Buscando reducir los costos y extender la vida útil de los sistemas a bordo
La industria de cruceros recibe a más de 30 millones de pasajeros al año y tiene una producción global anual de 134 mil millones de dólares (fuente de 2019: CLIA). Cuando se transporta un gran número de pasajeros a través de los océanos, la salud y la seguridad son requisitos básicos, junto con un alto nivel de confort. Estos objetivos esenciales de la industria tienen un costo significativo. Como resultado, los propietarios y contratistas de la construcción naval se centran en abordar de manera sostenible los desafíos relacionados con la infraestructura a bordo, las instalaciones y el uso de energía relacionado lo antes posible en el proceso de diseño del barco.
El polibuteno-1 (polibutileno, PB-1) es un material excelente para los sistemas de tuberías de construcción naval que se utilizan para las siguientes aplicaciones:
- Sistemas presurizados de agua fría y caliente
- capaz de soportar temperaturas constantes de 0 °C a 95 °C a 6 bar - Aire comprimido
- Desalinización
- ósmosis inversa
- Líneas de aire acondicionado
- Calefacción y refrigeración
- Líneas de condensación y/o recirculación
El PB-1 está especificado para entornos desafiantes
En comparación con otros polímeros, el polibuteno-1 (polibutileno, PB-1) ofrece la lista más completa de capacidades físicas en todo el espectro de propiedades mecánicas. Los productos fabricados con PB-1 utilizados por los constructores navales incluyen:
- Tuberías
- se puede enrollar y entregar en longitudes largas
- se ofrecen como tuberías preaisladas regulares o multicapa - Conexiones
- Válvulas de bola
- Válvulas de diafragma
- Válvulas accionadas
- Medición y control
Los sistemas de tuberías PB-1 son ideales para la construcción naval
Instalación rápida y eficiente• Largas longitudes en bobinas • Se requieren pocas herramientas • Sin llamas ni flujos • Flexible para áreas reducidas • Menos conexiones
Alta resistencia química y libre de corrosión
- resistente a disolventes y productos químicos
- resistente a la salmuera concentrada
Alta flexibilidad
- lo que permite una fácil manipulación e instalación a bordo utilizando bobinas y reduciendo las conexiones
- proporcionando ventajas para la modernización de nuevos sistemas de tuberías en áreas reducidas en el interior de los barcos existentes
Bajo peso
- reduciendo significativamente el peso total de la plataforma en comparación con otros plásticos y metales
Resistente a la presión y resistente a las explosiones a largo plazo
- bajo temperaturas altas y constantes
Las mejores propiedades acústicas de su clase
- con una excelente amortiguación del sonido y un bajo nivel de impacto
Instalación rápida y eficiente
- La tubería de PB-1 liviana y altamente flexible en bobinas significa un fácil envío, menos conexiones y una manipulación e instalación a bordo más fáciles en áreas confinadas
- se requieren pocas herramientas y no se necesitan llamas, calor, fundentes u otros productos químicos, lo que elimina la necesidad de certificados de trabajo en caliente
- Los proveedores de sistemas PB-1 proporcionan sistemas completos que optimizan el rendimiento, la integridad de las juntas y la elección
- aplicable a todas las técnicas de unión actuales
- Las capacidades de los sistemas de tuberías PB-1 para la prefabricación fuera del sitio reducen radicalmente el tiempo de instalación a bordo y brindan la posibilidad de instalarlo en el mar
Larga vida útil
- larga vida útil del sistema junto con bajos costos de servicio y mantenimiento en comparación con otros materiales
Mayor velocidad de flujo de líquido
- frente a los plásticos de la competencia para el mismo diámetro exterior de tubería
- La clasificación SDR más alta permite la pared más delgada y, por lo tanto, la mayor sección transversal interna y caudal
Apto para refrigeración y aire acondicionado
Bajo impacto ambiental
- en comparación con los polímeros de la competencia
- reciclable
Cumple con los estándares internacionales
Disponibilidad global de los sistemas de tuberías de PB-1
Importantes beneficios de rendimiento para la construcción naval
Los sistemas de tuberías de polibuteno-1 (polibutileno, PB-1) tienen una serie de ventajas de rendimiento que han convertido al material en la opción de última generación para los sistemas de tuberías instalados en barcos
Los beneficios de rendimiento incluyen una menor difusividad térmica que las tuberías de cobre, lo que significa que el agua tarda más en congelarse en ellas cuando hace frío.
Si se produce una congelación, la tubería se expande para tener en cuenta el volumen añadido y vuelve a sus dimensiones normales cuando llega el deshielo. La misma característica térmica de los PB-1 funciona a la inversa, enfriándolos al tacto, incluso cuando se transporta agua a alta temperatura.
En entornos marinos, los sistemas de tuberías de PB-1 están libres de corrosión y no se expanden con agua dura.
Absorben y suprimen el sonido, en lugar de transmitirlo, y no están sujetos a un «golpe de agua», especialmente en áreas conocidas por las altas presiones de suministro de agua.
La tecnología de soldadura con PB-1 ofrece oportunidades adicionales para prefabricar secciones fuera del sitio, lo que reduce la complejidad logística y el tiempo de instalación.
Las pruebas ISO 9080 a largo plazo realizadas en tuberías de polibuteno-1 proyectan una vida útil de 50 años o más para las tuberías de agua caliente de PB-1 que funcionan con agua a 70 °C y a una presión de 10 bar. Las pruebas ISO 9080 se llevan a cabo de acuerdo con los protocolos internacionales por agencias de pruebas independientes y acreditadas, como EXOVA.
Comparación de las técnicas de unión disponibles entre los polímeros de sistemas de tuberías
El PB-1 es un material versátil para todas las técnicas de unión disponibles
La acústica es una de las propiedades superiores de los sistemas de tuberías de polibuteno-1
Teniendo en cuenta la proximidad de los pasajeros de los barcos y las crecientes expectativas de confort, niveles de ruido y propiedades acústicas de los sistemas de tuberías, las propiedades acústicas son una consideración importante para la construcción naval. Los sistemas de tuberías que minimizan el ruido de los fluidos y los golpes de agua cuando las tuberías atraviesan techos y paredes son un elemento clave para abordar los problemas de ruido de los pasajeros.
Amortiguación de sonido
Entre las propiedades superiores del polibuteno-1 en comparación con otros materiales se encuentra su excelente amortiguación del sonido. La combinación de una construcción de pared de tubería más delgada, un bajo módulo de elasticidad y una baja densidad específica en los tubos de polibuteno-1 (α = 0,9 g/cm)3) provoca una alta absorción del «golpe de agua» y otros ruidos asociados con la calefacción y la refrigeración en los sistemas de tuberías.
Resistencia al martillo de agua
Cuanto mayor sea la clase SDR, menor será el martillo hidráulico a un caudal determinado. El PB-1 tiene la clase SDR más alta en comparación con el PP-H, PP-R, PE-RT y PEX
Una columna de agua en movimiento dentro de una tubería contiene energía cinética almacenada que surge de su masa y velocidad. Como el agua es esencialmente incompresible, esta energía no se puede absorber cuando una válvula se cierra repentinamente.
El resultado es un aumento de presión instantáneo elevado, normalmente denominado «martillo de agua».
Con la densidad inherente de las cabinas de los barcos, los niveles de ruido y las propiedades acústicas de los sistemas de tuberías son un problema importante. Los sistemas de tuberías que minimizan el ruido de los fluidos y los golpes de agua cuando las tuberías atraviesan la estructura interna del barco son un elemento clave para abordar los problemas de ruido de los pasajeros.
Los golpes de agua repetitivos pueden ser destructivos para los sistemas de tuberías. Además del ruido, el golpe de agua puede hacer que las tuberías se rompan si la presión es lo suficientemente alta.
El valor teórico máximo del aumento de presión Ps es:
v0 · a · α = ps
v0 = velocidad del medio [m/s]
un = velocidad de propagación de la onda de presión [m/s]
α = densidad del medio [kg/m³]
ps = aumento de presión — golpe de agua [N/m²]
El bajo módulo elástico del polibuteno-1, combinado con un espesor de pared reducido, da lugar a una sobrepresión baja para un diámetro exterior y una presión nominal de tubería determinados. La siguiente tabla compara la sobrepresión máxima para tuberías de 38,1 mm (1-1/2 pulgadas) de diámetro exterior de diferentes materiales plásticos, diseñadas para el mismo servicio de presión.
En comparación con el PP-H, el PP-B, el PE-RT y el PEX, el PB-1 tiene la clase SDR más alta y ofrece las mejores capacidades acústicas, incluido el nivel más bajo de martillo hidráulico.
La capacidad de presión del PB-1 permite una mayor área interna y caudal que el PEX y el PE-RT
Para ilustrar el rendimiento del PB-1, el PE-RT y el PEX en relación con la presión de funcionamiento dada de 8 bar con un diámetro de tubería pequeño de 50 mm ø, la tabla y el diagrama siguientes proporcionan una comparación de las dimensiones internas de la tubería requeridas.
El PB-1 es más resistente que el PE-RT y el PEX, y con una presión operativa de 8 bar y un diámetro de tubo exterior de 50 mm ø, los espesores de pared requeridos son:
Como se indicó anteriormente, a la misma presión de agua, el mayor diámetro interior de la tubería de 50 mm de diámetro exterior de PB-1 ofrece un caudal sustancialmente mayor que el de los otros dos materiales.
Por el contrario, con un caudal determinado, las tuberías de PB-1 producen una menor pérdida de presión y requieren menos energía para hacer funcionar los sistemas y/o bombas de menor capacidad.
Como se muestra en los gráficos anteriores y con fines de comparación, el PE-RT puede considerarse el punto de referencia al 100%. Al comparar el área de la sección transversal interior de un tubo de 50 mm de diámetro (gráfico de la izquierda), el PB-1 supera claramente al PE-RT con un 27% de volumen adicional. Además, al comparar la cantidad de material por metro de una tubería de 50 mm de diámetro con una capacidad nominal de 8 bar (gráfico de la derecha), la tubería de PB-1 utiliza un 29% menos de material que la de PE-RT.
Una vez más, a efectos de comparación, el PE-RT puede considerarse el punto de referencia al 100%. Según el gráfico anterior (izquierda), si se utiliza la misma presión de agua operativa, una tubería de 50 mm de diámetro exterior (8 bar) fabricada con PB-1 proporciona un caudal considerablemente mayor, del +35%, en comparación con una tubería PE-RT con el mismo diámetro exterior, con una clasificación idéntica.
Medido con el otro punto de comparación (derecha): con un caudal determinado (salida), las tuberías de PB-1 producen una pérdida de presión un 44% menor en comparación con las tuberías de PE-RT. Esto significa que las tuberías de PB-1 requieren menos energía para hacer funcionar un sistema o pueden alojar bombas de menor capacidad para obtener el mismo rendimiento.
La mejor flexibilidad de su clase reduce el tiempo de instalación
La flexibilidad es una ventaja que ofrecen varios plásticos en comparación con los metales, sin embargo, el polibuteno-1 es claramente el material plástico preferido, como se ilustra en la siguiente tabla, donde se comparan los valores típicos de elasticidad a la flexión de varios materiales de tuberías de poliolefina.
Las ventajas de la flexibilidad durante la instalación y el mantenimiento de los sistemas de tuberías de polibuteno-1 se describen en detalle en este sitio web y son particularmente aplicables a los requisitos de la construcción naval. Evidentemente, cuanto más fácil sea manipular una tubería in situ y en situaciones difíciles, menor será el tiempo de instalación.
En este sentido, la facilidad para cablear a través de orificios perforados y atravesar espacios reducidos, combinada con los largos tramos de tubería disponibles en bobinas y, por lo tanto, la reducción del número de accesorios necesarios, son factores que contribuyen a la velocidad de la instalación y a la consiguiente reducción de los costos de mano de obra.
Aunque la tubería de polibuteno-1 se flexiona fácilmente, se debe tener cuidado de no doblarla hasta el punto de «retorcerse». En este sentido, se recomienda un radio de curvatura mínimo de 8 veces el diámetro de la tubería.
La figura (arriba a la derecha) muestra los radios de curvatura mínimos recomendados para varios diámetros de tubería de polibuteno-1.
Sencillo, rápido y eficiente
Los sistemas de tuberías de polibuteno-1 (polibutileno, PB-1) han revolucionado la forma en que se instalan los sistemas presurizados de agua fría y caliente en los barcos. Con la instalación de tuberías de PB-1, no se necesitan herramientas de doblado, no se necesitan llamas vivas ni fundentes ni productos químicos.
Los sistemas de tuberías de PB-1 han revolucionado la forma en que se instalan los sistemas de agua fría y caliente a presión en los barcos. Sin herramientas de doblado, sin llamas, sin fundentes, sin productos químicos.
El polibuteno-1 ofrece un mejor manejo debido a su flexibilidad, su reducido grosor de la pared de la tubería y su bajo efecto memoria. Además de los posibles ahorros de costos derivados de una instalación más rápida, las tuberías de polibuteno-1 brindan oportunidades de instalación en espacios reducidos y estrechos.
Las tuberías de hasta 50 mm de diámetro se suministran en bobinas largas, ligeras y fáciles de manejar. Las instalaciones se pueden realizar en estructuras antes de instalar techos y paredes, y las tuberías flexibles de PB-1 se pueden conectar con cables alrededor de las obstrucciones y a través de áreas estrechas, lo que las hace perfectas para reparaciones en edificios navales. Una tubería continua y flexible significa menos uniones, lo que proporciona una mayor integridad del sistema.
Con el PB-1, se pueden realizar muchas instalaciones sin una medición previa precisa, ya que es fácil de medir y cortar in situ. Además, el peso ligero y la facilidad de manejo de las tuberías de PB-1 permiten prefabricarlas en fábrica y una rápida instalación a bordo o cuando un crucero está en marcha cuando el tiempo es crucial.
La legionela es una bacteria presente ocasionalmente de forma natural en las redes de distribución de agua y representa un peligro potencial para la salud de los usuarios de estas instalaciones.
Los factores a combatir para impedir la reproducción de esta bacteria en los sistemas de tuberías de los edificios son su temperatura de reproducción y la formación de una biopelícula como sustrato para la alimentación y colonización de la bacteria.
Las tuberías de PB-1 reducen el riesgo de legionela a bordo, debido a: • superficie interna lisa de la tubería • no corroen los metales • resistencia óptima a 70 °C • aptas para la desinfección química
La temperatura de reproducción de la Legionella es de entre 20° y 50°C, por lo que se deben evitar temperaturas del agua dentro de este rango. Por otro lado, la formación de una biopelícula se ve favorecida por la acumulación de agua estancada, la temperatura dentro del rango antes mencionado, la rugosidad de la tubería y la posible corrosión de su metal.
La temperatura de aniquilación de la Legionella se establece en 70°C, por lo que los tratamientos de desinfección térmica requieren que el fluido se caliente a esta temperatura.
Los estándares internacionales de producción consideran esta temperatura de trabajo para esta aplicación, donde la clase 2 se define como aplicable. La mejor elección de material para este problema es el polibuteno-1, y con un buen diseño y un mantenimiento adecuado de la instalación, se pueden evitar posibles problemas relacionados con la legionela. Las tuberías de PB, debido a su baja rugosidad, a la ausencia de corrosión metálica y a su óptima resistencia a 70 °C (temperatura de aniquilación de las bacterias), son ideales para prevenir los problemas de legionela. Además, son aptas para tratamientos de desinfección química anuales (30 ppm de Cl a 30 °C, 6 bar y durante 2 horas), según las pruebas realizadas por el fabricante de la materia prima, LyondellBasell, en laboratorios independientes.
El PB-1 está clasificado como «respetuoso con el medio ambiente»
El impacto ambiental y el potencial de reciclaje de los sistemas de tuberías se evalúan en estudios «desde la cuna hasta la tumba». La Universidad Técnica de Berlín llevó a cabo un estudio de este tipo sobre varios sistemas de tuberías de agua potable, incluidos el acero galvanizado, el cobre y los plásticos: polietileno reticulado (PE-X), polipropileno (PP-R), policloruro de vinilo clorado (PVC-C) y polibuteno-1 (PB-1).
El estudio sobre el impacto ambiental de los materiales de tuberías realizado por la Universidad Técnica de Berlín calificó el impacto del polibuteno-1 como bajo.
En todos los índices comparativos, el polibuteno-1 se clasificó como uno de los productos con los niveles más bajos de impacto ambiental. El polibuteno-1 goza de gran prestigio en el ámbito de la sostenibilidad, como lo demuestran las exigentes normas nacionales e internacionales y las exhaustivas pruebas a largo plazo. El PB-1 está clasificado como «respetuoso con el medio ambiente», ya que consume menos energía durante la fabricación, la conversión, la instalación y el uso que sus competidores. Como materia prima poliolefínica no reticulada, también se puede reciclar.