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Tubería PB-1 frente a metálica

Tradicionalmente, los productos para el mercado de tuberías y fontanería se fabricaban principalmente de metal. Sin embargo, desde la introducción de los termoplásticos en los años 50,  junto con las continuas mejoras de las propiedades, la cuota de mercado de los plásticos ha seguido creciendo hasta superar el 60%. Esto se debe a las numerosas ventajas que ofrecen las tuberías de plástico, que cuentan con un amplio reconocimiento frente a los sistemas de metal tradicionales tras más de 60 años de servicio en el campo bajo condiciones de calor y presión permanentes.
 

Más información

Introducción

PB-1: Sin corrosión, peso ligero, flexible y fácil de manejar e instalar con menos accesorios y herramientas, y sin productos químicos ni llamas vivas.

A pesar del crecimiento de los plásticos frente a los metales, el mercado de las tuberías sigue siendo una industria conservadora con especificadores e instaladores a menudo reticentes al cambio, a pesar de las ventajas de instalación y vida útil que ofrecen las tuberías de plástico.

COSTE (menor coste total)
  • Explicación
    -  Evolución del coste
  • Razones
    - Menor coste del proyecto
    - Menor mantenimiento en la vida útil
    - Instalación sencilla y rápida
    - Sistema duradero que prolonga la vida útil

Con el paso del tiempo, tanto diseñadores como contratistas reconocen las ventajas y la satisfacción del usuario a largo plazo que ofrece una mayor vida útil del producto, un bajo mantenimiento y una base de costes reducida para propuestas en proyectos competitivos.

Las ventajas de las tuberías de plástico sobre el metal incluyen: ausencia de corrosión, pocas incrustaciones (o ninguna), peso ligero e instalación sencilla sin herramientas complejas, soldadura a alta temperatura, soldadura de juntas de tuberías o uso de productos químicos intrusivos o llamas.

Además de esos beneficios obvios, se enumeran características beneficiosas especiales que pueden no ser tan evidentes, pero que sí ofrecen un alto valor para el usuario final, ya sea para propiedades privadas o edificios públicos como hoteles, hospitales, centros comerciales o aeropuertos.

Los sistemas de tuberías de plástico ofrecen claras ventajas sobre los metales y, como se indica en este sitio web, comparando el polibuteno-1 (polibutileno, PB-1) con otros plásticos de la competencia, el PB-1 es el material técnicamente más avanzado disponible, y con una menor huella de carbono.
 


El PB-1 frente a los METALES
VENTAJAS DEL SISTEMA
 


 

Módulo elástico

La flexibilidad del PB-1 aporta beneficios al transporte, la manipulación y la instalación, lo que reduce significativamente los costes.

FLEXIBILIDAD (ultraflexible)

  • Motivo
     
    - Un bajo módulo elástico se traduce en tubos flexibles
  • Ventajas
    - Fácil transporte y manipulación (en bobinas)
    - Instalación eficiente (menos uniones y prefabricación)
    - Bajo o nulo golpe de ariete (valorado como "el mejor de su clase" o "extraordinario")
    - No se necesitan bucles de expansión

El módulo elástico es la relación entre tensión y elongación, y se cuantifica en MPa para expresar la rigidez y flexibilidad de un material. Cuanto más alto sea el módulo elástico, mayor será la rigidez. Un módulo elástico bajo significa una alta flexibilidad. El PB-1 tiene el módulo elástico más bajo de todos los materiales de tuberías de presión.

La flexibilidad de las tuberías PB-1 en comparación con los plásticos de la competencia y, en particular, con las tuberías de metal rígido, ofrece grandes ventajas en el transporte, la manipulación y la instalación, lo que también reduce los costes.

Los tubos fabricados con PB-1 se pueden transportar y suministrar en bobinas agrupadas o en secciones prefabricadas ligeras. Esto significa que se puede aumentar la longitud de los tubos en comparación con unas tuberías de metal que, debido a su rigidez y peso, deben suministrarse en longitudes limitadas de unos pocos metros.

Debido a las mayores longitudes que ofrece el PB-1, en bobinas flexibles, el número de uniones y conexiones se reduce considerablemente, en comparación con un sistema de tuberías metálicas. Esta ventaja proporciona una gran ventaja respecto al tiempo de instalación y también mejora la fiabilidad y la vida útil.

Al comparar el coste de las tuberías no hay que olvidar que la instalación es, con diferencia, el componente de mayor coste de la tubería una vez instalada (AMI 2018). Además, la flexibilidad de las tuberías PB-1 permite que la curvatura de las tuberías siga fácilmente la forma de una estructura o evite obstrucciones como árboles o un terreno inadecuado. Esto es mucho más complicado con tubos de metal rígidos.


Peso

El peso de la tubería de PB-1 es solo una fracción que en una metálica, lo que facilita el transporte y reduce el impacto medioambiental.

PESO (menor coste total)

  • Motivo
    - Baja densidad
  • Ventajas
    - Facilidad de instalación, transporte y manipulación
    - Bajo golpe de ariete
    - LCA óptimo

La densidad del material es el factor crucial para el peso de un sistema de tuberías. El peso de las tuberías PB-1 es solo una fracción de las tuberías de metal si se comparan unas longitudes y unos diámetros internos equivalentes. Cuanto menor sea el peso, más fácil será el transporte y la manipulación in situ, lo que reducirá tanto los costes de instalación como el impacto medioambiental.


Velocidad del sonido

Las emisiones de ruido de los sistemas de tuberías PB-1 son menos de un 10% de lo que generan los sistemas de tuberías de metal.

TRANSMISIÓN DE SONIDO (mayor silencio)

  • Motivo
    - Velocidad del sonido. La baja densidad significa silencio
  • Ventaja
    - Sistema silencioso/bajo golpe de ariete

Los ruidos mecánicos que acompañan a los ciclos de calentamiento y enfriamiento de los sistemas de tuberías de calefacción fabricados con metales se eliminan casi por completo al utilizar sistemas de tuberías PB-1.

Los tubos PB-1 reducen y amortiguan la transmisión de ruido mecánico y los efectos de "golpe de ariete". Las emisiones de ruido de los sistemas de tuberías PB-1 son menos de un 10% de lo que generan los sistemas de tuberías de metal.


Conductividad térmica

El PB-1 es un aislante que reduce el consumo de energía de las tuberías y la condensación frente a los metales.

CONDUCTIVIDAD (menor conductividad)

  • Motivo
     
    - El PB-1 es un aislante térmico
  • Ventajas
    - Consumo de energía reducido
    - Baja condensación del sistema
    - Temperatura superficial suave durante el mantenimiento

La alta conductividad térmica de las tuberías metálicas hace que la temperatura de la superficie exterior de la tubería sea prácticamente igual que la temperatura del fluido que se transporta. Los materiales con baja conductividad térmica, como el PB-1, contribuyen a la disminución del flujo de transmisión de calor dentro y fuera del edificio, lo que reduce el consumo de energía y los costes operativos.


Expansión térmica

La expansión térmica de las tuberías de PB-1 se absorbe fácilmente gracias a la flexibilidad del material, lo que reduce la tensión.

EXPANSIÓN TÉRMICA

  • Ventaja
    - La expansión térmica de las tuberías PB-1 se puede absorber fácilmente gracias a la flexibilidad del material

A medida que la temperatura de la tubería cambia de las condiciones de instalación a las de funcionamiento, esta se expande o se contrae. La cantidad de expansión o contracción de un sistema de tuberías depende del coeficiente de expansión lineal del material de la tubería, de la longitud de la tubería entre los cambios de dirección y del diferencial de temperatura.

Cuando una tubería se expande o contrae, tiene el potencial de generar una gran cantidad de fuerza y tensión en el sistema. Es crucial que la expansión y contracción de las tuberías se aborde en la fase de diseño de un proyecto para evitar problemas graves.

Problemas como que las tuberías estén retorcidas o que se produzcan tensiones en las juntas pueden llevar a fugas o roturas de las tuberías, junto con los daños relacionados que podría generar dicha avería.
 


Rendimiento en frío extremo

El PB-1 se puede seguir trabajando a unas temperaturas de hasta –10 °C.

RENDIMIENTO EN FRÍO EXTREMO (resistencia a reventones)

  • Ventaja
    - En comparación con las tuberías metálicas, los sistemas de tuberías de PB-1 han reducido significativamente la incidencia de rotura de tuberías por congelación

Cada vez más, los ingenieros de tuberías utilizan sistemas de tuberías de PB-1 en lugar de metal para proyectos en entornos extremadamente fríos, no solo por las ventajas de manipulación, instalación y ausencia de corrosión, sino también por una incidencia significativamente más baja de rotura de tuberías, en comparación con el rendimiento de las tuberías metálicas en condiciones de congelación.

Dos ejemplos de proyectos de empresas miembros de PBPSA ilustran las razones del uso de sistemas de tuberías PB-1 para proyectos importantes con temperaturas bajo cero.

La base de investigación italiana de la Antártida necesitaba una solución fiable y de bajo mantenimiento para el sistema externo de tuberías de agua caliente del centro de investigación.

Las temperaturas antárticas extremas fueron un reto importante debido a que la instalación de tuberías sobre un suelo que está congelado permanentemente puede provocar que se agrieten y revienten.

Las tuberías Flexalen PB-1 de Thermaflex fueron probadas por el CNR (Consejo Nacional de Investigación) en una cámara de temperatura a -80 °C. Así se pudo demostrar concluyentemente que eran aptas para su uso y actualmente hay casi 1 km de tuberías PB-1 en servicio en la base de investigación italiana.

• El proyecto Säntis 2000 renovó y amplió las instalaciones en el pico más alto del macizo de Alpstein, en Suiza. El proyecto utilizó tuberías PB-1 de GF Piping Systems debido a su ligereza, facilidad de instalación y resistencia a grietas y roturas en condiciones de congelación.

Con las temperaturas que rondan los –30 °C y vientos de hasta 200 km/h, la protección contra heladas fue un aspecto fundamental. Para la prueba de proyecto, las tuberías PB-1 se llenaron de agua, se presurizaron a 5 bares y se expusieron a las condiciones climáticas extremas de la cumbre, lo que demostró que no se producirían efectos negativos de seguridad si el sistema de tuberías PB-1 se congela.

Las pruebas también concluyeron que no había ninguna diferencia si el sistema de tuberías se congelaba al completo o solo una parte. Además, el PB-1 se puede seguir trabajando a temperaturas de hasta –10 °C.
 


Sin corrosión
Baja incrustación

Las tuberías PB-1 son químicamente inertes y tienen unas superficies internas lisas que eliminan los problemas de corrosión e incrustación que se encuentran en los metales

ANTICORROSIÓN (ausencia de contaminación)

  • Ventaja
    - No hay contaminación del agua de las tuberías PB-1 por productos de corrosión

Las tuberías PB-1 suministran agua potable y totalmente libre de corrosión a sistemas de agua potable y calefacción. La ausencia de corrosión significa que no hay contaminación del agua en el grifo por productos de dicha corrosión. Esto hace que, incluso si el sistema no se utiliza durante un período de tiempo prolongado, no haya riesgo de depósitos de óxido o corrosión, y la calidad del agua no se ve afectada.

• Corrosión que se encuentra normalmente en tuberías metálicas (imagen cortesía de GF Piping Systems)


BAJA CANTIDAD DE CAL E INCRUSTACIONES (agua limpia)

  • Ventaja
    - Las superficies internas lisas de las tuberías de PB-1 están prácticamente libres de cal y conservan todo su diámetro interno

Se garantiza la ausencia de depósitos de cal e incrustaciones en las zonas con suministro de agua dura, lo que hace que los sistemas de agua potable estén libres de cal. Las superficies lisas del interior de las tuberías, junto con las propiedades químicas inertes, permiten eliminar la deposición de carbonato de calcio, con lo que las tuberías conservan tanto su diámetro interno al completo como su eficiencia a largo plazo para el calentamiento y la circulación del agua. Alto nivel de caudal y comodidad, siempre constante.

• Acumulación de cal e incrustaciones en tuberías metálicas (imagen cortesía de GF Piping Systems)


Golpe de ariete

El golpe de ariete es 12 veces menor en los sistemas de tuberías PB-1 que en las metálicas.

GOLPE DE ARIETE  (significativamente menor que en tuberías metálicas)

  • Ventaja
    - Niveles significativamente más bajos de golpe de ariete en sistemas de tuberías PB-1 frente a tuberías metálicas

El golpe de ariete es un fenómeno que puede ocurrir en cualquier sistema de tuberías en el que se usen válvulas para controlar el flujo de líquidos.

El golpe de ariete es el resultado de una subida de presión, u onda de choque de alta presión, que se propaga a través de un sistema de tuberías cuando un fluido en movimiento es forzado a detenerse abruptamente.

El golpe de ariete repetitivo puede ser destructivo para los sistemas de tuberías. Además de la molestia del ruido, el golpe de ariete puede hacer que las tuberías y los accesorios se rompan, creando reventones de tuberías si la presión es lo suficientemente alta.

Los sistemas modernos de fontanería a menudo están diseñados con cámaras de aire para mitigar los daños causados por el golpe de ariete repetitivo. Sin embargo, los sistemas de tuberías PB-1 normalmente no necesitan tales cámaras adicionales debido a la capacidad del material para absorber el golpe de ariete.

Gracias a su baja densidad y alta flexibilidad, la incidencia del golpe de ariete en un sistema de tuberías PB-1 es 12 veces menor que en un sistema de tuberías de acero.

Esto proporciona mejoras en la acústica de un sistema y en su fiabilidad a largo plazo.
 


Medioambiente

Los sistemas de tuberías PB-1 tienen un impacto medioambiental significativamente menor que los fabricados con metales, sobre todo respecto al cobre.

MEDIOAMBIENTAL (más respeto por el medioambiente)

  • Razones
    - Menor impacto en el calentamiento global
    - Mejor evaluación del ciclo de vida
    - Sin productos químicos para la instalación, ni calor o llamas vivas
  • Ventajas
    - Vida más larga del sistema
    - Menor huella de carbono frente a otras alternativas

Sostenibilidad
- Lecciones aprendidas de los sistemas de tuberías de presión PB-1

La Asociación europea de tuberías y accesorios plásticos (TEPPFA) encargó un estudio independiente al Instituto flamenco de investigación tecnológica (VITO) para medir la huella medioambiental de varios sistemas de tuberías de plástico mediante una valoración a lo largo de su ciclo de vida. El estudio tenía por objeto concienciar sobre el valor que los sistemas de tuberías de plástico ofrecen de cara a un futuro sostenible, y fue validado por la consultoría de sostenibilidad Denkstatt, en Austria.

Un objetivo importante del proyecto era dar transparencia al impacto de los sistemas de tuberías de plástico en nuestro medioambiente. También supuso un paso importante en el desarrollo de las declaraciones medioambientales de productos para las tuberías de plástico.

Eficiencia energética
- Lecciones aprendidas de los sistemas de tuberías de presión PB-1



La Universidad Técnica de Berlín llevó a cabo un análisis de eficiencia energética y de impacto medioambiental en sistemas de tuberías presurizadas de agua caliente y fría. El estudio comparó el consumo total de energía necesario para la fabricación e instalación de un sistema de tuberías para una vivienda múltiple con 16 apartamentos utilizando una serie de sistemas competitivos de metal y plástico.

Los sistemas de tuberías PB-1 consumieron un 50% menos de energía en su fabricación e instalación que el resto de sistemas plásticos del estudio.

Una evaluación completa del ciclo de vida (LCA) basada en datos científicos es el método estandarizado para comparar equitativamente toda una gama de procesos y calcular los impactos generales, empezando por la fabricación de materias primas y pasando por su transformación en productos, su transporte e instalación del producto, su uso durante la vida útil y, en última instancia, su eliminación o reciclaje al final de la vida útil.

A efectos de una comparación directa y justa entre materiales alternativos, se utilizó la siguiente unidad funcional idéntica en el estudio LCA para fontanería de agua caliente y fría en paredes macizas: una vida útil de 50 años, una cifra que se ajusta a la esperanza de vida útil habitual de un edificio.
 


Conclusiones

En comparación con las tuberías metálicas, los sistemas de tuberías PB-1 ofrecen las siguientes ventajas:

  • Coste  (menor coste total del proyecto)
  • Flexibilidad  (ultraflexible)
  • Peso  (más ligero)
  • Transmisión de sonido  (más silenciosa)
  • Conductividad  (menor conductividad)
  • Anticorrosión  (agua limpia)
  • Rendimiento en frío extremo  (resistente a reventones)
  • Poca o ninguna incrustación  (superficies lisas)
  • Golpe de ariete bajo o inexistente  (fiabilidad y comodidad)
  • Medioambiente  (material más ecológico)

• • • • • • •

  • MAYOR SENCILLEZ  en el transporte, la manipulación y la instalación

  • REDUCCIÓN  de los costes y de los requisitos de mantenimiento

  • MAYOR  vida útil

  • MENOR  huella de carbono
     


 

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.
 

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