5. PRECAUCIONES

1. PRODUCTO

1.1 Polibutileno

El polibutileno es un termoplstico que se obtiene a partir del butileno (C4H8)Su estructura molecular permite un sistema de unin por termofusin as como por unin mecnica.

Tanto las tuberas como el accesorio de polibutileno PBP se fabrican a partir de la misma materia prima ofreciendo as una expansin y contraccin uniforme.

Su fabricacin es a partir del polibutileno-1 (es practica habitual emplear el termino polibutileno aunque es incorrecto) desarrollado en los ultimos 30 aos.

El polibutileno-1 es una resina de la familia de las poliolefinas. Existendiferentes formas isomtricas dependiendo de donde se coloca el doble enlace de carbono en la molcula del monmero . Si se encuentra entre el primer y el segundo atomo de carbono el nombre quimico del polimero resultante es polibutileno-1 (PB-1)

El polibutileno-1 se obtiene por un proceso de polimerizacin de buteno-1 utilizando catalizadores tipo Ziegler-Natta (Fig. 1) produciendo un termoplsticoaltamente isotctico. Su estructura cristalina le confiere propiedadesexcepcionales para aplicaciones que precisen alta restistencia y flexibilidad a temperaturas de hasta 100C por lo que resulta ideal en la fabricacin de sistemas de tuberas para uso en instalaciones de calefaccin y fontaneria.

Fig. 1 Proceso de obtencin del polibutileno - 1

El polibutileno-1 puede transformarse mediante moldeo por inyeccin o extrusin en una gama de productos de aplicacin en: Aditivos para lubricantes, Lubricantes, Aceite para motores, Aplicaciones en contacto con comida, Adhesivos, Pelcula adherente, Revestimientos, Relleno y sellado,

Aplicaciones elctricas, Tratamiento de cuero, Modificador de plstico,Modificador de asfalto, Gel / grasas base jabn, Impermeabilizantes,Emulsiones, Tintas, Agricultura, Pinturas, etc.

Su principal uso ha sido, sin embargo, en la fabricacin de tuberas parasistemas trmicos de agua caliente y fra a presin (adems de sistemas de alcantarillado, lneas de proceso de agua, etc.) ya que su inherente flexibilidad y su excelente resistencia, hace que las tuberas fabricadas de polibutileno-1 ofrezcan un excepcional rendimiento y una gran facilidad de instalacin.

El PB-1 cristaliza despus de su moldeo (inyeccin, extrusin). Inmediatamente despus de su solidificacin, la forma que adopta el PB-1 es la que denominamosforma . Esta forma no es un estado estable (las molculas de resina estn en un estado semiestable -estructura tetragonal-). Transcurridos aproximadamente unos cuatrodas de su solidificacin se produce la cristalizacin transformandose en una estructura hexagonal definitiva (forma I).

Forma PB-11.2 Caractersticas del producto

Las principales caractersticas del polibutileno son:

Caractersticas Unidad de medida

Metodo de Test

Valor

Indice de Fusin (MFI) g/10min ASTM D1238 0,5Densidad g/cm2 ASTM D1505 0,920Modulo de elasticidad N/mm2 ASTM D638 392Dureza shore D Scala ASTM D2240 60Alargamiento a la rotura % ASTM D638 330Coeficiente de enervacin N/mm2 ASTM D638 17,45Coeficiente de rotura N/mm2 ASTM D638 39,20T de fusin C DSC 127T de ablandamiento C JIS K 7206 119Coeficiente de dilatacin cm/cm/C ASTM D696 1,3 x 10-4

Conductividad trmica Kcal/mhr C ASTM C177 0,33T de rigidez C JIS K 7216 - 18 Coeficiente dielctrico Resistencia al impacto KgFcm/cm ASTM D256 No rompe

2. EL SISTEMA

2.1 La tubera

2.1.1 Generalidades

Las tuberas de polibutileno se utilizan para el transporte y distribucin deagua fra y caliente a presin y a temperatura segn la clase de aplicacin.

La norma UNE 53415-1:2000 EX especifica cuatro clases diferentes de aplicaciones:

Clase Campo Aplicacin Clase 1 Suministro agua caliente 60 C Clase 2 Suministro agua caliente 70 C

Clase 4 Calefaccin por suelo radiante y radiadores a baja temperatura Clase 5 Calefaccin por radiadores a alta temperatura

( Cada pas puede elegir la clase 1 o la clase 2 de acuerdo con sus reglamentaciones)

Las tuberas PBP cumplen con los registros de la clase 5 (por lo cual es vlida para las aplicaciones de las clases 1, 2 y 4)

La norma UNE 53415-2:2000 EX establece para cada clase diferentes series que determinan los espesores de la tubera. Y aplicables a todas las clases de condiciones de servicio.

De esta manera tenemos que:

Dimetro Serie Espesor (mm) 15 S4 1,722 S5 2,028 S5 2,5

Se establece as una relacin entre las temperaturas de aplicacin del tubo y las presiones mximas de servicio.

Agua Fra

Presin mxima de servicio (bar) SERIES

Temperatura (C)

CoeficienteGlobal de

diseo

Tiempo(Aos)

Esfuerzo Tangencial

(Mpa) S 10 S 8 S 6,3 S 5 S 4 S 3,15 1 14,51 11,6 14,5 18,4 23,2 29,0 36,95 14,34 11,5 14,3 18,2 22,9 28,7 36,410 14,24 11,4 14,2 18,1 22,8 28,5 36,225 13,91 11,1 13,9 17,7 22,2 27,8 35,3

Tcold20

1,25

50 13,66 10,9 13,7 17,3 21,9 27,3 34,7

Clase 5. Calefaccin por radiadores a alta temperatura

Presin mxima de servicio (bar) SERIES

Temperatura (C)

Coeficienteglobal de

diseo

Tiempo(Aos)

Esfuerzo Tangencial

(Mpa) S 10 S 8 S 6,3 S 5 S 4 S 3,15 1 14,51 11,6 14,5 18,4 23,2 29,0 36,95 14,34 11,5 14,3 18,2 22,9 28,7 36,410 14,24 11,4 14,2 18,1 22,8 28,5 36,2

Tcold20

1,25

14 14,12 11,3 14,1 17,9 22,6 28,2 35,91 10,57 7,0 8,8 11,2 14,1 17,6 22,45 9,96 6,6 8,3 10,5 13,3 16,6 21,110 9,67 6,4 8,1 10,2 12,9 16,1 20,5

Td60

1,5

25 9,29 6,2 7,7 9,8 12,4 15,5 19,71 7,68 5,1 6,4 8,1 10,2 12,8 16,35 6,99 4,7 5,8 7,4 9,3 11,6 14,8Td

801,5

10 6,71 4,5 5,6 7,1 8,9 11,2 14,2Tmx=90 1,3 1 5,99 4,6 5,8 7,3 9,2 11,5 14,6Tmal=100 1 0,011 5,49 5,5 6,9 8,7 11,0 13,7 17,4

2.1.2 Marcajes

Los tubos van marcados de forma indeleble cada metro, indicando:

Nmero de la norma UNE 53415 EX

Nombre del fabricante y/o marca registrada PBP

Dimetro exterior nominal y espesor nominal Ejemplo: 22x2

Clase de dimensin del tubo B1

Material PB

Clase de aplicacin combinado con la presin de diseo Clase 5/10 bar

Opacidad Opaco

Informacin Lote/ao/produccin

Certificacin AENOR

2.1.3 Resistencia a largo plazo

Para determinar la presin interna que es capaz de soportar una tubera debemos considerar el dimetro de la misma, su espesor y la tensin tangencial del material con la que ha sido fabricada la tubera. Adems, se establece un coeficiente de diseo que cabe considerar de seguridad y que se establece para corregir posibles golpes de ariete, sobrepresiones, pequeas variables en las caractersticas mecnicas del material, etc

De esta manera se establece:

P x (D-S)

= x F 20 x S

Donde:

- Tensin tangencial (MPA) P - Presin de trabajo (bar) D - Dimetro (mm) S - Espesor (mm) F - Coeficiente de seguridad

Si relacionamos la tensin tangencial con la temperatura y con la duracin de la tubera obtenemos las curvas de regresin que han sido obtenidas a travs de diferentes ensayos relacionando presin y temperatura del fluido circulante de la tubera con la duracin esperada de la misma.

CURVA DE REGRESIN DEL PB

2.1.4 Perdidas de carga

Definicin perdida de carga

Decimos que las tuberas PBP tienen una baja perdida de carga por ser sus paredes internas muy lisas; tener un muy bajo coeficiente de rozamiento; no producirse incrustaciones; por su sistema de unin que no reduce la seccin interior; por su flexibilidad que nos reduce la utilizacin de accesorios; etc

Las perdidas de carga se pueden calcular a partir de diferentes formulas avaladas por la experiencia. Nuestros clculos los hacemos a partir de la formula de Colebrook-White basada en la teora de Prandte-Karman.

Detallamos a continuacin grficos donde se han calculado las perdidas de carga en tubo PBP a temperatura de 15C.

En una instalacin, no unicamente la tubera provoca perdidas de carga, los accesorios y elementos de regulacin tambin generan este tipo de fenomeno. Para realizar el clculo establecemos una equivalencia en metros de tubo recto de las perdidas de carga por accesorio:

PERDIDA DE CARGA ACCESORIO (Equivalencia en metros de tubo recto)

Accesorio 15 22 28

Codo 90 0.60 0.90 1.20

T Paso Recto 0.20 0.27 0.40

T Giro 90 0.90 1.50 1.80

Valvula Asiento 4.60 7.60 10.50

Valvula Bola 0.12 0.20 0.25

Reduccion 0.18 0.30 0.39

PERDIDA DE CARGA TEMPERATURA DEL AGUA 15C

Q(L/h)

50

Perdida de carga tuberia en funcion velocidad del agua.

e int m/s L/h l/s mmca/m Pa/m mbar/m15 1.70 11.60 0.4 152.1 0.04 24.8 248 2.48

22 2.00 18.00 0.4 366.2 0.10 13.6 136 1.36

28 2.50 23.00 0.4 598.0 0.17 10.2 102 1.02

15 1.70 11.60 0.6 228.2 0.06 52.5 525 5.25

22 2.00 18.00 0.6 549.4 0.15 29.4 294 2.94

28 2.50 23.00 0.6 897.0 0.25 21 210 2.1

15 1.70 11.60 0.8 304.2 0.08 82.4 824 8.24

22 2.00 18.00 0.8 732.5 0.20 48.3 483 4.83

28 2.50 23.00 0.8 1196.0 0.33 35.1 351 3.51

15 1.70 11.60 1.0 380.3 0.11 131.2 1312 13.12

22 2.00 18.00 1.0 915.6 0.25 72.2 722 7.22

28 2.50 23.00 1.0 1495.0 0.42 53.1 531 5.31

15 1.70 11.60 1.2 456.3 0.13 181.9 1819 18.19

22 2.00 18.00 1.2 1098.7 0.31 99.7 997 9.97

28 2.50 23.00 1.2 1793.9 0.50 72.6 726 7.26

15 1.70 11.60 1.4 532.4 0.15 238.5 2385 23.85

22 2.00 18.00 1.4 1281.9 0.36 129.8 1298 12.98

28 2.50 23.00 1.4 2092.9 0.58 97.2 972 9.72

15 1.70 11.60 1.6 608.4 0.17 295 2950 29.5

22 2.00 18.00 1.6 1465.0 0.41 164.1 1641 16.41

28 2.50 23.00 1.6 2391.9 0.66 166.3 1663 16.63

15 1.70