P: Sr. Eiriz, ¿cómo resumiría las ventajas materiales del polibuteno-1 frente a otros materiales de la competencia para los sistemas de tuberías presurizadas?
R: Podríamos resumir las principales ventajas materiales del PB frente a otros, como el PP-R, de la siguiente manera:
1. La alta flexibilidad del material del PB-1, al tiempo que proporciona una excelente resistencia al agua caliente y a la presión, combinada con los espesores de pared más bajos de todos los sistemas de tuberías, convierte al PB-1 en el mejor rendimiento por su facilidad de instalación y un rendimiento sin problemas bajo altos niveles de calor y presión continuos.
2. Se recomienda encarecidamente el uso de PB-1 para instalaciones que requieren líneas de suministro de agua caliente las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Nueva Terrain tiene una experiencia considerable en proyectos para hoteles, hospitales y edificios de gran altura, y el PB-1 ofrece importantes ventajas para estos sistemas presurizados
3. La extrema resistencia a los golpes de agua de los sistemas de tuberías fabricados con PB-1 (debido a la alta flexibilidad del material y al reducido grosor de las paredes) es un factor fundamental para prolongar la vida útil de la instalación. Es interesante observar que, debido a este problema, muchos sistemas de tuberías de la competencia no alcanzan la vida útil «teórica» calculada.
«Para resumir, las razones de nuestro compromiso con el PB-1 como material de primera calidad para sistemas de tuberías son:»
- Facilidad de instalación y manejo
- Larga vida útil bajo calor y presión
- Fiabilidad del servicio y costes de mantenimiento bajos (o nulos)
Estos son los elementos cruciales de cada sistema de tuberías y nuestra experiencia nos dice que «lo más barato por metro» inevitablemente se convierte en «considerablemente más caro» a lo largo de la vida útil del sistema.
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Para ampliar la pregunta «¿Por qué polibuteno-1?» dirigido a Javier Eiriz de Nueva Terrain, a continuación se incluye un artículo publicado recientemente por Nueva Terrain en el que se compara el rendimiento del PB-1 con el de otros polímeros de la competencia según los índices de rendimiento clave de los sistemas de tuberías y tuberías presurizados.
EL POLIBUTENO-1 SIRVE PARA SISTEMAS DE TUBERÍAS
Cuando se trata de materiales plásticos comercializados para sistemas de tuberías, existen diferencias clave que afectan a la vida útil, las capacidades operativas y los requisitos de mantenimiento continuo de los sistemas instalados. La elección equivocada puede, en última instancia, resultar costosa.
PUNTOS CLAVE DEL ARTÍCULO
- El alta flexibilidad del material del polibuteno-1 (también conocido como PB-1, «PB-H», polibutileno o PB), combinado con su excelente resistencia al agua caliente y a la presión, y el mínimo espesor de pared que exigen todas las tuberías termoplásticas (según las clasificaciones de presión), hacen del PB-1 la opción óptima para los sistemas de recirculación continua de agua caliente a presión que normalmente se requieren en hospitales, hoteles y proyectos de gran altura.
- El PB-1 ofrece una resistencia superior a los golpes de agua debido a la alta flexibilidad del material y al reducido grosor de la pared de la tubería, detiene y absorbe los aumentos de presión que crean un golpe de agua.
- Ambos beneficios se combinan para proporcionar la mejor esperanza de vida de su clase en comparación con otros materiales de tuberías de plástico más duro. Tenga en cuenta que muchos sistemas de tuberías, debido a los impactos de los golpes de agua, no alcanzan la vida útil «teórica» calculada y, por lo tanto, no se incluyen en varias de las comparaciones presentadas.
INTRODUCCIÓN
Junto a la estructura, un sistema de plomería es una de las partes más importantes de cada edificio y una inversión a largo plazo. Esto es particularmente cierto en el caso de los hospitales, hoteles y edificios de gran altura, donde los sistemas confiables son clave para facilitar las operaciones diarias. Las reparaciones pueden resultar costosas, junto con el tiempo de inactividad de la empresa. Las tuberías de estas estructuras se instalan para ocultarlas detrás o dentro de paredes, pisos, falsos techos, pozos y otras áreas de difícil acceso, lo que a menudo ocasiona costosos problemas de servicio en caso de fugas.
Teniendo en cuenta que los costos reales de material de las tuberías y accesorios (sin incluir la instalación, las válvulas, las bombas, el aislamiento y otros artículos de plomería) son inferiores al 0.3% del costo total del proyecto de construcción, tiene sentido seleccionar el material más avanzado disponible para el sistema de tuberías.
Nuestro enfoque para este artículo son las tuberías a presión de agua caliente, que están sujetas a las tensiones físicas más rigurosas. Los requisitos de funcionamiento a altas temperaturas y bajo presión continua, junto con el aumento de presión provocado por los repetidos golpes de agua, se combinan para acelerar el proceso de envejecimiento y reducir considerablemente la vida útil de los sistemas de tuberías de plástico.
Conclusión:
La elección correcta del material de tuberías en la fase de planificación por parte de los arquitectos, ingenieros, consultores y propietarios de edificios puede ayudar a evitar problemas a largo plazo y costes futuros considerables en el mantenimiento y el tiempo de inactividad de los edificios.
PROPIEDADES DEL POLIBUTENO-1
A diferencia de otros termoplásticos de la competencia que se utilizan en aplicaciones de tuberías presurizadas, la modificación del rendimiento del material mediante la composición, la reticulación o la copolimerización no es necesaria para que los sistemas de tuberías de PB-1 cumplan con los estrictos estándares de rendimiento aplicados a su uso.
En comparación con otras poliolefinas, el PB-1 tiene un mayor nivel de resistencia a la deformación debido a la aplicación continua de tensión bajo calor durante largos períodos de tiempo.
Comparación del rendimiento del material de tuberías
La siguiente matriz muestra una comparación de los principales materiales termoplásticos utilizados en los servicios de plomería y sistemas de tuberías. Cada columna representa un criterio de rendimiento importante para los sistemas de tuberías.
Figura 1.
Comparación de tensiones de materiales de tuberías
Mediante el uso de criterios dimensionales estandarizados, como los presentados en la norma ISO 10508, la tensión de aro máxima permitida de los tubos de poliolefina alternativos se puede comparar con las clases de temperatura de aplicación estandarizadas.
La siguiente tabla muestra que los polímeros de PB-1 ofrecen los valores de tensión anular más altos en todas las clases de aplicación estandarizadas. La ventaja intrínseca del PB-1 en cuanto a resistencia a la tensión es entre un 35 y un 90% mayor, según la clase de aplicación y el material. Con un grosor equivalente, las tuberías fabricadas con PB-1 ofrecen un factor de seguridad significativo en comparación con los materiales plásticos alternativos para los sistemas instalados.
Figura 2.
Comparación de la resistencia del material de tuberías
Como se indica claramente en la figura 2 anterior, el PB-1 proporciona una resistencia a la tracción mucho mayor que otros materiales de poliolefina. Como resultado, y como se muestra en la figura 3 siguiente, las tuberías de PB-1 pueden resistir presiones considerablemente más altas con el mismo espesor de pared.
Figura 3.
Comparación: diferentes espesores de pared a la misma presión y temperatura
Debido a la menor resistencia del material (figuras 2 y 3) de otros materiales, requieren un espesor de pared mayor que el PB-1 para soportar presiones de servicio similares a tasas de temperatura iguales. En comparación con el PP-R, el PP-RCT, el PE-RT y el PEX, el PB-1 tiene la clase SDR más alta, lo que significa que necesita la sección de pared más baja para cumplir con los mismos requisitos de presión.
Nota: SDR = relación de diámetro estándar (correlación entre el diámetro exterior de la tubería y el grosor de la pared)
Figura 4.
Martillo de agua
Una columna de agua en movimiento dentro de una tubería contiene energía cinética, de acuerdo con su masa y velocidad. Como el agua es un fluido casi incompresible, esta energía no se puede absorber fácilmente cuando una válvula se cierra repentinamente. El resultado es una sobrepresión instantánea alta, generalmente conocida como golpe de agua. Los problemas asociados al golpe de agua son una de las causas más frecuentes de averías en las tuberías metálicas, debido a su rigidez.
En las tuberías de plástico, debido a su bajo módulo de elasticidad, especialmente en el caso del PB-1, las presiones generadas son menores y, por lo tanto, en general, no causan problemas en las instalaciones en la misma medida.
En el caso del polibuteno-1, su bajo módulo de elasticidad (alta flexibilidad), combinado con un espesor de pared reducido, en comparación con otros materiales, da lugar a una sobrepresión baja para un diámetro exterior (OD) y una presión nominal de tubería determinados.
La siguiente tabla compara la sobrepresión máxima para tuberías de 25 mm de diámetro exterior de diferentes materiales de tubería. Los golpes con agua repetitivos, que son muy comunes en los elevadores y baños de los servicios de fontanería, pueden reducir la vida útil de un sistema de tuberías si no se utiliza el material adecuado. Como se muestra, si comparamos un tubo de PB-1 de 25 mm de diámetro con un caudal de agua determinado de 0,6 l/s y una velocidad de flujo correspondiente, el PB-1 tiene la sobrepresión más baja por un margen significativo.
Figura 5.
Comparación de la vida útil entre tubos de PB-1 y PP-R/ 24/7 a 70 °C
Según los cálculos de la norma EN ISO 9080 para las mismas condiciones de servicio continuo (24 horas al día, 7 días a la semana) a una temperatura de 70 °C, con un factor de seguridad incluido de 1,5, la siguiente tabla indica los beneficios de vida útil obtenidos con el PB-1 en los sistemas de tuberías. Una temperatura de funcionamiento continua de 70 °C (o superior) evita la posibilidad de que la legionela se desarrolle en el sistema de tuberías.
Figura 6.
Comparación de la vida útil entre tubos de PB-1 y PP-R/ 24/7 a 80 °C
Según lo calculado según la norma EN ISO 9080 para las mismas condiciones de servicio continuo (24 horas al día, 7 días a la semana) a una temperatura de 80 °C, con un factor de seguridad incluido de 1,5. Si bien no es habitual, la comparación a una temperatura continua de 80 °C muestra la clara ventaja de resistencia térmica que ofrece el PB-1, lo que se traduce en una mayor vida útil del sistema y en tranquilidad para el propietario.
Figura 7.
CONCLUSIÓN (Figuras 6 y 7)
- Un aumento de presión de solo unos pocos bares reduce considerablemente la vida útil de un sistema de tuberías. El PB-1 tiene la mayor resistencia a la presión de los polímeros termoplásticos.
- La comparación de la vida útil de las tuberías SDR 6 y SDR 7.4 muestra que el PB-1 ofrece una vida útil más larga que el PP-R, que requiere un mayor espesor de pared. Cuando la vida útil máxima y el bajo mantenimiento son requisitos clave (como es el caso de edificios de gran altura, hospitales y proyectos hoteleros), las tuberías fabricadas con polibuteno-1 son una excelente opción.
Enlaces de interés:
https://www.pbpsa.com/pipe-performance
https://nuevaterrain.com/?lang=en
P: Sr. Eiriz, ¿cómo resumiría las ventajas materiales del polibuteno-1 frente a otros materiales de la competencia para los sistemas de tuberías presurizadas?
R: Podríamos resumir las principales ventajas materiales del PB frente a otros, como el PP-R, de la siguiente manera:
1. La alta flexibilidad del material del PB-1, al tiempo que proporciona una excelente resistencia al agua caliente y a la presión, combinada con los espesores de pared más bajos de todos los sistemas de tuberías, convierte al PB-1 en el mejor rendimiento por su facilidad de instalación y un rendimiento sin problemas bajo altos niveles de calor y presión continuos.
2. Se recomienda encarecidamente el uso de PB-1 para instalaciones que requieren líneas de suministro de agua caliente las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Nueva Terrain tiene una experiencia considerable en proyectos para hoteles, hospitales y edificios de gran altura, y el PB-1 ofrece importantes ventajas para estos sistemas presurizados
3. La extrema resistencia a los golpes de agua de los sistemas de tuberías fabricados con PB-1 (debido a la alta flexibilidad del material y al reducido grosor de las paredes) es un factor fundamental para prolongar la vida útil de la instalación. Es interesante observar que, debido a este problema, muchos sistemas de tuberías de la competencia no alcanzan la vida útil «teórica» calculada.
«Para resumir, las razones de nuestro compromiso con el PB-1 como material de primera calidad para sistemas de tuberías son:»
- Facilidad de instalación y manejo
- Larga vida útil bajo calor y presión
- Fiabilidad del servicio y costes de mantenimiento bajos (o nulos)
Estos son los elementos cruciales de cada sistema de tuberías y nuestra experiencia nos dice que «lo más barato por metro» inevitablemente se convierte en «considerablemente más caro» a lo largo de la vida útil del sistema.
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Para ampliar la pregunta «¿Por qué polibuteno-1?» dirigido a Javier Eiriz de Nueva Terrain, a continuación se incluye un artículo publicado recientemente por Nueva Terrain en el que se compara el rendimiento del PB-1 con el de otros polímeros de la competencia según los índices de rendimiento clave de los sistemas de tuberías y tuberías presurizados.
EL POLIBUTENO-1 SIRVE PARA SISTEMAS DE TUBERÍAS
Cuando se trata de materiales plásticos comercializados para sistemas de tuberías, existen diferencias clave que afectan a la vida útil, las capacidades operativas y los requisitos de mantenimiento continuo de los sistemas instalados. La elección equivocada puede, en última instancia, resultar costosa.
PUNTOS CLAVE DEL ARTÍCULO
- El alta flexibilidad del material del polibuteno-1 (también conocido como PB-1, «PB-H», polibutileno o PB), combinado con su excelente resistencia al agua caliente y a la presión, y el mínimo espesor de pared que exigen todas las tuberías termoplásticas (según las clasificaciones de presión), hacen del PB-1 la opción óptima para los sistemas de recirculación continua de agua caliente a presión que normalmente se requieren en hospitales, hoteles y proyectos de gran altura.
- El PB-1 ofrece una resistencia superior a los golpes de agua debido a la alta flexibilidad del material y al reducido grosor de la pared de la tubería, detiene y absorbe los aumentos de presión que crean un golpe de agua.
- Ambos beneficios se combinan para proporcionar la mejor esperanza de vida de su clase en comparación con otros materiales de tuberías de plástico más duro. Tenga en cuenta que muchos sistemas de tuberías, debido a los impactos de los golpes de agua, no alcanzan la vida útil «teórica» calculada y, por lo tanto, no se incluyen en varias de las comparaciones presentadas.
INTRODUCCIÓN
Junto a la estructura, un sistema de plomería es una de las partes más importantes de cada edificio y una inversión a largo plazo. Esto es particularmente cierto en el caso de los hospitales, hoteles y edificios de gran altura, donde los sistemas confiables son clave para facilitar las operaciones diarias. Las reparaciones pueden resultar costosas, junto con el tiempo de inactividad de la empresa. Las tuberías de estas estructuras se instalan para ocultarlas detrás o dentro de paredes, pisos, falsos techos, pozos y otras áreas de difícil acceso, lo que a menudo ocasiona costosos problemas de servicio en caso de fugas.
Teniendo en cuenta que los costos reales de material de las tuberías y accesorios (sin incluir la instalación, las válvulas, las bombas, el aislamiento y otros artículos de plomería) son inferiores al 0.3% del costo total del proyecto de construcción, tiene sentido seleccionar el material más avanzado disponible para el sistema de tuberías.
Nuestro enfoque para este artículo son las tuberías a presión de agua caliente, que están sujetas a las tensiones físicas más rigurosas. Los requisitos de funcionamiento a altas temperaturas y bajo presión continua, junto con el aumento de presión provocado por los repetidos golpes de agua, se combinan para acelerar el proceso de envejecimiento y reducir considerablemente la vida útil de los sistemas de tuberías de plástico.
Conclusión:
La elección correcta del material de tuberías en la fase de planificación por parte de los arquitectos, ingenieros, consultores y propietarios de edificios puede ayudar a evitar problemas a largo plazo y costes futuros considerables en el mantenimiento y el tiempo de inactividad de los edificios.
PROPIEDADES DEL POLIBUTENO-1
A diferencia de otros termoplásticos de la competencia que se utilizan en aplicaciones de tuberías presurizadas, la modificación del rendimiento del material mediante la composición, la reticulación o la copolimerización no es necesaria para que los sistemas de tuberías de PB-1 cumplan con los estrictos estándares de rendimiento aplicados a su uso.
En comparación con otras poliolefinas, el PB-1 tiene un mayor nivel de resistencia a la deformación debido a la aplicación continua de tensión bajo calor durante largos períodos de tiempo.
Comparación del rendimiento del material de tuberías
La siguiente matriz muestra una comparación de los principales materiales termoplásticos utilizados en los servicios de plomería y sistemas de tuberías. Cada columna representa un criterio de rendimiento importante para los sistemas de tuberías.
Figura 1.
Comparación de tensiones de materiales de tuberías
Mediante el uso de criterios dimensionales estandarizados, como los presentados en la norma ISO 10508, la tensión de aro máxima permitida de los tubos de poliolefina alternativos se puede comparar con las clases de temperatura de aplicación estandarizadas.
La siguiente tabla muestra que los polímeros de PB-1 ofrecen los valores de tensión anular más altos en todas las clases de aplicación estandarizadas. La ventaja intrínseca del PB-1 en cuanto a resistencia a la tensión es entre un 35 y un 90% mayor, según la clase de aplicación y el material. Con un grosor equivalente, las tuberías fabricadas con PB-1 ofrecen un factor de seguridad significativo en comparación con los materiales plásticos alternativos para los sistemas instalados.
Figura 2.
Comparación de la resistencia del material de tuberías
Como se indica claramente en la figura 2 anterior, el PB-1 proporciona una resistencia a la tracción mucho mayor que otros materiales de poliolefina. Como resultado, y como se muestra en la figura 3 siguiente, las tuberías de PB-1 pueden resistir presiones considerablemente más altas con el mismo espesor de pared.
Figura 3.
Comparación: diferentes espesores de pared a la misma presión y temperatura
Debido a la menor resistencia del material (figuras 2 y 3) de otros materiales, requieren un espesor de pared mayor que el PB-1 para soportar presiones de servicio similares a tasas de temperatura iguales. En comparación con el PP-R, el PP-RCT, el PE-RT y el PEX, el PB-1 tiene la clase SDR más alta, lo que significa que necesita la sección de pared más baja para cumplir con los mismos requisitos de presión.
Nota: SDR = relación de diámetro estándar (correlación entre el diámetro exterior de la tubería y el grosor de la pared)
Figura 4.
Martillo de agua
Una columna de agua en movimiento dentro de una tubería contiene energía cinética, de acuerdo con su masa y velocidad. Como el agua es un fluido casi incompresible, esta energía no se puede absorber fácilmente cuando una válvula se cierra repentinamente. El resultado es una sobrepresión instantánea alta, generalmente conocida como golpe de agua. Los problemas asociados al golpe de agua son una de las causas más frecuentes de averías en las tuberías metálicas, debido a su rigidez.
En las tuberías de plástico, debido a su bajo módulo de elasticidad, especialmente en el caso del PB-1, las presiones generadas son menores y, por lo tanto, en general, no causan problemas en las instalaciones en la misma medida.
En el caso del polibuteno-1, su bajo módulo de elasticidad (alta flexibilidad), combinado con un espesor de pared reducido, en comparación con otros materiales, da lugar a una sobrepresión baja para un diámetro exterior (OD) y una presión nominal de tubería determinados.
La siguiente tabla compara la sobrepresión máxima para tuberías de 25 mm de diámetro exterior de diferentes materiales de tubería. Los golpes con agua repetitivos, que son muy comunes en los elevadores y baños de los servicios de fontanería, pueden reducir la vida útil de un sistema de tuberías si no se utiliza el material adecuado. Como se muestra, si comparamos un tubo de PB-1 de 25 mm de diámetro con un caudal de agua determinado de 0,6 l/s y una velocidad de flujo correspondiente, el PB-1 tiene la sobrepresión más baja por un margen significativo.
Figura 5.
Comparación de la vida útil entre tubos de PB-1 y PP-R/ 24/7 a 70 °C
Según los cálculos de la norma EN ISO 9080 para las mismas condiciones de servicio continuo (24 horas al día, 7 días a la semana) a una temperatura de 70 °C, con un factor de seguridad incluido de 1,5, la siguiente tabla indica los beneficios de vida útil obtenidos con el PB-1 en los sistemas de tuberías. Una temperatura de funcionamiento continua de 70 °C (o superior) evita la posibilidad de que la legionela se desarrolle en el sistema de tuberías.
Figura 6.
Comparación de la vida útil entre tubos de PB-1 y PP-R/ 24/7 a 80 °C
Según lo calculado según la norma EN ISO 9080 para las mismas condiciones de servicio continuo (24 horas al día, 7 días a la semana) a una temperatura de 80 °C, con un factor de seguridad incluido de 1,5. Si bien no es habitual, la comparación a una temperatura continua de 80 °C muestra la clara ventaja de resistencia térmica que ofrece el PB-1, lo que se traduce en una mayor vida útil del sistema y en tranquilidad para el propietario.
Figura 7.
CONCLUSIÓN (Figuras 6 y 7)
- Un aumento de presión de solo unos pocos bares reduce considerablemente la vida útil de un sistema de tuberías. El PB-1 tiene la mayor resistencia a la presión de los polímeros termoplásticos.
- La comparación de la vida útil de las tuberías SDR 6 y SDR 7.4 muestra que el PB-1 ofrece una vida útil más larga que el PP-R, que requiere un mayor espesor de pared. Cuando la vida útil máxima y el bajo mantenimiento son requisitos clave (como es el caso de edificios de gran altura, hospitales y proyectos hoteleros), las tuberías fabricadas con polibuteno-1 son una excelente opción.
Enlaces de interés:
https://www.pbpsa.com/pipe-performance
https://nuevaterrain.com/?lang=en
