Funcionamiento de la tubería

Comportamiento a largo plazo

La resistencia de las tuberías a la deformación y a los estallidos se determina probándolas según normas de estandarización internacionales y nacionales. Posteriormente, los resultados de la prueba se utilizan para calcular la tensión máxima de zunchamiento permitida para el transporte de agua caliente, según un conjunto definido de condiciones, conocido como clases de aplicación. Estas clases de aplicación se recogen a fin de reflejar las condiciones de servicio para un periodo de 50 años para una gama de aplicaciones de suministro de agua y calefacción diferentes. Las clases de aplicación internacionalmente aceptadas están estipuladas por la norma ISO 10508, y a las que se hace referencia en las normas de otros sistemas para sistemas de tuberías de plástico.
Clasificación de condiciones de servicio para 50 años clases CEN/ISO
Condiciones de servicio
Clase Aplicación Normal Máxima Disfunción
    Temp
°C		 Tiempo
años		 Temp
°C		 Tiempo
años		 Temp
°C		 Tiempo
horas
1 Suministro de agua caliente a 60°C 60 49 80 1 95 100
2 Suministro de agua caliente a 70°C 70 49 80 1 95 100
4 Sistemas de calefacción debajo del piso de baja temperatura 40 20 70 2.5 100 100
60 25
5 Sistemas de calefacción de alta temperatura 60 25 90 1 100 100
80 10

Utilizando criterios dimensionales estandarizados, es posible calcular la tensión máxima permitida de zunchamiento de tuberías de poliolefina competidoras para cada una de estas clases de temperaturas, de la siguiente forma:

Tensión máxima permitida de zunchado (MPa) (Tensión de diseño) de las tuberías de poliolefina para transporte de agua caliente y fría
  PB-1 PEX PE-RT PP-R
Clase de temperatura Polibuteno-1
(ISO 15876-2)		 Polietileno reticulado
(ISO 15875-2)		 Polietileno de resistencia a la temperatura elevada
(ISO 22391-2)		 (ISO 15874-2)
1 5.73 3.85 3.30 3.09
2 5.06 3.54 2.70 2.13
4 UFH 5.46 4.00 3.26 3.30
5 4.31 3.24 2.4 1.90

En principio, estos cálculos indican que el espesor de la pared de las tuberías de polibuteno-1 puede ser inferior que el de otros materiales candidatos para un comportamiento de resistencia a la tensión equivalente. Sin embargo, el cálculo del espesor de la pared está dictaminado por otros requerimientos estandarizados con el resultado de que para diámetros de tuberías inferiores a 20 mm, existen requerimientos mínimos del espesor de la pared, lo que significa que todas las tuberías de poleolefina de un diámetro específico deben cumplir un estándar mínimo de espesor. Por ello, los beneficios de rendimiento de las tuberías de polibuteno-1 solamente pueden expresarse como un factor de seguridad de rendimiento de +35% a comparación con el polietileno reticulado y de +50% cuando se compara con PE-RT.

Sin embargo, para diámetros de tuberías superiores a 20 mm, está permitido calcular el espesor de la tubería conforme a criterios de rendimiento estandarizados donde las ventajas de utilizar polibuteno-1 pueden realizarse en cuanto al peso de la tubería y por ende, en cuanto al consumo y coste del material.

La tabla que se ofrece a continuación, ilustra las ventajas de utilizar polibuteno-1 comparándolo con materiales competidores en una tubería de 40 mm de diámetro durante una expectativa de vida de 50 años a una temperatura de funcionamiento continua de 70°C, incluyendo factores de seguridad.

Ciclo de 50 años (curva de 70°C) incluyendo factores de seguridad
  PB-1 PEX PP-R PVC-C  
Dimensión de tubería 40 mm DE x espesor 3.7 5.5 6.7/8.0 4.5 mm
DI (Diámetro interior) 32.6 29.0 26.6/24.0 31.0 mm
Superficie interior de la tubería 834 660 555/462 754 mm2
Clasificación de presión PN 16 PN 20 PN 20/PN 25 PN 25  
 
Velocidad de flujo en V = 2, l/s 2.4 3.0 3.6/4.4 2.7  
Pérdida de presión V = 2,0 l/s 18.4 32.5 49.5/81.3(SVGW/DVGW) 23.6  
Cociente de peso lineal de la tubería 1 1.44 1.66 1.57