02.01. Pvc-o vs Pvc-u - Perú

TUBERÍA DE PVC-O C-500 vs PVC-U EN PERU

ACTUAL SITUACCIÓN DEL PVC-O CLASE 500 EN PERU La reciente aparición de la norma NTP ISO 16422:2012, nos transmite el interés interés que despierta despierta el PVC-O en Perú,

especialmente a SEDAPAL que es la empresa que ha promovido el

lanzamiento de la norma. Esto permitirá prescribir el material en los proyectos, amparados en una norma local, sin necesidad de hacer referencia a normas del exterior.

DIFERENTES TIPOS DE TUBERÍA PLASTICAS Diferentes tipos de tubería que ofrece el actual mercado peruano. 

PVC-U

Materiales.

Si bien desde el punto de vista de composición química ambos materiales son equivalentes el proceso de orientación molecular del polímero, cuando se alcanzan los niveles de orientación máximos contemplados en la norma ISO 16422-2008, MRS 500, transfiere al PVC unas prestaciones mucho más elevadas en comparación al P VC  –U. El proceso de orientación molecular en el PVC implica un cambio en la estructura interna del material y un comportamiento y prestaciones muy mejoradas para su aplicación en redes de transporte de agua a presión en comparación al PVC-U tradicional. La disposición en forma laminar del material en el PVC-O C500 frente a una estructura amorfa del PVC-U implica un comportamiento mecánico radicalmente diferente.

Prestaciones Mecánicas.

En gráfico adjunto se refleja la mejora de propiedades del PVC-O C500 frente al PVC-U

Resaltaremos en este apartado una resistencia al impacto hasta 5 veces superior del PVC-O C500 frente al PVC-U, esta mejora de comportamiento es incluso superior con temperaturas bajas (0º) respecto al PVC convencional.

Comparativa ensayos de impacto PVC-O C500 y PVC-U PVC-O C500 PVC-U ISO 16422 UNE-EN1452 (1) Diámetro nominal Altura caída m Masa percutor Kg 90 2 5 110 2 6,3 140 2 8 160 2 8 200 2 10 225 2 12,5 315 2 12,5 400 2 12,5 500 2 12,5 630 2 12,5 (1) Supongo que es similar a la NTP-ISO 1452

Altura caída m 1,2 1,6 1,8 2 2 1,8 2 2 2 2

Masa percutor Kg 0,8 1 1,6 1,6 2 2,5 3,2 3,2 3,2 3,2

Un efecto típico en todos los plásticos que no se produce en el PVC-O C500 es el de la propagación de la grieta, gracias a su estructura laminar una grieta superficial en las capas exteriores no se propaga en toda la pared y a lo largo del tubo.

Una resistencia muy superior a la fatiga que garantiza una vida útil mucho más prolongada de la red en el largo plazo y una ausencia de mantenimiento/reparación ya que el índice de roturas por fatiga desaparece, frente a las frecuentes roturas de las redes de PVC-U.

El gráfico anterior representa la pérdida de propiedades mecánicas de una tubería sometida a una presión de trabajo equivalente a su presión nominal PN16 durante 50 años de forma constante.

Se puede observar una pendiente de la curva de resistencia hidrostática del PVC-O C500 muy inferior frente a las curvas de la tubería de PVC-U, lo que confirma una mayor tenacidad del material y una resistencia a la fatiga superior en el largo plazo. Por otro lado los valores finales de resistencia del material tras su vida útil de referencia, 50 años, demuestra un valor de resistencia del PVC-O C500 (50 MPa) dos veces superior al del PVC-U (25 MPa) Una red de PVC-O C500 en condiciones normales de instalación y funcionamiento puede llegar a tener una vida útil de hasta 100 años a la vista de los valores obtenidos.

Comportamiento al esfuerzo en el corto plazo.

La curva del gráfico anterior refleja dos características propias del PVC-O C500 frente a otros materiales plásticos. Una mayor resistencia a la tracción junto con un módulo de elasticidad muy superior, de hecho podemos apreciar como la pendiente de la curva esfuerzo / deformación del PVC-O C500 es más parecida a la curva características de materiales metálicos que a otros materiales plásticos y presenta una deformación totalmente elástica. El PVC-O C500 es el único material plástico en el cual desaparece el valle de fluencia, esto quiere decir que para llegar a un punto de rotura siempre tendremos que aplicar un mayor esfuerzo, mientras que en otros materiales plásticos se produce este fenómeno característico de la fluencia donde un esfuerzo puntual (sobrepresión) puede producir que en el futuro se llegue a un punto de rotura aplicando esfuerzos inferiores, la conclusión es que en el PVC-O C500 no se producen daños “ocultos” por sobreesfuerzos que fragilizan el material en el largo

medio plazo, es por tanto un material más noble.

Tensión Mínima requerida (MRS) y Tensión de Diseño ( σs   ).

Según cuadro adjunto podemos afirmar que la tensión de diseño de la tubería de PVC-O Clase 500 es muy superior a la del PVC-U.

MRS (MPa)

σs (MPa)

TOM PVC-O 500

50

36

PVC-U

25

10

Capacidad Hidráulica.

Las superiores prestaciones mecánicas del PVC-O C500 frente a otros materiales plásticos nos permiten fabricar una tubería de alta resistencia a la presión interna con espesores inferiores, esto permite una capacidad hidráulica muy superior, llegando en algunos casos al 20 % Esta tabla nos da una idea sobre la capacidad hidráulica de los dos tipos de tubería. PVC-U NTP ISO 1452 DN e

CLASE 10 Sección DI Interior mm

cm²

e mm.

MOLECOR - PVC-O PN 12,5 Sección DI Interior

mm

mm

90

4,3

81,4

52,04

6,3

77,4

47,05

110

5,3

99,4

77,60

2,0

84,4

55,95

7,7

94,6

70,29

2,4

104,0

84,95

125

6,0

113,0

100,29

9,3

106,4

88,91

140

6,7

126,6

125,88

3,0

133,0

138,93

9,8

120,4

113,85

3,1

132,4

137,68

160

7,7

144,6

164,22

3,5

152,0

181,46 11,2

137,6

148,71

3,5

151,4

180,03

200

9,6

180,8

256,74

4,3

190,0

283,53 14,0

172

232,35

4,4

189,4

281,74

225

10,8

203,4

324,93

4,9

213,6

358,34 16,7

191,6

288,32

5,0

212,8

355,66

250

11,9

226,2

401,86

5,4

237,4

442,64 17,5

215

363,05

5,5

236,4

438,92

315

15,0

285,0

637,94

6,8

299,2

703,09 22,0

271

576,80

6,9

298,0

697,46

355

16,9

321,2

810,29

24,8

305,4

732,53

400

19,1

361,8

1.028,08

1.132,92 28,0

344

929,41

8,8

378,4

1.124,58

450

21,5

407,0

1.301,00

31,4

387,2

1.177,50

500

23,9

452,2

1.606,02 10,9

474,6

1.769,07 34,9

430,2

1.453,55 11,0

472,8

1.755,68

630

30,0

570,0

2.551,76 13,8

597,8

2.806,74

13,8

595,8

2.787,99

2,4

8,7

104,4

379,8

55,95 85,60

cm²

e

mm

84,4

cm²

e

CLASE 15 Sección DI Interior

MOLECOR - PVC-O PN 16 Sección DI Interior

mm

2,0

mm.

PVC-U NTP ISO 1452

mm.

mm.

La tabla solo contempla en PVC-O presiones de 12,5 y 16, frente a 10 y 15 en el PVC-U. En el caso de tuberías diseñadas para presiones superiores las dif erencias son aún mayores.

cm²

Instalación y montaje.

La orientación molecular en el PVC nos permite producir una tubería de mayor resistencia con un menor espesor de pared en comparación con la tubería de PVC-U que en algunos casos puede ser inferior al 50 %, esto dota a la tubería de PVC-O C500 de una gran ligereza que facilita la manipulación e instalación en obra. Como ejemplo apuntaremos, que un tubo de DN 200 PN 16 de PVC-U de 6 metros de longitud pesa 78 kilos, frente a 28 kilos  que pesa el de PVC-O de la misma longitud y PN. Sin olvidar aspectos de seguridad en su manipulación y de costes en relación a la necesidad de uso de medios mecánicos.  Junta pegada en el PVC-U

La tubería de PVC-O no admite la unión utilizando adhesivo, es muy importante tener en cuenta que aunque tradicionalmente se utiliza el termino   pegar ,

lo correcto sería hacer

referencia a soldar ya que lo que realmente se realiza es una soldadura en frio o química. Al aplicar el producto en la superficie de los tubos a unir “fundimos”   su superficie persiguiendo realizar la unión de los dos elementos. No olvidemos que en las uniones “pegadas” desaparece la capacidad de dilatación y

contracción de las uniones de junta elástica, particularmente necesario en tuberías plásticas. Este tipo de unión requiere una mano de obra especializada y particularmente cuidadosa ya que exige: 

Total y absoluta limpieza, incluso del tacto de las personas.



Las superficies deben estar totalmente secas, no admite humedad.



Aunque retiremos el cemento sobrante en el exterior del tubo, para evitar el sobre calentamiento, resultara imposible retirar el del interior.



Cantidad de adhesivo a aplicar.



Después de la aplicación del cemento en los extremos a unir, no pueden entrar en contacto con ningún sólido; polvo, tierra, piedras…



La introducción del extremo liso al enchufe debe hacerse de forma lineal, sin giros ni movimientos que puedan desplazar las superficies “fundidas” de los extremos.



Dependencia de la calidad del adhesivo.



Los adhesivos contienen Tetrahidrofurano, ecológicamente cuestionable, pudiendo resultar nocivo en manos de un instalador inexperto.



Una unión mal realizada no admite recuperación de los tubos o accesorios a unir, queda totalmente inutilizada.



Especial dificultad para unir tubos pesados, es decir que no pueda manejar un solo operario con un tubo en cada mano.



Cuando se realizan uniones consecutivas debemos esperar al fraguado de la unión anterior, con el fin de evitar movimientos que pongan en riesgo su capacidad de producir estanqueidad.

Estanqueidad de las uniones  con Junta Elástica

Todas las tuberías de PVC-O incorporan junta de caucho para tuberías a presión. Son varios los modelos que utilizan los fabricantes, destacando

las juntas que incorporan un anillo

plástico cuya función es la de fijar de forma solidaria la junta en su alojamiento, una vez instalada en fábrica está es inamovible tanto durante el transporte del tubo como en su instalación evitando el riesgo de arrollamiento de la junta incluso en las condiciones más desfavorables. El cuerpo de la junta está diseñado para garantizar la estanqueidad a altas presiones de acuerdo con la norma

CARACTERISTICAS según EN 681-1 Propiedad

Unidades Valor

Dureza Resistencia a la tracción Alargamiento a la rotura Deformación remanente por compresión 72h-23ºC Deformación remanente por compresión 24h-70ºC Deformación remanente por compresión 72h-10ºC Variación de volumen en agua destilada 7d-70ºC Envejecimiento en aire 7d-70ºC, variación de: Dureza Resistencia a la tracción

IRHD Mpa % % % % %

60 ± 5 >9 > 300 < 12 < 20 < 50 -1 / +8

IRHD %

-5 / +8 < -20

%

-30 / +10

Alargamiento a la rotura

Ejemplo de junta elastica

Garantía en la calidad de las materias primas.

El proceso de orientación molecular consiste básicamente en elevar la temperatura del tubo base de PVC-U y someterlo a un estiramiento en el interior de un molde con aire a presión, este proceso exige la utilización de resinas de PVC virgen y una perfecta gelidificación del tubo base, el proceso de orientación es en sí mismo un control muy exigente de la calidad del tubo base utilizado y de las materias primas y aditivos empleados. Los fabricantes deben garantizar la utilización de resinas de PVC virgen así como la no inclusión de materiales reciclados externos, esto garantiza una uniforme y alta calidad del producto final.

PVC-O C500 y medio ambiente.

Un menor uso de materia prima junto a la reutilización completa de todo el material de nuestra propia fabricación (nunca externo) por una parte y un proceso de gran eficiencia energética con mínimas emisiones de CO 2 a la atmósfera hace la fabricación de PVC-Orientado un proceso altamente sostenible y amigable con el medio ambiente. 100 % reciclable.

2000 1500 PVC-O

1000

PE100

500

FD

0 Consumo Emisiones CO2 (Kg energético (KWh) CO2)