La historia de los materiales de polietileno para tuberías a presión está marcada por la innovación continua de las resinas y los tubos.
Naturalmente, en lo primero que pensamos es en la resistencia a la presión. Los materiales de PE pasaron gradualmente de PE32 a PE100, posibilitando el acceso a rangos de presión más altos o permitiendo reducir los espesores de los tubos con el mismo rendimiento. Según el consenso actual, el PE80 de densidad media es la mejor solución para los diámetros pequeños, gracias a su mayor flexibilidad, y el PE100 es el indicado para los diámetros más grandes.
Otra característica fundamental: la resistencia a la propagación lenta de fisuras también ha evolucionado de manera espectacular.
Si el MRS permite dimensionar las tuberías en función de la presión de servicio, la resistencia a la propagación lenta de fisuras (SCG) es una indicación del rendimiento a largo plazo de los tubos y de su capacidad de resistir a rupturas de tipo «frágil».
Evaluado mediante la prueba estandarizada NPT (Notch Pipe Test), que es una prueba bajo presión a 80 °C en un tubo al que previamente se le realizaron cortes. Según esta prueba, el rendimiento de los tubos ha aumentado progresivamente de algunas decenas de horas en las primeras generaciones de PE a 1000/3000 horas en los PE100 actuales. Los PE100-RC superan ampliamente este límite, con tiempos de prueba que superan las 8760 horas (un año) y abren, de este modo, una puerta a nuevos usos.
Esta importante evolución de las resinas de PE ha sido posible gracias al uso combinado de sistemas de catálisis perfeccionados, procesos de fabricación avanzados y, a menudo, por la sustitución de buteno por hexeno como comonómero. Este último permite crear, a escala molecular, moléculas de enlace mucho más sólidas y eficaces entre las zonas cristalinas del PEAD y mantener de este modo la estructura molecular intacta, incluso bajo tensiones importantes.
Figura 1: Función de las moléculas de enlace en la estructura de las resinas de PE
En la práctica, este refuerzo confiere a los tubos una resistencia muy superior a las agresiones mecánicas a las que pueden estar sometidos en el transcurso de su vida. Por ejemplo, la resistencia a cortes externos o bien, la resistencia al «punto duro» generado por una piedra.
En consecuencia, las tuberías de PE100-RC se pueden instalar en condiciones mucho más agresivas que las tuberías de PE100 tradicionales:
- Trabajos sin zanja, como la perforación direccional, en los cuales existe el riesgo de provocar cortes en la parte externa del tubo.
- Instalaciones en zanjas abiertas sin lecho de arena y con reutilización directa de los materiales extraídos para el relleno de la zanja. Este tipo de instalación permite ahorrar un tiempo considerable, con respecto a una instalación clásica, y también permite un importante ahorro en los gastos totales de instalación: según el caso, se han podido estimar ahorros del 20 % al 50 % del gasto de instalación tradicional, lo que cubre ampliamente la diferencia de precio de las tuberías de PE100-RC.
Más allá del aspecto económico, el beneficio ambiental también es evidente: no se necesita ningún camión para transportar los materiales de relleno específicos hacia el lugar de la obra. Tampoco se deben eliminar materiales inutilizables extraídos de la zanja.
Por ende, es lógico ver cómo estas tuberías de última generación se desarrollan muy rápidamente en Europa, así como en el resto del mundo. Se calcula que en Alemania, «cuna» del PE100-RC, entre un 20 % y un 30 % de las obras en construcción utilizan hoy en día este tipo de tubos, y es probable que el PE100-RC pronto prevalezca sobre el PE100 tradicional. En Francia, del mismo modo, se observa un crecimiento constante del uso de estos nuevos materiales.
No obstante, un elemento decisivo para favorecer este proceso sigue siendo el desarrollo de métodos de prueba internacionales fiables y reproducibles, adaptados al nivel de rendimiento de estas resinas: las pruebas de caracterización de la resistencia a la fisuración lenta actualmente son largas e inadecuadas, porque se han desarrollado para materiales de generaciones anteriores. Pruebas como la «Notch Pipe Test», según ISO 13479, o la prueba «Point Load Test», desarrollada en Alemania por los laboratorios Hessel, pueden durar hasta un año, lo que es poco compatible con la realización de pruebas regulares. Las obras en curso llevadas a cabo por el grupo de trabajo específico de ISO parecen, en este sentido, prometedoras.
En una segunda instancia, para lograr el reconocimiento pleno, esta nueva categoría deberá incorporarse a los estándares de productos existentes, como EN12201 y EN1555. Posteriormente, deberá integrarse en los reglamentos de marca de certificación, como la Marca de Calidad de Francia NF114. El PE100-RC se define actualmente a través de las especificaciones técnicas locales similares como «PAS1075» en Alemania o como las orientaciones técnicas emitidas por el CSTB en Francia.
Christophe Salles, Borealis
