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CURSO DE TECNOLOGÍA Y UTILIZACIÓN DEL GAS NATURAL
UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA
Montevideo - URUGUAY
MONOGRAFÍA
PE 100
TP2
Integrantes del Grupo
Ingenieros:Duter GabrielLluch EugenioMarroig RaúlRodríguez FernandoWilkins GabrielZabalza GustavoZamonsky Pablo
1. Síntesis....................................................................................................................... 32. Historia ...................................................................................................................... 33. Propiedades de los polietilenos en general ................................................................ 4
3.1. Flexibilidad............................................................................................................. 43.2. Liviano.................................................................................................................... 43.3. Corrosión ................................................................................................................ 43.4. Bajas temperaturas.................................................................................................. 53.5. Efectos químicos .................................................................................................... 53.6. Estabilidad térmica ................................................................................................. 53.7. Resistencia a la radiación ultra violeta ................................................................ 53.8. Baja conductividad ................................................................................................. 5
4. Clasificación de los polietilenos ................................................................................ 55. Proveedores mundiales de PE 100 ............................................................................ 66. Principales ventajas del Polietileno ............................................................................... 6
6.1. Presiones más altas ................................................................................................. 76.2. Tuberías de paredes más delgadas.......................................................................... 86.3. Mayor margen de seguridad ................................................................................... 86.4. Mayor rigidez ......................................................................................................... 86.5. Mayor resistencia a largo plazo.............................................................................. 86.6. Alta resistencia al cuarteo bajo presión .................................................................. 96.7. Excelente resistencia a la propagación rápida de fisuras...................................... 116.8. Competitividad ..................................................................................................... 12
7. Tendido de tubería ....................................................................................................... 158. Asociación PE 100+ .................................................................................................... 179. Respuesta de algunos países frente al PE 100 ............................................................ 18
9.1. Bélgica .................................................................................................................. 189.2. UK ........................................................................................................................ 189.3. Francia .................................................................................................................. 189.4. Alemania............................................................................................................... 189.5. España................................................................................................................... 199.6. Holanda................................................................................................................. 199.7. Dinamarca............................................................................................................. 199.8. Italia ...................................................................................................................... 20
10. Evolución del PE 100 en la región ............................................................................ 2010.1. Argentina ............................................................................................................ 2010.2. Uruguay .............................................................................................................. 20
11. Conclusión................................................................................................................. 20
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1. Síntesis
El polietileno PE 100 o de tercera generación mantiene todas las ventajas de lospolietilenos que ya se venían utilizando, sumándole a estas un excepcionalcomportamiento a largo plazo en cuanto a resistencia mecánica, resistencia al cuarteo bajopresión y a la propagación rápida de fisuras. Propiedades que limitaban a 250 mm losdiámetros de las tuberías fabricadas con el PE 80. Actualmente se han fabricado tuberíasde hasta 450 mm y se prevé llegar a diámetros mayores sin problemas.
Mediante la incorporación selectiva de un comonómero en las cadenas moleculareslargas, enlazando las cadenas de una forma planificada se logró modificar el equilibriotradicional entre rigidez y ESCR, para lograr aumentar la rigidez sin una merma en laresistencia al cuarteo bajo presión. Lográndose además un material excepcionalmenteresistente a la propagación rápida de fisuras.
Todo esto ha mejorado enormemente la competitividad del PE a la hora de definirlos nuevos tendidos.
2. Historia
Al comienzo de la industria del gas hacia 1814, solo se utilizaban tuberíasmetálicas, siendo las primeras de fundición gris, pasando luego por el hierro nodular y elacero, hasta llegar finalmente al acero X 70 de altas prestaciones.
También se usaron otros metales, plomo, cobre y aluminio, en tuberías de pequeñotamaño. En Europa además se usó el fibrocemento.
En los Estados Unidos de América se comenzaron a utilizar tuberías de plástico enlos años 40 para la renovación de conducciones debido a la escasez de cobre y acerodurante la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo hay que esperar hasta la década de los 50para la introducción del plástico en la industria del gas. En esta época se realizarondiversos estudios construyéndose redes en plásticos tales como: Acrilo Butadieno estireno(ABS), Aceto Butirato de Celulosa (CAB), Policloruro de vinilo ( PVC), Poliamidas(PA) y Polietileno (PE).
En Europa, fue Holanda el primer país en usar plástico, optando en 1954 por elpolicloruro de vinilo (PVC), mientras que en Bélgica y el Reino Unido comenzaron con elPE en 1968. Gaz de France usa polietileno en las conexiones desde 1974 y para laconstrucción de redes primarias desde 1978. Los tubos de estos materiales han sidoutilizados para la distribución a baja presión y se ha impuesto en el mercado gracias entreotras cosas a su reducido costo por unidad lineal, facilidad de manipuleo, instalación yconexión.
De todos los materiales plásticos ensayados y evaluados, sólo el polietileno hapermanecido (excepto en Holanda donde el PVC todavía se usa para redes de baja presióny en Australia donde Sydney Gas da alguna preferencia a las poliamidas)
Al comienzo, el uso del polietileno se limitó a bajas presiones (0,2 bar en Bélgica y0,07 bar en el Reino Unido). Cuando el material y la tecnología de instalaciónevolucionaron, la Presión Máxima de Trabajo fue aumentando progresivamente. En elReino Unido la presión fue aumentada de 0,07 bar a 2 bar y luego a 4 bar. En Bélgica lapresión fue aumentada de 0,1 bar a 3 bar y luego a 4 bar igual que Holanda. Gaz de Franceintrodujo el polietileno directamente a las redes de media presión de 4 bar.
El polietileno a su vez tuvo cierta evolución pasando por el polietileno de altadensidad, PE 63, posteriormente el PE 80 así como el polietileno de media densidad
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también PE 80. Por sus ventajas para la industria estos polietilenos se han utilizado parafabricar tuberías en diámetros de 16 a 250 mm.
A finales de los años 80 se comenzó la comercialización de un nuevo tipo depolietileno con propiedades mecánicas muy superiores para el sector de tuberías, el PE100. Este material de la tercera generación representa un nuevo avance en la búsqueda deuna combinación ideal de resistencia al cuarteo bajo tensión y rigidez.
Para tener una idea de la aceptación que ha tenido el polietileno para su uso enredes de gas, detallamos su penetración en diversos países de Europa:
País Longitud totalde redes (km)
Longitud deredes de PE
(km)
% PE deltotal
UK 252.000 110.000 44Bélgica 40.100 17.700 44Francia 137.000 63.500 46Holanda 108.000 12.000 11Alemania 270.000 93.000 34Italia 164.000 2.000 1Dinamarca 16.000 1.400 9España 14.800 11.700 79
3. Propiedades de los polietilenos en general
Los polietilenos son una alternativa muy extendida a otros materiales para laconstrucción de tuberías ellos se debe a sus propiedades tales como:
3.1. Flexibilidad
La alta flexibilidad del polietileno es una propiedad que le permite retomar suforma original una vez que se libera de la fuerza que lo deformó. Esto le permite absorbervibraciones, golpes y tensiones debidas a movimientos del terreno. Por lo que es apto paratendidos en áreas inestables. Esta propiedad también se utiliza para aislar una roturamediante pizamiento de la tubería mientras se repara.
3.2. Liviano
Las tuberías de polietileno tienen un bajo peso específico por lo que su transporte einstalación en bastante sencillo, por lo tanto menos costoso.
3.3. Corrosión
El polietileno es químicamente inerte en el rango de temperaturas normales de uso,por esta razón no se fisura ni corroe. El espesor de pared no se ve reducido por reaccioneselectroquímicas con el terreno circundante. Tampoco fomenta el crecimiento de algas,bacterias u hongos.
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3.4. Bajas temperaturas
Las propiedades mecánicas del polietileno le permiten trabajar a temperaturas tanbajas como -60ºC.
3.5. Efectos químicos
El polietileno tiene una excelente resistencia química a una amplia gama deproductos. Sin embargo se ve expuesto durante un período prolongado de tiempo agentesoxidantes fuertes se puede deteriorar. Los detergentes debido a los agentes tenso activospueden favorecer el desarrollo de fisuras, especialmente a temperaturas elevadas. Algunossolventes (hidrocarburos) también pueden afectar el polietileno.
3.6. Estabilidad térmica
Exponer el polietileno a las variaciones ambientales de temperatura no le afectapara nada.
3.7. Resistencia a la radiación ultra violeta
Para prevenir el deterioro del polietileno por la exposición a la radiación ultravioleta de la luz solar (ageing) estos materiales son aditivazos con protectores. Se puedeaditivar con negro de humo u otros aditivos anti-UV más sofisticados. Esto permite elalmacenamiento de la tubería a la intemperie por períodos prolongados de tiempo.
3.8. Baja conductividad
El polietileno es un dieléctrico y además su conductividad térmica es muy baja.De todas formas hay que mantenerlo alejado de las fuentes de calor pues su punto
de ablandamiento es inferior a los 120 ºC.
4. Clasificación de los polietilenos
Los polietilenos se clasifican en función de sus propiedades las cuales estándeterminadas por su densidad, peso molecular y la distribución del peso molecular
Según la densidad se clasifican como de baja (PEBD), de media (PEMD) y de altadensidad (PEAD). A mayores densidades mejores son las propiedades mecánicas,siendo un material más rígido.
En base a su peso molecular se clasifican en materiales de bajo o alto pesomolecular, a mayor peso molecular menor será su índice de fluidez (MFI) y esto secorresponde con mejores propiedades mecánicas. El MFI es un índice que serelaciona con la capacidad del material plastificado para pasar a través de n orificiocalibrado. Se indican los gramos que pasan en 10 minutos en las condicionesestipuladas por la norma.
La distribución del peso molecular (DPM) se divide en amplia o estrecha. Unadistribución ancha tiene mejor procesabilidad pero en detrimento de la propiedadesmecánicas.
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Actualmente los polietilenos para tuberías se clasifican en función de suspropiedades mecánicas, fundamentalmente a su resistencia a la presión interna a largaduración (mínimo 50 años).
Rango de σLCL(MPa)
MRS(MPa)
Número deClasificación Designación
3.15 – 3.99 3.15 31.5 PE 324.00 – 4.99 4.00 40 PE 405.00 – 6.29 5.00 50 PE 506.30 – 7.99 6.30 63 PE 638.00 – 9.99 8.00 80 PE 80
10.00 – 11.19 10.00 100 PE 100
σLCL – Lower confidence limit. Resistencia media a la larga duración, 97.5% de límite inferior de confianza a 20ºC para 50 años.
MRS – Minimun required strength. Minima Resistencia requerida.Ref.: ISO 12162 (1995)
5. Proveedores mundiales de PE 100
No son muchos los fabricantes de PE 100 dado que ha sido un desarrollorelativamente nuevo, entre los principales proveedores de esta resina se encuentran:
ATOFINA – Produce la marca comercial Finathene Basell Polyolefine GmbH – Produce la marca Hostalen Boreales AB – Produce la marca Borstar DSM Polyolefine GmbH – Produce la marca Vestolen Solvay Polyolefins Europe – Produce la marca ELTEX
6. Principales ventajas del Polietileno
El polietileno es uno de los materiales más empleados para tuberías por susnumerosas ventajas:
Facilidad de unir los tubos con técnicas de termofusión a tope o por electrofusión. Mayor facilidad de manipulación e instalación por el poco peso de las tuberías. Mayor facilidad de manipulación e instalación porque los tubos de PE son flexibles,lo que permite:
Enrollarlos en corona o sobre un tambor (menos uniones/soldaduras) Fusionar los tubos fuera de la zanja, por lo que la zanja puede ser másestrecha.
Adaptar la forma de la cañería a la zanja Que los tubos resistan el movimiento del terreno (terremotos, hundimientosen zonas mineras, etc.)
Que los tubos se puedan pinzar temporalmente para aislar puntualmente lazona que se necesita reparar.
Resistencia a la corrosión interna, externa y microbiológica Buenas características hidráulicas No se forman incrustaciones Buena resistencia a la abrasión Apto para el contacto con alimentos (no altera el sabor ni el olor del agua potable)
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Buena resistencia química (apropiado para el transporte de productos ácidos, bases,aguas residuales, gas natural o gas manufacturado)
Resiste a temperaturas bajo 0 ºC Sin efectos medioambientales negativos Dura más de 50 años lo que hace que sus costos de amortización sean bajos
Además de las ventajas mencionadas que son generales para todos los polietilenos,el PE 100 al tener mejores propiedades mecánicas permite:
Transporte de fluidos a mayores presiones Paredes de tubos más delgadas para una misma presión operativa, lo que redunda
en mayores secciones a un mismo diámetro exterior y menor peso por metro detubo.
Mayor margen de seguridad Mayor rigidez
6.1. Presiones más altas
Las resinas PE 100 tienen una resistencia mínima exigida de 10MPa, esto lespermite transportar los fluidos a presiones mayores que las demás resinas de polietilenomanteniendo la misma geometría en las cañerías. La excelente resistencia de este materiala la propagación rápida de fisuras (Rapid Crack Propagation) y a la figuración lenta (SlowCrack Growth) hace que este material sea perfectamente seguro para estos usos a presionesmayores.
Los valores máximos de presión para tuberías de PE 100 teniendo en cuenta lageometría de la tubería y el coeficiente de seguridad mínimo (para el gas 2), son segúnnormas ISO.
Para SDR 17/ SDR 17,6 se admiten presiones de hasta 4 bar y para SDR 11presiones de hasta 10 bar.
O sea que con el mismo diámetro el aumento de presión se traduce en un aumentoen la capacidad de transporte de las tuberías.
Una tubería de PE 100 SDR11 a 10 bar puede transportar más de 2,4 veces lo quetransporta una tubería de PE 80 SDR11 a 4 bar. (Ver Gráfico 1)
Gráfico 1
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6.2. Tuberías de paredes más delgadas
Con los coeficientes de seguridad considerados y las presiones operativas en laactualidad con el PE 100 se pueden construir tuberías con paredes más delgadas.
El ahorro de material es una ventaja económica importante, pero también es másfácil manipular tubos de pared más delgada. También con el mismo diámetro exterior, untubo de paredes más finas puede transportar un mayor volumen porque su diámetrointerior es superior. Se observan los siguientes resultados:
Presión detrabajo PE 80 PE 100
Ahorrode
material
Aumento desección
Aumento decapacidad
#4 bar SDR 11 SDR 17,6 35% 17% 24%
6.3. Mayor margen de seguridad
Manteniendo las dimensiones y la presión de funcionamiento de las tuberías lautilización de resinas PE 100 mejora los niveles de seguridad alcanzados hasta ahora conlos sistemas de tubos de PE.
Se trabaja con un coeficiente de seguridad un 25% superior, se mejora la resistenciaal rayado y la resistencia a la propagación rápida de fisuras como lo veremos más adelante.
El diámetro máximo de los tubos de PE para gas no habían superado hasta ahora los250 mm debido a resistencia a la propagación rápida de fisuras (RCP). Con el PE 100 sehan fabricado tubos de 450 mm de diámetro.
6.4. Mayor rigidez
Con la misma geometría los tubos de PE 100 son más rígidos (rigidez anular)porque el módulo de elasticidad (E) de este material es superior: 1.250 MPa en lugar de950 MPa para las resinas PEAD habituales.
6.5. Mayor resistencia a largo plazo
La resistencia alargo plazo se determina en pruebas con tubos sometidos a presiónhidráulica a diferentes temperaturas (20, 40, 60 y 80 ºC)
Combinando los resultados obtenidos puede calcularse mediante un análisis deregresión la resistencia máxima del tubo a los esfuerzos después de 50 años a 20ºC.
La resistencia mínima requerida (MRS) de las resinas de PE 100 es de 10MPadespués de 50 años a 20 ºC. (Ver gráfico 2)
Esto permite inferir que la vida esperada para una tubería de PE 100 se puedeestimar en 100 años.
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Gráfico 2
6.6. Alta resistencia al cuarteo bajo presión
Las tuberías se pueden dañar exteriormente, esto puede suceder durante elmanipuleo en la obra o cundo se trabaja en las inmediaciones. Estos puntos puedenconstituir el punto de partida de un cuarteo lento y provocar posteriormente una roturafrágil.
Las pruebas antes mencionadas hacen mención a pruebas de resistencia del materialen régimen dúctil y también indican la posibilidad de ocurrencia de la rotura frágil deltubo. La rotura dúctil es el resultado de la deformación plástica normal de la pared deltubo. La rotura frágil se caracteriza por una variación en el gráfico de regresión a 80 ºC(rodilla) que provoca una rápida disminución de la resistencia hidráulica del material. (VerGráfico 3)
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Gráfico 3
Gráfico 4
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Gráfico 5
6.7. Excelente resistencia a la pro
El fenómeno de propagación rápida de fisuacelerada de una fisura longitudinal en la pared deejemplo de una pala escavadora. Estas fisuras llegy alcanzan grandes longitudes. Se ha dado el casode acero. Las fisuras más largas conocidas en tub(700 m en un gasoducto de 315 mm de diámetro e
Estas roturas pueden provocar situaciones zonas pobladas. Por ello la resistencia a la propagaimportante. Existen varias pruebas para medirla: E“Small scale steady state” o Test S4 (Imperial Colnormas ISO y prEN. (Ver Gráfico 6)
Debido a los valores de resistencia a la pro7), el uso de tubería para gas de PE se había limitaCon el PE100 se admiten presiones de hasta 10 ba
de los presió(no se10.000primerhoras)bajadola rigid
incorpcompulas proresisteproduchoras 25%.
tarde egeneraresisteespera
para dEn unaresistea una ppared grafico
Los datos (ver gráfico 2) indican la mejoravalores de resistencia al cuarteo bajon en los materiales de segunda generación produce el fenómeno de rodilla antes de las horas) con respecto a los compuestos de laa generación (fenómeno de rodilla a las 100, ahora bien para obtener esta mejora se ha la densidad y por lo tanto se ha sacrificadoez.Estos datos también muestran que la
oración selectiva de un comonómero en losestos de la tercera generación ha mejoradopiedades sin la interdependencia de lancia al cuarteo lento y la rigidez. No see el fenómeno de rodilla antes de las 10.000
y la resistencia mecánica aumenta en un
El cuarteo bajo presión aparece mucho másn los compuestos de segunda y terceración (>10.000 horas) gracias a su mayorncia a la fisuración lenta, lo que permiter una duración de más de 100 años a 20 ºC.Se realizan diversas pruebas aceleradas
eterminar la resistencia a la fisuración lenta. prueba (Notched pipe test) se mide lancia de tubos con cuatro entalladuras hechasrofundidad igual al 20% del espesor de la
del tubo, sometidos a presión a 80 ºC. (Ver 5)
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pagación rápida de fisuras
ras (RCP) consiste en la formaciónl tubo, provocada por un golpe, poran a extenderse a la velocidad del sonido de una fisura de 11 Km. en una tuberíaerías de PE no llegan a estos extremosn Hungría)muy críticas en tuberías de gas cerca deción de estas fisuras es una propiedadl “Full scale test” (British gas) y ellege) han sido homologados por las
pagación rápida de fisura (ver Gráficodo tradicionalmente a presiones de 4 bar.r.
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Gráfico 6
Gráfico 7
6.8. Competitividad
Las numerosas ventajas competitivas de los tubos de polietileno fabricados con laresina PE 100 le están haciendo ganar nuevas aplicaciones. Hoy es posible tender redeslocales de transporte de gas. La experiencia demuestra que estos sistemas de alta presiónen PE 100 pueden ser una alternativa válida y muy ventajosa frente a redes de tuberías deacero de 16 bar. (Ver Gráficos 8 y 9)
Estadísticas realizadas a cerca de las fugas en las redes de gas también muestranresultados muy ventajosos del PE frente a otros materiales. (Ver Gráfico 10)
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Gráfico 8
Gráfico 9
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Gráfico 10
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7. Tendido de tubería
Las numerosas ventajas de los tubos de polietileno y sobre todo el PE 100 le estáhaciendo ganar nuevos mercados día a día.
Hoy es posible realizar redes locales de transporte de gas. A las presiones y con losdiámetros que permite trabajar el PE 100 son una alternativa muy ventajosa frente a lasredes de acero.
La flexibilidad y la excelente resistencia al cuarteo bajo presión del PE 100permiten utilizar técnicas de instalación alternativas, por ejemplo:
• Con máquina zanjadora• Con carro devanador• Con zanjadora de cadena de
canjilones(ver Gráficos 11 y 12)
Gráfico 13 Gráfico 11
O técnicas sin zanja como por ejemplo:• La perforación horizontal• La renovación de tuberías existentes por entubado, y entubado de contacto
Rolldown, Titeliner, U-liner y Compact Pipe) (ver Gráfico 13)
Además de las ventajas enunciadas podemos agregar los siguientes puntos:• Facilidad de manejo por su flexibilidad y peso reducido• Larga vida útil con bajos costos operativos• Posibilidad de hacer la extrusión de la tubería in-situ• Alta resistencia química• Instalaciones con bajo nivel de fugas debido al uso de uniones por fusión
de excelentes resultados
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Básicamente se utilizan dos métodos para realizar las uniones, termofusión yelectro fusión.
Gráfico 12
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8. Asociación PE 100+
Esta asociación tiene como cometido nuclear a un conjunto de productores deresinas de polietileno PE 100 que han asumido el compromiso de fabricar un producto depropiedades sobresalientes.
Los polietilenos PE deben estar conforme a lo expresado por las normas EN 1555-1e ISO 4437 o la EN 12201-1 y ISO 4427. Debe presentarse documentación que acredite laresistencia de larga duración como un material de MRS10 de acuerdo a la norma ISO12162.
Para asegurar la más alta calidad, de manera independiente, estos ensayos serealizan los laboratorios internacionalmente reconocidos. Los ensayos se repiten cada 7meses y los materiales que pasan los resultados que se requieren por la asociación sonpublicados en la lista de materiales PE100+.
Los usuarios pueden estar seguros de que si se usan los materiales listados por laAsociación PE100+, obtendrán una tubería más segura y durable.
Comparado con los estándares europeos se tiene que:
Propiedad Método de ensayo CEN/ISO estándar Requerimiento PE 100+Resistencia alargo plazo
Prueba hidráulicaa 20ºC a 12 MPa > 100 h > 200 h
Resistencia alcuarteo bajopresión
“Notched pipetest” a 80 ºC y 9.2bar
> 165 h > 500 h
Resistencia a lapropagaciónrápida de fisura
“S4 Test” a 0ºC A una presión de4.2bar para una
Presión de operaciónmáxima de 10 bar
A una presión mínima de10 bar.
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9. Respuesta de algunos países frente al PE 100
La introducción hace ya 10 años en Europa del PE 100 aumentó le crecimiento delPE como material de redes de gas.
Las principales ventajas del PE 100 son poder aumentar la presión de trabajo de 4 a10 bar (en el rango de presión media B), la posibilidad de fabricar tuberías de más de 250mm y la posibilidad de reducir el espesor de pared de la tubería cuando se trabajan apresiones menores.
Veamos la evolución en algunos países como:
9.1. Bélgica
La presión máxima de trabajo en Bélgica fue aumentada progresivamente desdeprincipios de los ochenta. En 1981 se aumentó de 3 a 4 bar y en 1984 a 5 bar.
Para el aumento a 5 bar, se requería que el material de la tubería poseyerasuficiente resistencia a la propagación rápida de fisuras (RCP) medida en aquel tiempo,por el test Robertson modificado. Cuando el PE 100 fue introducido en 1988, elsuministrador nacional de gas Electrabel decidió utilizar este material sólo para este nivelde presiones. Hoy en día, Electrabel utiliza el PE 100 para todas las redes con una presiónsuperior a 100 mbar. Las tuberías SDR 11 se usan en la construcción de redes condiámetros hasta 90 mm y las tuberías con SDR 17,6 para los diámetros entre 110 y160mm.
En 1997 se usó una tubería de PE 100 con un diámetro de 450 mm para renovar unatubería de acero en Sint-Gillis, Bruselas por la técnica del “Slip-lining”.
9.2. UK
El uso de PE 100 para construir redes locales de transporte de 7 bar ha llegado aser una operación rutinaria para British Gas desde 1989. La flexibilidad del polietilenopermite el uso de técnicas de instalación alternativas a un costo competitivo como porejemplo la instalación con carro devanador y máquina zanjadora. Eligiendo la instalaciónde tuberías de PE 100 con estas técnicas, en vez de la instalación de redes de acero de 7bar, se puede reducir el costo un 50%. Se estima que 700 km de tuberías de PE 100 hansido instaladas desde entonces. Gracias a la resistencia excepcional de este material a laRCP, se fabrican tuberías con diámetros hasta 450 mm. Se está considerando un aumentohasta 500 mm.
9.3. Francia
Hasta 1998, Gaz de France sólo usó el PE 100 para disminuir el espesor de lastuberías. El PE 100 se usa para producir tuberías de 200 y 225 mm, con SDR 17,6 y pararedes de 4 bar.
En 1999, se realizó la primera prueba con PE 100 para tuberías de 8 bar queconectaban poblaciones aisladas de la red de transporte.
9.4. Alemania
Diversas compañías de gas alemanas han realizado redes experimentales con PE100.
Se ha utilizado para aumentar la presión de trabajo y disminuir espesores.
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El uso de tuberías de PE 100 de SDR 17,0 para la construcción de redes locales detransporte a 4 bar ha llegado a ser rutinaria para Erdgas Schwaben desde 1997. OhraHörselgas y Mittelfränkische Erdgas usaron el material para construir redes de 7 y 8 bar.Eligiendo la instalación de tuberías de PE 100 con las técnicas de apertura y cierre rápidode zanjas y el uso de zanjas estrecha, se consiguieron ahorros de 64 y 16 %respectivamente en comparación con la instalación de redes de acero a 16 bar.
En 1997, se realizó un proyecto de “relining” y aumento de presión de trabajo. Serenovó una tubería de acero de 4 bar por “Slip-lining” con PE 100 para aumentarulteriormente la presión a 5,6 bar.
En 1998, las primeras redes de 10 bar en PE 100 fueron construidas.Hay más de 800 km de tuberías de PE 100.
9.5. España
Gas Natural hizo los primeros ensayos con PE 100 para la reducción de espesor depared en 1993.
En Málaga se consideraron 4 opciones para sustituir una red de media presión enfibro cemento y hierro dulce por una red de 4 bar:
- una tubería de acero de 12”- una tubería de PE 80, SDR 11 con un diámetro externo de 250 mm.- una tubería de PE 80, SDR 11 con un diámetro externo de 200 mm.- Una tubería de PE 100, SDR 17,6 con diámetro externo de 250 mm.
La opción en acero fue desestimada por razones económicas debido a la dificultadde instalación y la necesidad de proteger contra la corrosión.
El uso de tubería de PE 80 con un diámetro externo de 250 mm fue desestimadodebido a la limitada resistencia del material a la RCP, según los requerimientos para estediámetro de la norma ISO 4437 y la prEN 1555.
Se prefirió la opción en PE 100 respecto a la tubería en PE 80 con el diámetro de200 mm debido a la mayor sección hidráulica ofrecida por la primera.
9.6. Holanda
La red de gas holandesa tiene incorporado un nivel de presión de 8 bar. Un interéseconómico ha llevado a construir redes nuevas de 8 bar en PE 100 en vez de usar acero.En 1998 el Centro Holandés de Tecnología del Gas (GASTEC) envió un estudio a laAsociación Holandesa de Suministradores de Energía (Energiened) para considerar laposibilidad de construir redes de 8 bar en polietileno. En la práctica, siete proyectos en PE100 se han realizado desde 1992 incluyendo el cruce de un río.
9.7. Dinamarca
Para unir una central y un área residencial, la compañía Naturgas Midt-Nordestudió tres opciones:
- la instalación de una tubería de acero de 40 bar- la instalación de una tubería de PE 80 de 4 bar- la instalación de una tubería de PE 100 de 7 bar
Un análisis de costos reveló las ventajas de las opciones de PE. Aunque los costosde inversión para las tuberías en PE 100 eran superiores a las de PE 80, los costosoperativos de un sistema a 7 bar eran un 25% menores que el sistema a 4 bar.
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9.8. Italia
El polietileno para las redes de distribución de gas natural en Italia fueronhomologadas en Italia por una orden Ministerial del 24 de noviembre de 1984.
En lo que se refiere al PE 100 Italia no tiene una reglamentación que prescriba eluso de este material pero se asume que se seguirá la tendencia del borrador de la normadel Instituto Europeo de Normalización la prEN 1555. Esta norma introduce el PE 100 enlugar del PE 80 considerando las mejores propiedades mecánicas y la relación costobeneficio.
10. Evolución del PE 100 en la región
10.1. Argentina
En Argentina el PE80 está bastante difundido y las redes nuevas se están haciendotodas en este material. En cambio en lo que se refiere al PE100 solo hay una instalaciónexperimental funcionando a 10 bar para lograr su homologación.
10.2. Uruguay
En nuestro país la situación es bastante similar a la situación Argentina. EnMontevideo coexisten redes antiguas con redes de PE80 mientras que en el interior latotalidad de las redes tendidas son en PE80 (Aproximadamente 140 km). Con PE100todavía no se ha realizado ningún tendido.
11. Conclusión
En cuarenta años de existencia, el polietileno ha adquirido una posiciónpreponderante como material para la construcción de tuberías de gas. Este éxito se debe asus numerosas ventajas.
En los últimos años, el PE 100 ha contribuido a un aumento espectacular en el usodel PE. Primero permitió el uso del polietileno en la construcción de redes de mediapresión B hasta 10 bar.
Después permitió el aumento en el diámetro de la tubería hasta bastante por encimade los 250 mm (gracias a su excepcional resistencia al RCP)
Como consecuencia el polietileno puede ser utilizado ahora para fabricar redes detransporte local.
Por último, el PE 100 ofrece una creciente competitividad frente al materialtradicional (por reducción del espesor de pared)
BibliografíaLiteratura técnica sobre PE 100 del productor Solvay P olyolefins EuropeExperiencia con PE en sistemas de gas - W. Machiel van Ingen, Licenciado en
Ciencias Químicas. Solvay Polyolefins Europe.PE100+Association – Sitio Web: www.pe100plus.net
