Las tuberías comúnmente utilizadas para transportar líquidos de un punto a otro, emplean materiales como metal (hierro, acero, cobre, etc.), concreto (hormigón) o derivados del plástico (más usualmente polímeros como el P.V.C). Sin embargo, cada uno de estos materiales tiene sus desventajas particulares, dependiendo de sus características.

En el caso de los polímeros, el cloruro de polivinilo (P.V.C.) tiene desventajas considerables en cuanto a la temperatura, pues no suele preservar su resistencia ante el paso de fluidos muy fríos o muy calientes. Al mismo tiempo, a pesar de ser un derivado del plástico, es muy frágil, tiende a romperse con facilidad, sobretodo a temperaturas bajas.

Otro aspecto negativo de las tuberías de P.V.C. se trata de sus conexiones, puesto que es necesario utilizar pegamentos disolventes para unir piezas. Este pegamento, además de que podría ser dañino para la salud, fácilmente puede tender a ser sobre-utilizado durante la instalación de las tuberías, llevando a mayores gastos.

^{Fuente: PxHere. Imagen editada mediante PowerPoint.}

Por esta razón, es busca de un material que sea menos frágil y que resista condiciones más adversas que el P.V.C., se ha optado en los últimos años por fabricar tuberías con un polímero diferente: el polipropileno random (PPR).

Sin embargo, la aplicación de estas tuberías va mucho más allá de sistemas de agua potable domésticos. Por sus propiedades, son utilizadas en casos donde se requieren transportar líquidos muy fríos o muy calientes, como sistemas de calefacción o aire acondicionado. También son muy resistentes a agentes químicos erosivos, por ello se están aplicando en plantas industriales.

Propiedades de las tuberías de polifusión

Algunas propiedades importantes de las tuberías fabricadas con este material son las siguientes:

•Ausencia de corrosión: el pH del agua se asocia a su "dureza", y estas tuberías resisten sustancias con pH desde 0 hasta 14, según la información suministrada por la marca Donsen®.

•Menor pérdida de energía en el flujo: sus paredes son muy lisas, haciendo que las pérdidas de energía por fricción del flujo con las paredes sea menor que con otros materiales. Esto hace que las líneas de energía tengan pendiente menos pronunciada (ver material recomendado al final, sobre las líneas de energía). Esto a su vez, evita formación de incrustaciones en las paredes.

Si observamos la ecuación para las pérdidas de energía por fricción dentro de una tubería de Hazen-Williams, el coeficiente de roce "C", es mayor para tuberías más lisas y menor para tuberías más rugosas, con lo cual las tuberías más lisas reducen las pérdidas. Si para el acero "C" ronda los 90 y para tuberías de P.V.C. ronda los 150, podemos encontrar valores más altos para las tuberías de PPR.

•Durabilidad: según el catálogo de la marca Donsen®, estas tuberías tienen una vida útil de más de 50 años, dependiendo de la temperatura y presión a la que se sometan.

•Intalaciones menos ruidosas: el paso del agua genera vibración y ruido en tuberías tradicionales. La elasticidad y "fono absorbencia" del material PPR genera menos ruido.

•Mayor rapidez en construcción: las tuberías de este material presentan poco peso, además de que su instalación es más rápida. Más adelante veremos cómo es el proceso de ensamblaje.

•Mayor flexibilidad, idóneo en zonas sísmicas: esta tubería presenta la flexibilidad suficiente para soportar movimientos sin romperse, mientras están embebidas en un edificio durante un sismo.

La polifusión

Este material, es clasificado como un termoplástico, ya que puede ser moldeado aplicando calor sin modificar su naturaleza. Sin embargo, si se hace esto varias veces se pueden perder sus propiedades físicas. Por otro lado, en las tuberías PPR, solo se aplicará calor y moldeo una sola vez para unir piezas. Esto se conoce como termofusión, un proceso físico de aplicación de calor que genera la polifusión o la "unión química" entre dos piezas.

Ensamblaje

La principal diferencia con otras tuberías, es la manera en que sus piezas se unen. Las tuberías PPR se llaman "tuberías de polifusión" debido a que se aplica calor con el objetivo de unir las piezas entre sí, haciendo que se vinculen como si fueran una pieza única.

^{Emilian Robert Vicol from Com. Balanesti, Romania, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons}

Este proceso de unión se logra mediante un aparato llamado "polifusora", el cual se encarga de calentar tanto el extremo del tubo a unir como las paredes internas de la conexión o accesorio, como por ejemplo un codo. Luego de calentar ambas piezas, y llegar a la temperatura adecuada, se procede a unirlas entre sí mediante presión y esperar que se enfríe la conexión.

En Julio de 2019 tuve la oportunidad de ir a una charla de tuberías de polifusión de la marca Donsen® en Caracas, en donde además de información técnica sobre ellas, pude realizar con mis propias manos el proceso de termofusión entre dos piezas.

^{Fotografía propia en Julio de 2019. Caracas, Venezuela.}

El tiempo de calentamiento, el tiempo de enfriamiento y otros detalles técnicos, dependen del diámetro del tubo, y lo especifica el catálogo de cada marca. Ya que el proceso es manual, es importante realizar ligeras correcciones durante la inserción para que exista correcta alineación.

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^{Polifusora calentando extremo de tubo y paredes internas de codo para luego unirlos. Fuente}

Accesorios

Las tuberías de polipropileno cuentan con los mismos accesorios que los que se encuentran en los catálogos de tuberpias de otros materiales, es decir, codos, "tees", reducciones de diámetro, válvulas, sobrepasos, etc. Sin embargo, también tenemos uniones y codos con rosca para lograr la vinculación con tuberías hechas de metal, tal como se observa en la siguiente imagen:

^{Emilian Robert Vicol from Com. Balanesti, Romania, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons}

Otro acceosrio que debemos agregar es la polifusora misma, la cual es necesario adquirir para poder realizar el ensamblaje. El hecho de tener que adquirir este aparato tiene un impacto significativo en los costos inmediatos, sin embargo, a largo plazo, es importante el ahorro de dinero en términos de mantenimiento y ensamblaje de nuevas piezas sin tener que utilizar pegamento y otros métodos de unión.

En este enlace se puede encontrar un catálogo de accesorios de la marca Donsen®.

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Según el relato de un Profesor que empezó a utilizar estas tuberías en obras de construcción, el personal obrero suele ser escéptico de este nuevo tipo de tuberías, pero quedan maravillados una vez la manipulan y ponen a prueba su resistencia mediante un golpe con un martillo.

Referencias

•AmperdandChile.com - ¿Qué es PPR?

•DONSEN PPR®: La innovación de polifusión en Venezuela

•Aristegui.info - Usos y ventajas de las tuberías PPR (Polipropileno Random)

•Aristegui.info - ¿Qué son los termoplásticos?

•hogar.mapfre.es - Accesorios y tuberías de PVC: ¿qué desventajas tienen?

•Fórmula de Hazen-Williams (Wikipedia)

Material recomendado

•Las líneas de energía total y piezométrica en mecánica de fluidos - Parte I (principios básicos)

•Las líneas de energía total y piezométrica en mecánica de fluidos - Parte II (obstáculos o accesorios)

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