TUBERIAS TOMO 1

Compuestos químicos están formados por: Una reducida variedad de átomos distintos del orden de un centenar uno de ellos el carbono tiene gran afinidad para combinarse consigo mismo formando largas cadenas lineales ramificadas cerradas de átomos enlazados. Una amplia variedad de átomos distintos del orden de un millar uno de ellos el carbono tiene poca afinidad para combinarse consigo mismo formando cortas cadenas lineales ramificadas cerradas de átomos enlazados.

Participan en estas cadenas usualmente los siguientes átomos: Carbono C hidrógeno H oxígeno O cloro Cl nitrógeno N y flúor F. Carbono C helio He oxígeno O cloro Cl nitrógeno N y flúor F. Carbono C hidrógeno H oxígeno O cloro Cl neón Ne y flúor F. Carbono C hidrógeno H oxígeno O boro B nitrógeno N y flúor F.

Polímeros constituyentes fundamentales de los plásticos forman moléculas de miles de átomos y cada molécula está compuesta de: Grupos monómeros M que se repiten una pluralidad de veces y grupos terminales X Y. Grupos dímeros M que se repiten una singularidad de veces y grupos terminales X Y. Grupos monómeros M que se repiten una pluralidad de veces y grupos intermedios X Y.

Número de veces n que se repite grupo monómero se denomina: Grado de polimerización. Grado de macromolécula. Grado de polímero.

Un polímero se define por la constitución del grupo monómero y no por la longitud de la cadena: Usualmente es una mezcla de componentes de distintas longitudes de cadena con pesos moleculares variables. Usualmente es una mezcla de componentes de igual longitud de cadena con pesos moleculares fijos.

División polímeros según propiedades y aplicaciones se puede clasificar en tres grupos Fig I-2: Elastómeros se conocen por sus propiedades elásticas (Caucho y derivados caucho natural es polímero del isopreno y caucho sintético del butadieno). Elastómeros se conocen por sus propiedades plásticas (caucho y derivados caucho natural es polímero del butadieno y caucho sintético del isopreno).

Figura I-2 Ordenación moléculas en tres estados en que se agrupan materiales plásticos: Estado elástico cadenas son lineales y forman reticulados Estado amorfo cadenas lineales o ramificadas dispuestas sin orden alguno Estado cristalino segmentos cadenas están ordenados paralelamente. Estado elástico cadenas son ramificadas y forman no reticulados Estado amorfo cadenas lineales o ramificadas dispuestas con orden alguno Estado cristalino segmentos cadenas están desordenados no paralelamente. Estado elástico cadenas son lineales y no forman reticulados Estado amorfo cadenas circulares o ramificadas dispuestas sin orden alguno Estado cristalino segmentos cadenas están ordenados perpendicularmente.

Plastómeros son los plásticos polímeros más aditivos propiamente dichos su característica importante es que se pueden transformar por calor: Se dividen en termoplásticos se reblandecen con calor y vuelven a endurecerse al enfriarse y termoestables a determinada temperatura adquieren consistencia irreversible. Se dividen en termoestables se reblandecen con calor y vuelven a endurecerse al enfriarse y termoplásticos a determinada temperatura adquieren consistencia reversible. Se dividen en elastómeros se reblandecen con calor y vuelven a endurecerse al enfriarse y fibras a determinada temperatura adquieren consistencia irreversible. Se dividen en termoplásticos se endurecen con calor y vuelven a reblandecerse al enfriarse y termoestables a determinada temperatura adquieren consistencia reversible.

Fibras son poco extensibles módulo elasticidad elevado: En general son cristalinas proteínas celulosa. En general son amorfas proteínas celulosa.

Mayor parte materiales plásticos empleados en tuberías son: Termoplásticos cualidad de reblandecerse con calor y estabilizarse dimensionalmente al enfriarse es muy importante tanto para procesos fabricación como para técnicas manipulación y montaje. Termoestables cualidad de reblandecerse con calor y estabilizarse dimensionalmente al enfriarse es muy importante tanto para procesos fabricación como para técnicas manipulación y montaje. Elastómeros cualidad de reblandecerse con calor y estabilizarse dimensionalmente al enfriarse es muy importante tanto para procesos fabricación como para técnicas manipulación y montaje. Fibras cualidad de reblandecerse con calor y estabilizarse dimensionalmente al enfriarse es muy importante tanto para procesos fabricación como para técnicas manipulación y montaje.

División de los polimeros: Elastómeros, plastómeros (Termoplásticos y termoestables) y fibras. Elastómeros, plastómeros (Termoplásticos y termoestables).

Material plástico Policloruro de vinilo siglas: PVC. PE.

Material plástico Polietileno siglas: PE con baja densidad LDPE y alta densidad HDPE. PVC con baja densidad LDPE y alta densidad HDPE.

Material plástico Polipropileno siglas: PP. PVC. PE. PB.

Material plástico Polibutileno siglas: PB. PVC. PE. PP.

Procesos industriales para fabricación resina PVC resina es sinónimo polímero son: Polimerización en emulsión polimerización en suspensión polimerización en masa. Polimerización en emulsión polimerización en dispersión polimerización en masa. Polimerización en emulsión polimerización en suspensión polimerización en solución. Polimerización en espuma polimerización en suspensión polimerización en masa.

Según condiciones presión temperatura aditivos etc y proceso fabricación se obtienen polímeros PVC de cadenas más o menos largas: Mayor o menor peso molecular medio mayor o menor dispersión tamaños moleculares en relación al valor medio y distinta estructura partículas forma porosidad etc. Mayor o menor peso molecular medio mayor o menor dispersión tamaños moleculares en relación al valor mínimo y distinta estructura partículas forma porosidad etc.

Una resina PVC se define por una serie de factores densidad aparente granulometría contenido volátiles cenizas y especialmente por: Índice viscosidad y valor K que expresan longitud cadenas y por consiguiente peso molecular del polímero. Índice viscosidad y valor K que expresan longitud cadenas y por consiguiente peso molecular del monómero. Índice viscosidad y valor J que expresan longitud cadenas y por consiguiente peso molecular del polímero.

Valor K de una resina se obtiene por vía experimental: Contrastando viscosidades de una disolución del polímero y del disolvente puro. Contrastando viscosidades de una disolución del monómero y del disolvente puro.

Una ecuación empírica en la que figuran además viscosidades concentración disolución permite determinar valor K resina analizada: A medida que aumenta peso molecular crece valor K y paralelamente mejoran propiedades mecánicas pero disminuyen facilidades en procesos fabricación. A medida que aumenta peso molecular decrece valor K y paralelamente mejoran propiedades mecánicas pero disminuyen facilidades en procesos fabricación.

Los tubos que se fabrican por extrusión no requieren una fluidez tan elevada del material plástico ablandado por el calor como los accesorios codos tes etc que se fabrican por inyección y en los que la masa debe llenar homogéneamente: En los tubos que en los accesorios por ello se emplean resinas de valores K superiores en los tubos que en los accesorios la resistencia mecánica del material es superior en los accesorios la resistencia mecánica de resistencia a la presión interna tubos y por este motivo a igualdad de presión los accesorios deben tener y tienen un espesor de pared superior al de los tubos. En los tubos que en los accesorios por ello se emplean resinas de valores K inferiores en los tubos que en los accesorios la resistencia mecánica del material es inferior en los tubos la resistencia mecánica de resistencia a la presión externa accesorios y por este motivo a igualdad de presión los tubos deben tener y tienen un espesor de pared superior al de los accesorios.

Resinas de PVC para Tubos: Proceso Extrusión Valor K medio 67 Valor K mínimo-máximo 66-69 Características requeridas Resistencia mecánica. Proceso Inyección Valor K medio 67 Valor K mínimo-máximo 66-69 Características requeridas Resistencia mecánica. Proceso Extrusión Valor K medio 56 Valor K mínimo-máximo 55-58 Características requeridas Resistencia mecánica. Proceso Extrusión Valor K medio 67 Valor K mínimo-máximo 55-58 Características requeridas Facilidad de procesado.

Resinas de PVC para accesorios: Proceso Extrusión Valor K medio 67 Valor K mínimo-máximo 66-69 Características requeridas Resistencia mecánica. Proceso Inyección Valor K medio 56 Valor K mínimo-máximo 55-58 Características requeridas Facilidad de procesado. Proceso Extrusión Valor K medio 56 Valor K mínimo-máximo 55-58 Características requeridas Facilidad de procesado. Proceso Inyección Valor K medio 67 Valor K mínimo-máximo 66-69 Características requeridas Facilidad de procesado.

Para mejorar características que tienen los polímeros en sí resistencia mecánica duración facilidad proceso fabricación etc las resinas se mezclan con una serie de aditivos y se preparan: Las fórmulas que se utilizarán para la fabricación de los tubos y de los accesorios. Las fórmulas que se utilizarán para la fabricación de las resinas y de los polímeros.

Grupos de aditivos utilizados son: Estabilizadores y filtros ultravioleta (Optimizar duración del metal). Lubricantes (Favorecer los procesos de fabricación). Modificadores de impacto (Mejora resistencia mecánica). Pigmentos (Coloración final). Todas son correctas.

PVC rígido. Peso específico g/cm³: 1.38-1.4. 500-550. 80.

PVC rígido. Resistencia a la tracción kg/cm²: 500-550. 1.38-1.4. 80-85.

PVC rígido. Alargamiento a la rotura %: 80. 1.38-1.4. 500-550. 30.000-40.000.

Polietileno es polímero de: Etileno. Propileno. Cloruro de vinilo. Butadieno.

Al tratarse de la polimerización de una olefina, el polietileno pertenece a la familia: Poliolefinas. Poliamidas. Poliésteres.

La polimerización del etileno es polimerización de una: Olefina. Parafina. Diolefina.

Comercialmente se fabrica Polietileno de baja densidad LDPE de: 0.925 gr/cm³. 0.930 a 0.945 gr/cm³. 0.955 gr/cm³. 0.915 gr/cm³.

Comercialmente se fabrica Polietileno de media densidad MDPE de: 0.930 a 0.945 gr/cm³. 0.925 gr/cm³. 0.955 gr/cm³. 0.925 a 0.930 gr/cm³.

Comercialmente se fabrica Polietileno de alta densidad HDPE de: 0.955 gr/cm³. 0.925 gr/cm³. 0.930 a 0.945 gr/cm³. 0.965 gr/cm³.

PVC rígido. Módulo de elasticidad kg/cm²: 30.000-40.000. 1.38-1.4. 500-550. 80-85.

Características mecánicas peso específico gr/cm³ baja densidad y alta densidad: 0.925 y 0.955. 120-150 y 220-250. 400-700 y 500-800. 2.000 y 9.000.

Resistencia a la tracción kg/cm² baja densidad y alta densidad del polietileno: 120-150 y 220-250. 0.925 y 0.955. 400-700 y 500-800. 2.000 y 9.000.

Alargamiento a la rotura % baja densidad y alta densidad: 400-700 y 500-800. 0.925 y 0.955. 120-150 y 220-250. 2.000 y 9.000.

Módulo de elasticidad kg/cm² baja densidad y alta densidad polietileno: 2.000 y 9.000. 0.925 y 0.955. 120-150 y 220-250. 400-700 y 500-800.

El Polipropileno PP es un polímero del: Propeno o propileno. Etileno. Cloruro de vinilo. Estireno.

El PP pertenece a la familia: Poliolefinas. Poliamidas. Poliésteres. Policloruros.

El PP es: Altamente cristalino. Amorfo. Reticulado. Elastómero.

PP. Peso específico g/cm³: 0.900. 0.925. 0.955. 1.38.

PP resistencia a la tracción kg/cm²: 340. 120-150. 220-250. 500-550.

PP alargamiento a la rotura %: 200-500. 400-700. 500-800. 80.

PP módulo de elasticidad kg/cm²: 12.000. 2.000. 9.000. 30.000.

El envejecimiento de los materiales plásticos puede ser debido a: Factores ambientales y factores funcionales. Factores químicos y factores físicos. Factores internos y factores externos. Factores de fabricación y factores de montaje.

Factores AMBIENTALES incluyen: Temperatura ambiente, oxígeno atmosférico, radiaciones solares, medios agresivos, etc. Presión interna del líquido conducido, fatiga del material, esfuerzos mecánicos. Esfuerzos térmicos, esfuerzos eléctricos, agresión química del líquido.

Los factores ambientales actúan por efecto de: Su aplicación. El entorno correspondiente a su ubicación. Su estructura molecular. Su polimerización.

Factores FUNCIONALES incluyen: Presión interna del líquido conducido, fatiga del material, esfuerzos de tracción, compresión, flexión, agresión química irreversible del líquido, esfuerzos térmicos, eléctricos, etc. Temperatura ambiente, oxígeno atmosférico, radiaciones solares. Medios agresivos y radiaciones solares solamente. Peso molecular medio y temperatura de fusión.

Los factores funcionales actúan por efecto de: Su aplicación. Su ubicación. Su entorno. Su fabricación.

Desde el punto de vista de estructura molecular, la DEGRADACIÓN es: Las cadenas moleculares se rompen resultando otras más cortas y se produce un decrecimiento correlativo del peso molecular medio PMm. Las cadenas se enlazan con las contiguas y crece el PMm. El polímero se vuelve insoluble y aumenta la temperatura de fusión. Las cadenas se alargan y aumenta el PMm.

En la DEGRADACIÓN el peso molecular medio PMm: Decrece. Crece. Se mantiene. Se duplica.

La RETICULACIÓN consiste en: Las cadenas se enlazan con las contiguas. Las cadenas se rompen en cadenas más cortas. Las cadenas se funden. Las cadenas se oxidan.

En la RETICULACIÓN el peso molecular medio PMm: Crece progresivamente. Decrece correlativamente. Se mantiene constante. Se anula.

Como consecuencia de la reticulación, el polímero: Se vuelve insoluble a los disolventes usuales y aumenta la temperatura de fusión. Se vuelve soluble a los disolventes usuales y disminuye la temperatura de fusión. Se vuelve soluble y aumenta la temperatura de fusión. Se rompe y disminuye el peso específico.

Modificaciones de las cadenas: DEGRADACIÓN Y RETICULACIÓN. DEGRADACIÓN.

En vacío por acción radiaciones, polímeros con grupo monómero —CH₂—CHR₁— tienden a envejecer mediante: Reticulación. Degradación.

En vacío por acción radiaciones, polímeros con grupo monómero —CH₂—CR₁R₂— lo hacen por: Degradación. Reticulación.

Algunos polímeros envejecen simultáneamente por degradación y reticulación en: Porcentajes variables según las condiciones. 50% cada uno siempre. Solo en vacío.

La presencia de oxígeno paralelamente a la radiación es muy importante ya que produce: Reticulación siempre. Reacciones químicas complementarias. Degradación siempre. Liberación de hidrógeno solamente.

Polímeros que en el vacío tienden a reticularse, en el ambiente (aire) tienen tendencia a: Degradarse. Reticularse.

Los polímeros que envejecen por reticulación liberan: Hidrógeno. Oxígeno. Cloro. Nitrógeno.

Los polímeros que se modifican por degradación dan otros productos gaseosos, originándose: Cambios dimensionales y de las propiedades físicas. Aumento del PMm solamente. Aumento de temperatura de fusión solamente.

A las tuberías destinadas a la conducción de agua a presión se les exige una duración mínima de: 25 años. 50 años. 100 años. 10 años.

Las tuberías estando sometidas a presión nominal y un coeficiente de seguridad: Decreciente con el tiempo. Creciente con el tiempo. Constante. Nulo.

Tensión trabajo admisible (kg/cm2) PVC y normativa: 100 - UNE 53112. 32 - UNE 53131. 85. 50 - UNE 53133.

Polietileno de baja densidad (flexible) tensión admisible (kg/cm2) y norma: 32 - UNE 53131. 100 - UNE 53112. 50 - UNE 53133. 85.

Polietileno de alta densidad (rígido) tensión admisible (kg/cm2) y norma: 50 - UNE 53133. 32 - UNE 53131. 100 - UNE 53112. 85.

En el gráfico, la resistencia a la tracción en función del tiempo: Decrece con el tiempo. Crece con el tiempo. Decrece solo a 60°C. Se mantiene constante.

A mayor temperatura, la resistencia a la tracción: Es mayor. Es menor. Es igual.

Ataque químico Tipo 1: Alguno de los componentes del material plástico es soluble en el fluido conducido y al circular el líquido varía: La composición del material de la tubería y sus propiedades. Solo el color. Solo el peso. Nada.

Caso típico de absorción compuestos aromáticos (benceno) en: Tuberías de PVC. Tuberías de PE. Tuberías de PP.

El fenómeno es debido a que el compuesto aromático que circula por interior tubería formando parte del gas o líquido: Se disuelve parcialmente en la pared del tubo de PVC. Se evapora. Reticula el PVC. No afecta al PVC.

Hasta alcanzar un estado de equilibrio tal que la relación de concentraciones del compuesto aromático entre contenido en tubería PVC y contenido en gas o líquido: Es una constante. Es variable. Es cero.

Si se supera 29 gr/m² se produce: Hinchazón y reblandecimiento del PVC. Nada. Reticulación. Recuperación calidad primitiva.

Cuando equilibrio se alcanza por debajo de 20 gr/m² absorbido: Tubería PVC no se altera. Se produce hinchazón. Ataque irreversible. Se produce reblandecimiento.

Ley química que obedece este fenómeno: Ley de la distribución. Ley de Hooke.

Este fenómeno de absorción es: Reversible, recupera calidad primitiva si circula gas libre de aromáticos. Irreversible. No tiene recuperación. Solo reversible en líquidos.

Límite máximo general para circular gases con compuestos aromáticos: 80 gr/m³. 29 gr/m². 20 gr/m². 135 gr/l.

En líquidos concentración máxima aromáticos en volumen y peso: 15% y 135 gr/l. 80 gr/m³ y 29 gr/m². 15% y 80 gr/m³.

Ataque químico Tipo 2: moléculas polímero rotura cadenas, reticulación, cambio átomos → ataque: Irreversible y puede dar lugar a alteraciones profundas de las propiedades. Reversible y sin importancia. No altera propiedades. Solo cambia el peso.

Las tuberías de materiales plásticos PVC, PE y PP son resistentes a: Los ácidos inorgánicos diluidos. Los hidrocarburos clorados. Los compuestos aromáticos. Todos los productos químicos.

Esta resistencia a ácidos inorgánicos diluidos: Disminuye al aumentar la concentración y la temperatura. Es buena independientemente de concentración y temperatura. Aumenta al aumentar concentración y temperatura. No le afecta la temperatura.

La resistencia a las bases y a las sales metálicas es: Buena, independientemente de la concentración y la temperatura. Mala. Disminuye al aumentar concentración y temperatura.

Resultan atacados por: Los hidrocarburos clorados y los compuestos aromáticos. Los ácidos inorgánicos diluidos. Las bases y sales metálicas. El agua.

Para definir la idoneidad de un producto químico en una determinada tubería se debe estudiar el comportamiento químico bajo las siguientes características: Del producto conducido, de la tubería y del servicio. Del producto conducido y del servicio.

Del producto conducido, ¿qué 4 características se estudian?. Especificación, concentración y disolvente, presión y temperatura. Tipo de tubo, tipo de accesorio, adhesivo y sistema de unión. Espesor de pared, diámetro, longitud y peso del tubo plástico. Servicio continuo, variación de presión y esfuerzo mecánico.

De la tubería, respecto al material plástico empleado, ¿qué se estudia?. Material de los tubos y material de accesorios y válvulas. Concentración del producto y medio disolvente empleado. Presión interna del fluido y temperatura del servicio. Variación de presión y si el servicio es continuo o no.

De la tubería, además del material, ¿qué otras dos características se estudian?. Características del adhesivo y el sistema de unión empleado. Especificación del producto y la concentración del fluido. Presión de trabajo y temperatura de servicio de la tubería. Esfuerzos mecánicos y variaciones de la presión interna.

De la tubería, en cuanto a dimensiones, ¿qué se valora especialmente?. Dimensiones de tubos y accesorios, en especial espesor de pared. Dimensiones del depósito y volumen del producto conducido. Dimensiones de la zanja y profundidad de instalación del tubo. Dimensiones del adhesivo y longitud de la zona de unión.

Del servicio, ¿qué 3 características se estudian para la idoneidad química?. Si es continuo o intermitente, variación presión interna y esfuerzos mecánicos. Material del tubo, material accesorio y característica del adhesivo. Especificación producto, concentración disolvente y temperatura. Sistema de unión, dimensiones del tubo y espesor de la pared.

La propagación del fuego en caso de incendio se estudia desde: Doble vertiente: espacial y temporal del incendio. Una sola vertiente: solo temporal del recinto incendiado. Doble vertiente: química y mecánica del material plástico.

El FLASH-OVER se define como: Temperatura de rápido crecimiento tras la fase inicial del incendio. Temperatura de disminución lenta durante la fase terminal del fuego. Temperatura estable mantenida en la fase de desarrollo del incendio. Temperatura mínima necesaria para iniciar la combustión plástica.

El FLASH-OVER tiene lugar cuando los materiales por radiación de llamas y convección: Desprenden vapores que son inflamables por acción del calor. Absorben oxígeno y aumentan su resistencia al fuego total. Liberan hidrógeno y sufren proceso de reticulación química. Alcanzan equilibrio de concentración constante y reversible.

Para materiales plásticos, el FLASH-OVER tiene lugar por encima de: Los 200º C de temperatura en el recinto incendiado. Los 100º C de temperatura en el recinto incendiado. Los 50º C de temperatura en el recinto incendiado. Los 500º C de temperatura en el recinto incendiado.

En relación al comportamiento frente al fuego, los no combustibles se clasifican como: Clase M-0 no combustible frente al fuego del material plástico. Clase M-1 no inflamable frente al fuego del material plástico. Clase M-5 muy inflamable frente al fuego del material plástico. Clase M-3 medianamente inflamable frente al fuego del material.

La clasificación frente al fuego se basa en dos parámetros que son: Índice de oxígeno y potencia calorífica del material ensayado. Potencia calorífica y contenido de gas clorhídrico emitido total. Índice de oxígeno y porcentaje de aditivo ignífugo incorporado. Tiempo de combustión y temperatura de flash-over alcanzada.

El PVC frente al fuego: Es M-1 no inflamable, 4.000 kcal/kg, llama se extingue y emite HCl. Es M-0 no combustible, 0 kcal/kg, no emite humos ni vapores nunca. Es M-3 medianamente inflamable con retardadores tipo M-2 siempre. Es M-5 muy inflamable, 7.000 kcal/kg, emite vapores aromáticos.

La clase M-5 corresponde a: Materiales muy inflamables dentro de la escala M-1 a M-5. Materiales no inflamables dentro de la escala M-1 a M-5. Materiales no combustibles dentro de la escala M-0 a M-5. Materiales difícilmente inflamables dentro de la escala M-1.

El PE y el PP pertenecen a: Clases M-3 a M-4, y M-2 con retardadores ignífugos añadidos. Clase M-0 no combustibles sin necesidad de aditivo ignífugo. Clase M-1 no inflamables emitiendo vapores de HCl siempre. Clases M-2 a M-4 según el tipo de resina de poliéster usada.

Los poliésteres según tipo de resina tienen clasificaciones de: Clases M-2 a M-4 según tipo de resina de poliéster empleada. Clase M-0 no combustibles según tipo de resina empleada siempre. Clase M-1 no inflamables con baja potencia de 4.000 kcal/kg. Clases M-3 a M-4 y M-2 con retardadores ignífugos siempre.