones en minería, industria e instalaciones de gas. Con un equipo especial, la tubería se calienta hasta alcanzar su temperatura de fusión y, ejerciendo una presión controlada, se logra la unión. La tubería y las conexiones a unir deben tener el mismo diámetro interior y exterior.
Este sistema es reconocido en la industria como una unión de gran confiabilidad y de coste efectivo, pues no requiere coplas, no se producen filtraciones y las uniones son más resistentes que la tubería misma.
La soldadura por termofusión permite construir líneas de conducción muy seguras al tratarse de estructuras “monolíticas” (un solo cuerpo). El punto de soldado es aún más resistente que el resto del tubo, lo cual garantiza sistemas libres de fugas. Para complementar la instalación se utiliza una serie de accesorios moldeados, estructurados o segmentados de polietileno de alta densidad, de manera que el sistema puede ser íntegramente instalado utilizando este método.
1.2 Método de Electrofusión:
Se trata de un estándar para instalaciones de gas natural y GLP. Requiere el uso de un equipo de electrofusión. La unión se realiza mediante el uso de accesorios que cuentan con resistencias eléctricas incorporadas y que con el uso del equipo se calientan hasta lograr una fusión entre la tubería y el accesorio.
Sistema de Transporte desmontable
La tubería PEAD puede unirse por medios mecánicos como accesorios de compresión, uniones tipo Victaulic y utilizando uniones bridadas. A continuación presentamos una descripción de las características y ventajas de cada uno de ellos:
2.1 Accesorios de comprensión:
Los accesorios de compresión son el complemento ideal para la instalación de tubería PEAD, pues están diseñados especialmente para trabajar con este tipo de tubería. Gracias a dichos accesorios se pueden unir mecánicamente los extremos de dos tubos de igual o distinto diámetro.
La unión se logra mediante la compresión de un sello intermedio “o-ring” de NBR (nitrile rubber), una garra de acetal que actúa como sujeción de la tubería y un cono (polipropileno) que se fija al tubo presionando la garra. Todas las partes del accesorio son resistentes a agentes químicos y diseñados para trabajar a presión.
Estos accesorios son desmontables y reutilizables y tienen una gran relación entre el coste y el beneficio. Repasemos algunas de sus ventajas:
- Fáciles de usar e instalar; no se necesitan teflones, tarrajas ni pegamento.
- Sistema libre de filtraciones.
- Cada unión es equivalente a una unión universal, puesto que no es necesario girar el tubo.
- Todos sus componentes son resistentes a una gran cantidad de substancias y soluciones químicas; no se oxidan y son resistentes a suelos agresivos.
- Todos los accesorios pueden ser desmontados fácilmente.
- Son los accesorios con mejor relación coste-beneficio en dimensiones menores (20 a 110mm).
2.2 Accesorios tipo Victaulic:
Acoplamientos, conectores, adaptadores, adaptadores de bridas y los acoplamientos de transición de PEAD a metal son una forma rápida y sencilla de unir tuberías PEAD.
Los accesorios Victaulic están diseñados para acoplar mecánicamente tuberías de PEAD. Estos productos constan de filas de dientes de sujeción a cada lado de las cubiertas, que sujetan la tubería alrededor de toda la circunferencia. La presión de trabajo de estos accesorios viene determinada por la presión de la tubería. A su vez, el acoplamiento cuenta con hileras de dientes de sujeción integrales en ambos lados de la carcasa. A medida que se aprietan las carcasas, los pernos fuerzan los dientes a morder la tubería. Este diseño permite unir directamente tuberías de PEAD sin necesidad de un equipo de termofusión. Sus ventajas más destacadas son:
- Conexión rápida efectuada fácilmente con pernos.
- La tubería se desmonta y se rota fácilmente.
- El peso y el trabajo de unión son menores en comparación con la tubería con falanges.
- Los tubos no necesitan ser termofusionados.
- La instalación puede realizarse en condiciones climáticas adversas.
- No requiere de equipos ni máquinas.
