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Los sistemas de tuberías de PB-1 para energía central

Los sistemas de tuberías de polibuteno-1 se utilizan en todo el mundo para redes de energía central que abastecen instalaciones y edificios públicos, bloques de apartamentos y complejos de oficinas con sistemas de calefacción o refrigeración procedentes de fuentes óptimas eficientes y ecológicas en ubicaciones centrales. El polibuteno-1 ofrece numerosas e importantes ventajas para los sistemas, entre los que se incluyen flexibilidad, capacidad de alta presión, ausencia de corrosión y baja pérdida de calor.
 

A ground-breaking District Energy network was created for Almere, The Netherlands using Flexalen Polybutene piping systems from Thermaflex.


Introducción

El uso de los sistemas de tuberías de PB-1 está indicado en redes de energía central gracias a su flexibilidad, eficiencia térmica y esperanza de vida útil a altas temperaturas de hasta 95 °C.

¿Qué es la energía central?

Los sistemas de energía central proporcionan agua o vapor para calefacción, así como agua refrigerada para la refrigeración de instalaciones y edificios públicos, bloques de apartamentos, complejos de oficinas y estructuras similares a partir de una fuente de una planta central.

El agua fría o caliente se distribuye en sistemas de tuberías aisladas instaladas en redes subterráneas. En muchas ciudades europeas, las grandes redes de energía central funcionan transportando calefacción o refrigeración a lo largo de muchos kilómetros con mínima pérdida de calor para los consumidores.

La ventaja clave del calor producido centralmente (mediante agua o vapor) es que pueden utilizarse y combinarse fuentes ecológicas. La mayor parte proviene de centrales termoeléctricas que utilizan el calor residual procedente de la producción de energía eléctrica. Es lo que se conoce como cogeneración. La electricidad y el calor producidos al mismo tiempo duplican el índice de eficiencia en comparación con las centrales eléctricas de un 40 % a más de un 80 %. Otras fuentes importantes son el calor procedente de las plantas de incineración de residuos, los procesos industriales y, cada vez más, las fuentes de energía verde como la biomasa, el biogás, la energía geotérmica y la solar.

Otro tipo de energía central es el suministro central de calefacción para escuelas y universidades, complejos hoteleros, aeropuertos o centros comerciales. Es lo que se denomina calefacción colectiva
 

Historia

La energía central (también conocida como calefacción y refrigeración central) lleva utilizándose para fines de calefacción colectiva en Europa casi 100 años. Hasta 1980, solo se instalaban sistemas de acero con aislamiento principalmente en tubos de hormigón. Los sistemas preaislados se introdujeron en 1974, pero seguían utilizando tuberías de acero que presentaban un problema principal: la corrosión. Esto sirvió de incentivo para los proveedores de energía de todo el mundo, que comenzaron a buscar soluciones.


Sistemas de tuberías preaisladas

Los sistemas de tuberías preaisladas de PB-1 son el componente clave de la energía central. Con ayuda de tecnología de producción avanzada, las tuberías preaisladas se fabrican a partir de materiales respetuosos con el medio ambiente y de grados completamente reciclables de la familia de materiales de la poliolefina. Entre estos materiales se incluyen la tubería interna de polibuteno-1, la espuma de poliolefina de célula cerrada flexible y el recubrimiento exterior de polietileno de alta densidad flexible.


 


El PB-1 para sistemas de energía central

El PB-1 presenta el máximo rango de presión en comparación con el PE-X y el PP, baja pérdida de calor y la mejor resistencia química de su clase, especialmente frente a agua geotérmica agresiva.

La principal elección para sistemas de energía central

  • Diámetros grandes tanto para instalaciones subterráneas como internas
  • Alta resistencia al vapor
  • Pérdida de calor inferior a 1 °C por kilómetro
  • Gran flexibilidad, suministro de diámetros pequeños/medianos y disposición en rollos
  • Los tramos largos reducen el número de conexiones
  • Posible combinación con sistemas de accesorios de soldadura
  • Peso reducido para facilitar la logística y el manejo
  • Ausencia de corrosión y problemas de acumulación de cal
  • Excelente resistencia química especialmente frente al agua geotérmica agresiva
  • Rendimiento a largo plazo hasta una temperatura máxima de servicio de 95 °C con el mayor rango de presión en comparación con el PE-X y el PP.
  • Sistemas completos de tuberías preaisladas y accesorios de soldadura disponibles para todo el abanico de requisitos.


     

Ensayo en universidad

Resultados de la universidad:
"tras 8 años en servicio, las muestras de tuberías de PB-1 demostraron ser más resistentes que las nuevas tuberías de PB-1 gracias al proceso de recocido y temple de aquel periodo."

Ensayo en universidad para encontrar la tubería interior

Una empresa de energía con sede en Austria fue una de las pioneras en investigar soluciones alternativas y encargó al Instituto Tecnológico del Plástico de la Universidad de Leoben la realización de un programa de pruebas para descubrir las mejores soluciones para las redes de energía central.
 

Resultados de la universidad

Los resultados de la tubería interior fueron contundentes: el polibuteno-1 demostró ser el mejor material plástico para altas temperaturas (máx. 95 °C).

Este resultado animó a la empresa de energía austriaca a crear una empresa conjunta con otra compañía de fabricación de tuberías para producir y comercializar sistemas de tuberías preaisladas con tuberías interiores de polibuteno-1.
 


Casos prácticos

Red de energía central austriaca

A raíz de esos estudios, se han instalado desde entonces 42 redes con 210 km de tuberías en toda Austria. Antes de 1987, se habían instalado 70 km de tuberías. Estas redes recibieron el nombre de "redes secundarias" y se alimentaban a partir de líneas primarias por medio de estaciones transformadoras con intercambiadores de calor para reducir las temperaturas a un máximo de 90 °C y una presión de 5 bares.

Tras ocho años de funcionamiento, se enviaron muestras aleatorias de estas tuberías de polibuteno-1 a institutos de prueba austriacos para comparar las tuberías en funcionamiento con las nuevas. Los resultados mostraron sorprendentemente que las tuberías en uso eran más resistentes que las nuevas tuberías de polibuteno-1: el proceso de recocido y templado de las tuberías durante su servicio en los ocho primeros años afectó de manera positiva a las tuberías.
 

Centro geotérmico de Viena

El agua geotérmica especialmente agresiva de Viena ocasionaba grandes problemas de corrosión en las tuberías metálicas. Como resultado, se llevó a cabo un ciclo de prueba de dos años con varias tuberías de acero inoxidable, PVC-C, epoxi y polibuteno-1 en 1972, cuando el nuevo centro geotérmico de Viena se estaba planificando aún.

El polibuteno-1 resultó ser el mejor material y se instaló posteriormente en todas las líneas geotérmicas desde la fuente hasta el centro geotérmico, con una línea principal doble de 225 mm de diámetro exterior y 1,4 km, y unos 2 km de tuberías internas con entre 20 y 225 mm de diámetro exterior. Estas tuberías funcionaron de manera ininterrumpida durante más de 30 años (hasta que se ampliaron las instalaciones) a 54 °C y 10 bares sin averías.
 


Ejemplos in situ


 

 

A menudo se hace referencia al polibuteno-1 como polibuteno, PB, PB-1 o polibutileno.

El polibuteno-1 no es vendido por los miembros de la PBPSA para su uso en aplicaciones de tuberías en Norteamérica, y dichas partes exigen a sus clientes o distribuidores que no vendan productos fabricados con PB-1 para aplicaciones de tuberías en Norteamérica.