Los materiales sólidos plásticos están constituidos por una o más sustancias poliméricas que pueden moldearse por moldeo o extrusión. Los polímeros, el ingrediente básico de los materiales plásticos, son una amplia clase de materiales que incluyen sustancias naturales y sintéticas. En la terminología profesional, los polímeros se definen frecuentemente como resinas.
Por ejemplo, un compuesto de tubo de polietileno (PE) consiste en resina PE combinada con colorantes, estabilizantes, antioxidantes y otros ingredientes necesarios para proteger y mejorar la calidad del material durante el proceso de fabricación y la operación en el campo.
Los materiales plásticos se dividen en dos grupos básicos: termoplásticos y termoestables, ambos utilizados para la producción de tubos de plástico.
Los termoplásticos incluyen PE, polipropileno, polibutileno y PVC. Estos materiales pueden ser fundidos una y otra vez por el calor. El estado sólido de los materiales termoplásticos es el resultado de fuerzas físicas que inmovilizan las cadenas de polímero e impiden que se deslicen unas tras otras. Cuando se aplica calor, estas fuerzas se debilitan y permiten que el material se ablande o se derrita. Al enfriar, las cadenas moleculares dejan de deslizarse y se mantienen firmemente una contra otra en estado sólido. Los termoplásticos pueden ser moldeados durante la fase fundida de la resina y por lo tanto pueden ser extruidos o moldeados en una variedad de formas, tales como tuberías, bridas, válvulas, goteros y otros accesorios.
Los materiales plásticos termoestables son similares a los termoplásticos antes de una reacción química ("curado") mediante la cual las cadenas de polímero se unen químicamente entre sí mediante nuevos enlaces cruzados. Esto se realiza generalmente durante o inmediatamente después de la conformación del producto final.
La reticulación o entrecruzado es el enlace aleatorio de moléculas entre sí para formar una asociación tridimensional gigante. Las resinas termoestables permiten una forma permanente insoluble e infusible después de aplicar calor o un agente de curado. No se pueden volver a fundir después de moldear y curar. Esta es la principal diferencia entre los termoestables y los termoplásticos. A medida que se aplica calor a un componente termoestable, la degradación se produce a una temperatura inferior al punto de fusión. Las resinas termoestables se pueden combinar con refuerzos para formar compuestos fuertes. La fibra de vidrio es el refuerzo más popular y la tubería reforzada de fibra de vidrio (RFV) es una forma común de tubos de tipo termoestable.
Polietileno (1)
El polietileno (PE) es el material más frecuente en tuberías y laterales en riego por goteo
Sistemas. Hay cuatro tipos de PE, clasificados por densidad de material:
• Tipo I - Baja Densidad (PEBD), 910 - 925 g / l
• Tipo II - Densidad Media (PEMD), 920 - 940 g / l
• Tipo III - Alta Densidad (PEAD), 941 - 959 g / l
• Tipo IV - Alto Peso Molecular (PEAD APM), 960 y superior g / l
Se añade 2% de negro de humo para reducir la sensibilidad de los tubos a la radiación ultravioleta (UV).
Las tuberías de PE pueden clasificarse de acuerdo con la presión de trabajo (PN) que pueden soportar. Los grados comunes de PN utilizados en riego son: 2,5, 4, 6, 10, 12,5 y 16 Bares (atm). Algunos laterales de pared delgada soportan PN mucho más baja: 0.5 - 2 bar. La tolerancia a la presión de trabajo depende de la densidad de la tubería y del grosor de la pared. Los datos de tolerancia dados por los productores se relacionan con la temperatura de 20 C0.
En temperaturas más altas, la tolerancia disminuye significativamente, por lo tanto las tuberías se prueban al doble de su presión de trabajo designada.
Las tuberías de plástico se definen según su diámetro exterior, en mm. En los Estados Unidos y en algunos otros países, el diámetro de la tubería se define por unidades de pulgada imperial ("). 1 "= 25,4 mm. El grosor de la pared de la tubería también se define en unidades de mm (en los EE.UU. por mil unidades - 1/1000 de pulgada). 1 mil = 0,0254 mm.
Los laterales son comúnmente hechos de PEBD (PE grado 32), mientras que la entrega y distribución de tuberías con diámetros mayores de 32 mm son en su mayoría de PEAD.
Las tuberías de PEAD se clasifican más lejos según el grado del material: PE-63, PE-80, PE-100. Cuanto mayor sea el grado, mayor será la calidad de la tubería.
Tuberías de PE para agricultura
Diámetro interior (DI) y Espesor de pared (EP) de Tubería de PEBD
Tuberías Multicapa de PEBD (2)
La nueva tecnología de extrusión tricapa acelera el desempeño de la irrigación por goteo, controla el uso de agua de precisión y fertilizante y protege el medio ambiente. La ingeniería de cabezales utiliza un flujo en espiral que maneja tres capas. Antes de este adelanto, eran comunes los tubos bicapa. Uno de los beneficios claves de esta herramienta es que permite que una resina reciclada barata o cualquier tipo de polímero sea el grueso del material dentro del tubo o manguera y el material interno está totalmente rodeado por ambos lados por una delgada capa de polímero virgen para cumplir con las últimas regulaciones ambientales de uso de material.
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Tuberías de PVC (1)
El PVC (cloruro de polivinilo) es un polímero rígido. Para suavizar el material y permitir su conformación, es común añadir cantidades sustanciales (hasta 50%) de plastificantes. Estos aditivos hacen flexible a los tubos hechos de PVC blando. Las tuberías de PVC son sensibles a la radiación solar UV. Los tubos flexibles de PVC flexible se utilizan en una escala limitada principalmente en la jardinería y el paisaje. Su vida es corta. Tubos rígidos de PVC se utilizan en la agricultura principalmente para la entrega y distribución de agua. Las tuberías de PVC se instalan sólo en el subsuelo, para evitar daños por radiación UV. En la última década, los tubos UPVC (PVC no plastificado o rígido) son preferidos debido a su mayor durabilidad y capacidad para soportar la presión.
Las tuberías de PVC aparecen en segmentos discretos de 4 - 8 m de longitud y tienen que unirse en el campo. La presión de trabajo de los tubos rígidos de PVC es de 6 - 24 bares (60 - 240 m).
Tuberías de PVC para agricultura
Diámetro interno y Espesor de pared de las Tuberías de PVC
Las mangueras planas flexibles del PVC se pueden utilizar como líneas principales y secundarias. La manguera está impregnada con agentes protectores contra la radiación UV. Cuando se cierra el agua, la manguera se apoya en el suelo y puede ser atravesada por tractores y otra maquinaria agrícola. Las mangueras planas pueden colocarse sobre la superficie del suelo o en una zanja poco profunda. Estas mangueras están disponibles en diámetros de 75 - 200 mm.
Tubos de fibra de vidrio (1)
Además de los tubos PVC rígido y PEAD, se utilizan tubos reforzados con fibra de vidrio para suministrar agua a alta presión de la fuente de agua a la zona de regadío, como sustitución de las tuberías de acero y asbesto-cemento.
Las tuberías de fibra de vidrio reforzadas con fibra de vidrio (GRP) están fabricadas en diámetros de 300 - 3600 mm y grados PN de 40 - 250 m. Son particularmente útiles en el suministro de agua regenerada.
Diámetro interior y exterior del tubo
El diámetro interno (DI) de un tubo puede calcularse deduciendo el doble del espesor de pared del diámetro externo (DE). En la mayoría de los casos, el diámetro nominal de la tubería (DN) es el mismo que su diámetro exterior. Las pérdidas de presión del flujo de agua por fricción en la tubería se determinan por el diámetro interno.
Cuando se usan nomogramas, calculadoras on-line y software de diseño, es importante comprobar si el diámetro designado es nominal (en su mayoría externo) o interno.
Referencias
(1) Drip Irrigation Handbook-2nd Edition 2005 - Moshe Sne – Israel
(2) Guill
(3) Konti- Hidroplast
(4) Kaide
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