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3 de enero de 2020

Polietileno global en 2020: Los márgenes alcanzarán mínimos históricos a medida que surja un nuevo modelo de crecimiento

Aquí está el primero de una serie de artículos sobre perspectivas para 2020 donde me enfoco en los riesgos futuros para el negocio global de polietileno

El mercado de polietileno (PE) de China comenzará en 2020 con un gemido debido a los niveles excepcionalmente altos de exceso de existencias, lo que es un reflejo del creciente exceso de oferta mundial.

En los diez meses desde enero hasta octubre, el crecimiento aparente de la demanda en una base anual fue del 12% (mido la demanda aparente de las importaciones netas oficiales más nuestras estimaciones de producción local). Esto se compara con nuestro pronóstico de crecimiento de la demanda real para el año completo 2019 de 7.6%.

Conforme la economía china está experimentando una desaceleración gradual, no hay nada que indique que el crecimiento real estará por encima de nuestro estimado. Esto implica que el exceso de existencias de enero a octubre asciende a alrededor de 1,4 millones de toneladas, frente a 1,1 millones de toneladas en el período enero-agosto.

Por lo tanto, los negocios se desacelerarán en los próximos meses debido al exceso de existencias y porque el Año Nuevo Lunar cae el 25 de enero de 2020, antes de este año cuando tuvo lugar el 5 de febrero.

La debilidad en el mercado de China durante los últimos meses de 2019 y en 2020 agregará una mayor presión a la baja de los márgenes de PE de costo variable basados ​​en la nafta de Asia, que ya están en sus niveles más bajos durante al menos cinco años.

Los márgenes continuarán disminuyendo en 2020 a medida que la economía mundial se desacelere aún más. El factor más importante detrás de esta desaceleración seguirá siendo la desaceleración estructural a largo plazo en la economía china a medida que avanza hacia una era de crecimiento más bajo y más sostenible.

No esperemos ningún recorte importante de las tasas de operación en Asia, y ciertamente no hay cierres permanentes de ninguno de los craqueadores de la región. Ningún craqueador es una isla económica. Consideraciones económicas más amplias garantizarán que los craqueadores continúen funcionando bastante fuerte, incluso si los márgenes siguen siendo profundamente negativos.

Mientras tanto, los grandes aumentos en la producción china de PE continuarán según lo programado a pesar de la baja rentabilidad y el crecimiento de la demanda local que no alcanza nuestro pronóstico del caso base.

Hay dos razones por las cuales China seguirá adelante con sus adiciones de capacidad. En primer lugar, China querrá maximizar su autosuficiencia de PE debido a lo que se ha convertido en un entorno comercial internacional muy incierto, cortesía de los Estados Unidos.

En segundo lugar, su nueva capacidad de PE es principalmente de vanguardia, parte de plantas de refinería-petroquímica muy modernas y altamente integradas. Hacer funcionar estas plantas a altas tasas de operación será una excelente manera de agregar valor a su economía a medida que China intenta escapar de su trampa de ingresos medios al pasar a la fabricación de mayor valor.

Por lo tanto, veremos que la producción de PE de alta densidad (PEAD) de China aumentará a 8,9 millones de toneladas en 2020, un 15% más que en 2019. Sin embargo, la producción de PE de baja densidad (LDPE) solo aumentará un 0,5% a 6,2 millones de toneladas. Pero la producción lineal de PE de baja densidad (LLDPE) será un 12% mayor con 7,8 millones de toneladas.

En cuanto al crecimiento de la demanda en 2020 en China, vemos que el consumo en los tres grados aumentará un 6.6%. Esto dejaría la demanda a finales del próximo año en 35,3 millones de toneladas.

En su lugar, deberíamos presupuestar un crecimiento mayor en la región del 5%, dejando la demanda en 34.8 millones de toneladas. Esto sería solo un déficit de unas 500,000 toneladas. Pero piense en los efectos de segundo, tercer y cuarto orden.

Un crecimiento chino inferior al esperado tendrá un efecto dominó en el resto del mundo. El crecimiento de Asia y el Pacífico también superará las expectativas en alrededor de 1,6 puntos porcentuales debido a los estrechos vínculos económicos entre China y Asia Pacífico. El efecto sobre el crecimiento de PE en el resto del mundo será más moderado ya que los vínculos económicos con China no son tan fuertes.

En total, la demanda global será varios millones de toneladas menor que nuestro caso base.

Las exportaciones estadounidenses continuarán aumentando
La nueva capacidad de PE de EUA entrará en funcionamiento a tiempo a pesar del entorno de crecimiento global más débil y a pesar de que se mantengan los aranceles de la guerra comercial de China sobre las importaciones de PEAD, PEBDL y PEBD de EUA.

Donald Trump ha indicado que está muy contento de esperar hasta después de las próximas elecciones presidenciales para tratar de llegar a un acuerdo comercial con China, por lo que no esperemos una tregua temporal en las hostilidades comerciales en 2020.

Esto dejará los aranceles chinos sobre las importaciones de PEAD y PEBDL de EUA en 36.5% (30% impuesto como parte de la guerra comercial junto con 6.5% de aranceles existentes). China también continuará con su amenaza de recaudar aranceles adicionales del 10% sobre el PEBD de EUA dejando su arancel total en 16.5%. Los aranceles de PEBD comenzarán el 15 de diciembre.

El decepcionante crecimiento global dificultará que EUA coloque sus nuevos volúmenes. Otro problema es que si EUA quiere evitar los fuertes aranceles chinos, tendrá que concentrarse nuevamente en mercados de exportación más pequeños como Europa, Turquía y el sudeste asiático. Los productores locales podrían terminar respondiendo solicitando y ganando derechos de salvaguardia contra las importaciones estadounidenses.

Pero, como dije, no esperemos demoras. Lo que es importante entender sobre el negocio de PE en EUA es que, en comparación con el negocio del gas natural, es una pequeñez. El gas natural es un generador de ingresos mucho mayor para los productores de PE integrados aguas arriba en la producción de gas natural.

Los productores de gas natural tienen que deshacerse de grandes cantidades de etano no deseado para cumplir con las especificaciones de la tubería. Solo se pueden dejar pequeñas cantidades de etano en el metano que se entrega a las centrales eléctricas para la generación de electricidad y a los hogares de las personas para cocinar y calentar.

El etano no puede quemarse por razones medioambientales y el único uso aguas abajo para el etano es el craqueo térmico.

Y aunque los márgenes de PE de EUA se debilitarán en 2020, al menos en una base de costo variable seguirán siendo positivos, incluso si los retornos para los inversores están muy por debajo de lo prometido.

Las exportaciones de PEAD de EUA subirán a 3.8 millones de toneladas en 2020 desde 3.7 millones de toneladas en 2019. Las exportaciones de PEBD serán de alrededor de 1.6 millones de toneladas en comparación con los 1.3 millones de toneladas de este año.

Las exportaciones de PEBDL se mantendrán sin cambios en alrededor de 4,5 millones de toneladas con solo un aumento del 1% en la producción local frente a un aumento del 3% en la demanda interna. Pero esto debería colocarse en el contexto de que en 2017, las exportaciones de PEBDL de EUA fueron solo de 2,2 millones de toneladas.

No es solo en China y EUA donde las capacidades aumentarán sustancialmente en 2020. También consideremos mayores tasas de operación en las plantas de PEAD y PEBDL de Petronas / Saudi Aramco que acaban de entrar en funcionamiento. La Federación de Rusia verá un gran aumento en la producción de PEAD y PEBDL. Los resultados netos serán los siguientes:

Las importaciones netas de PEAD de Malasia disminuirán de 200,000 toneladas en 2019 a 70,000 toneladas en 2020. Las importaciones netas de PEBDL también disminuirán, de 400,000 toneladas a 150,000 toneladas

El aumento de la producción en el complejo ZapSibNeftekhim en Tobolsk hará que la Federación Rusa pase de una posición de importación neta de PEAD de 100,000 toneladas en 2019 a exportaciones netas de 330,000 toneladas en 2020. PEBDL cambiará de importaciones netas de 150,000 toneladas a exportaciones netas de 260,000 toneladas.

Derechos de salvaguardia europeos
No nos sorprendamos si para fines del próximo año, la UE ha aplicado aranceles de importación suplementarios a los despachos de PE de EUA. Es muy probable que los aranceles adopten la forma de derechos de salvaguardia, ya que estos impuestos pueden imponerse bajo las reglas de la Organización Mundial del Comercio si se puede demostrar que un aumento inesperado de las importaciones ha causado daños a las industrias locales.

Se prevé que las exportaciones estadounidenses de PEAD a Bélgica, la puerta de entrada al resto de la UE, hayan aumentado a 210.000 toneladas en 2019, un aumento del 108% respecto al año pasado. Las exportaciones de PEBDL están en línea para aumentar en un 31% a 680,000 toneladas. Sin embargo, las exportaciones de PEBD son solo marginalmente más altas.

El gran aumento en los envíos de PEAD y PEBDL probablemente cae en el área de lo inesperado porque ha ocurrido en paralelo con una fuerte disminución de las exportaciones estadounidenses a China, en respuesta a los aranceles. Las exportaciones de PEAD de EUA a China están en camino de ser un 40% más bajas en 2019 que el año pasado, con un PEBDL un 20% más bajo.

Sin los aranceles, los Estados Unidos habrían enviado mucho más PEAD y PEBDL a China, reduciendo así la presión sobre la UE. Los envíos de PEBD a China están en línea para ser 150% más altos en 2019 porque, como se mencionó anteriormente, el PEBD de EUA a China en este momento no tiene aranceles de guerra comercial.

La UE también se acercará a la imposición de aranceles de carbono a todo tipo de importaciones a medida que implemente su New Deal Verde, pero probablemente no logrará imponer los aranceles. Este es otro riesgo para la industria de PE de EUA dado el carbono emitido durante los despachos a larga distancia y los gases de efecto invernadero generados por la producción de gas natural.

Con o sin derechos de salvaguardia, no veo que los craqueadores europeos se cierren para dejar paso a las importaciones estadounidenses. Si bien los márgenes de PE de base de nafta integrados en el noroeste de Europa seguramente disminuirán desde los niveles cómodos de hoy, ya que en Asia ningún craqueador europeo es una isla económica. El daño macroeconómico más amplio de las paradas evitará que sucedan.

Los craqueadores en Europa también están totalmente depreciados y, por lo tanto, no tienen deudas de inversión, están bien integradas con las refinerías locales y tienen buenos sistemas de tuberías de etileno y propileno.

Conclusión: Seguir hasta el fondo
Como nadie va a cerrar las plantas viejas, y con la mayoría de las plantas nuevas, si no todas, entrarán en funcionamiento según lo programado, parece haber un solo resultado: un mayor agotamiento del margen en Asia, Europa y EUA.

¿Cuán malo se pondrá? Como dije el viernes, este no es un ciclo descendente normal. Este es, por el contrario, un cambio de paradigma importante en el negocio global de PE que requiere un modelo de negocio completamente nuevo.

En algún momento, los márgenes tocarán fondo, probablemente en mínimos históricos de 20 años o más. Pero para entonces, los Ganadores bajo el nuevo paradigma ya habrán comenzado a compensar sus pérdidas mediante la innovación en el rediseño de aplicaciones de uso final de PE y mediante inversiones en reciclaje.

John Richardson
Asian Chemical Connections
ICIS
08 Diciembre 2019

28 de diciembre de 2019

El acuerdo comercial entre Estados Unidos y China logra poco, ya que China empuja con fuerza hacia la autosuficiencia petroquímica


El presidente Trump ha prometido una "gran cantidad de negocios" para los agricultores estadounidenses tras el anuncio de un acuerdo comercial de "Fase 1" con China.

Pero EUA afirma que China eventualmente comprará eventualmente hasta $ 50 mil millones de productos agrícolas estadounidenses lo que parece desafiar la lógica económica dado el precio de la soja, el nivel de compras chinas anteriores de productos agrícolas estadounidenses en general y el efecto distorsionador que este número tendría.en los mercados internacionales. Si se alcanza el número de $ 50 mil millones, otros países terminarían presentando quejas bajo las reglas de comercio internacional sobre las exportaciones estadounidenses a China que reciben acceso preferencial.

Una complicación adicional sobre el reclamo de Estados Unidos es la epidemia de peste porcina africana en China. No quedan suficientes cerdos chinos para comerse toda la soya estadounidense que, según EUA, importará China. Las importaciones chinas de soya han disminuido en millones de toneladas. Quizas importará, mas bien, carne de cerdo estadounidense. En teoría, las exportaciones estadounidenses de carne de cerdo a China podrían saltar a $ 8.9 mil millones desde $ mil millones en 2017. Pero eso probablemente resultaría en precios de carne de cerdo más caros en EUA.

Aqui esta lo que obviamente importa mucho más que cualquiera de los anteriores: China no ha confirmado el número de $ 50 mil millones de importaciones agrícolas acordadas de EUA y solo ha dicho que comprará mayores cantidades de productos agrícolas de los Estados Unidos "que sean competitivos en el mercado".

Estados Unidos agrega que China se ha comprometido a realizar "reformas estructurales y otros cambios en su régimen económico y comercial en las áreas de propiedad intelectual, transferencia de tecnología, agricultura, servicios financieros, divisas y tipo de cambio". Ninguna de las partes ha presentado ningún detalle de lo que esto significa, y se ha argumentado que China ya tenía la intención de implementar cambios en estas áreas, independientemente de cualquier acuerdo comercial.

Aquí hay otro detalle crítico: los detalles del acuerdo aún no se han traducido al chino y el acuerdo debe ser examinado legalmente, dijo Beijing. ¿Recordemos que hace poco más de un año cuando el asesor comercial de la Casa Blanca, Larry Kudlow, nos dijo que las conversaciones comerciales habían ido "muy bien" y que se había alcanzado una tregua? Como todos sabemos, la guerra comercial se intensificó posteriormente.

La fase I implica solo una flexibilización muy limitada de las tarifas. China quería que se eliminaran todos los aranceles, pero eso solo sucederá si se ratifica la Fase 1 y si se acuerdan y firman nuevos acuerdos de la Fase 2, etc. EUA mantiene aranceles del 25% sobre las importaciones chinas de $ 250 mil millones. Sin embargo, se han cancelado los nuevos aranceles sobre las importaciones de $ 156 mil millones, y se han reducido a la mitad los aranceles del 15% sobre otros $ 120 mil millones de importaciones.

Sin beneficios significativos para los mercados petroquímicos.
Sin embargo, supongamos que el acuerdo muy limitado de la Fase 1 es ratificado por China. La moderada relajación de las tensiones comerciales generaría beneficios igualmente modestos para la economía mundial y la demanda de productos petroquímicos. También podríamos ver una ligera recuperación en los precios de los productos petroquímicos, gracias al sentimiento positivo.

PERO debemos recordar que la guerra comercial es esencialmente un espectáculo económico colateral. Un acuerdo mucho más grande y aún ampliamente desconocido para la economía global es la desaceleración estructural y a largo plazo en la economía de China. Esto explica la recesión mundial de fabricación.

El acuerdo podría ser políticamente útil para el presidente, ya que trata de desviar la atención del proceso de juicio político a medida que avanza hacia las elecciones de 2020. Pero él está en terreno político inestable debido a las afirmaciones de que se ha vuelto blando con China. "Se ha vendido por una promesa temporal y poco confiable de China de comprar algunas semillas de soya", dijo el líder demócrata del Senado, Chuck Schumer.

Por lo tanto, no descartemos que Trump vuelva a intensificar la guerra comercial para aumentar sus posibilidades de reelección. Tal respuesta será más probable si las críticas de ablandamiento provienen de Hawks en su propio campo político y si los mercados bursátiles de Estados Unidos se mantienen fuertes. El presidente considera que el valor de las acciones estadounidenses casi la única medida de la fortaleza de la economía estadounidense.

La creciente autosuficiencia de alta tecnología de China
La reacción china al acuerdo de la Fase 1 también debe ser considerada. El silencio parece ser la mejor palabra para describir la respuesta de Beijing. Además, en un discurso antes del anuncio de la Fase 1, el ministro de relaciones exteriores de China, Wang Xi, criticó a Estados Unidos por "haber dañado gravemente la confianza mutua entre los dos países".

Me temo que hemos ido más allá del punto de no retorno. El acuerdo de la Fase 1 no mencionó la queja central de los Estados Unidos contra China, que es que esta utiliza fuertes subsidios estatales para apoyar a las empresas locales estatales y privadas. China nunca iba a abandonar una práctica que es esencial si va a mantener su prosperidad económica escapando de su trampa de ingresos medios.

China debe duplicar los subsidios estatales para impulsar su independencia de alta tecnología, ya que ya no puede depender del acceso a la tecnología estadounidense. Estados Unidos está restringiendo el acceso chino a través de, por ejemplo, reglas recientes que restringen a las empresas locales a comprar tecnología Huawei.

El deseo de China de una mayor autosuficiencia de alta tecnología se puso de manifiesto a través de un anuncio hecho solo unos días antes de todo el barullo sobre el acuerdo de la Fase 1. Beijing ha ordenado a todas las oficinas gubernamentales e instituciones públicas que eliminen los equipos y el software informáticos extranjeros dentro de tres años.

Mucho más autosuficiencia petroquímica en China
Solo imaginemos por un momento lo que significaría para Dell, Apple, Microsoft y otros gigantes tecnológicos si perdieran gran parte de su acceso al mercado chino a medida que China se volviera más autosuficiente. Ninguna empresa de alta tecnología puede prosperar sin acceso a China. El año pasado, por ejemplo, se enviaron 48 millones de computadoras personales a China. China tiene más clientes de computadoras personales que cualquier otro país del mundo.

Y solo imaginemos lo que significaría para el negocio global de petroquímicos si China también impulsara una autosuficiencia petroquímica mucho mayor. Hasta ahora, China no ha podido controlar su voraz apetito por los productos petroquímicos, a pesar de las grandes expansiones de capacidad local. Sigue siendo el mayor importador de polietileno (PE), polipropileno, estireno, mono etilen glicoles y paraxileno.

No tengo ninguna duda, según mi lectura de los acontecimientos en China, de que esto va a suceder. China está construyendo complejos de refinación y petroquímicos altamente integrados que están agregando valor a su economía mientras intenta escapar de su trampa de ingresos medios. Estos complejos también pueden permitirle obtener una independencia petroquímica mucho mayor en un entorno comercial global altamente incierto.

Se generará más capacidad de la que la mayoría de la gente espera y las tasas de operación en las plantas petroquímicas desafiarán las expectativas convencionales. Las plantas funcionarán con fuerza, independientemente de las condiciones económicas, por razones de independencia de importación. El crecimiento de la demanda subestimará el pensamiento convencional sobre una economía más lenta y el gran impulso hacia una mayor sostenibilidad a medida que China intenta abordar sus problemas crónicos de plástico y otros problemas de contaminación.

Consideremos lo que esto podría significar para un polímero - PE de alta densidad (PEAD):
Nuestro caso base ve las importaciones netas de China en 6.9 millones de toneladas el próximo año, aumentando a 9.4 millones de toneladas para 2025. Esto se basa solo en las capacidades confirmadas en el futuro, tasas de operación promedio de 90% anual y un crecimiento de la demanda de 3.5% por año.

En mi bajón, he agregado capacidades especulativas, aumenté las tasas de operación al 94% y reduje el crecimiento de la demanda al 2.5% anual. Las importaciones netas caen de 6,4 millones de toneladas el año próximo a 5,3 millones de toneladas en 2035.

A lo largo del período de pronóstico sobre una base acumulativa, la demanda de importación neta es 65 millones de toneladas más baja en mi bajon que en nuestro caso base.

Conclusión
El acuerdo comercial de la Fase 1 no cambia nada, ni a corto ni a largo plazo. Es reconfortante pensar lo contrario, ya que llegar a un acuerdo con el final de la vieja era, de mercados globales cada vez más abiertos, no es fácil. Pero esa era es para bien, me temo.

Es también importante anotar que la Fase I no ha hecho nada para abordar la otra gran brecha entre EUA y China. Junto con el comercio y la tecnología también hay geopolítica. Tal como están las cosas hoy, la pareja se dirige hacia un conflicto militar. Nuevamente es reconfortante pensar lo contrario, pero eso implicaría ignorar la evidencia de la historia. En los últimos 500 años, en 12 casos de 16, una potencia en ascenso ha terminado yendo a la guerra con una potencia dominante.

John Richardson
Asian Chemical Connections
16 Diciembre 2019

5 de junio de 2017

El mercado de polietileno de alta densidad en Perú - 2016

Importaciones
En el 2016, se importaron alrededor de 141,000 TM con un valor aproximado CIF de $ 169.2 millones. Estos valores son 1.01 % mayores y 13.19 % menores respectivamente que los valores del 2015. Esto significa mayor consumo de resinas y precios mas bajos.

Los principales importadores fueron:



El desglose convertidor/distribuidor fue el siguiente:



Los principales convertidores fueron:



Los mercados de los convertidores fueron:



Los principales distribuidores fueron:



Los principales países proveedores fueron:



Exportaciones
En el 2016, se exportaron casi 966 TM con un valor FOB de $ 1.41 millones. Comparado con el 2015, los valores del 2016, aumentaron 137.63 % y 107.09, respectivamente.

Los principales exportadores fueron:



Los países de destino de estas exportaciones fueron:


Los interesados en el estudio detallado, pueden comunicarse a través del correo plaen2009@gmail.com o al tel 999 638 989.

10 de abril de 2017

La Conferencia de Embalaje cumple - otra vez

PEAD para uso en ISBM, BIO-SA como sustituto natural de IPA, papel prensado, reciclaje vía pirólisis y posible retorno a envases PEN - todo cubierto en TPC 2017.

Patrocinado por Plastic Technologies Inc. y SBA-CCI, The Packaging Conference 2017 se entregó, como suele ocurrir, cuando se trata de nuevas tecnologías. Tal vez la presentación más impresionante fue una actualización de Sonoco en su lata de plástico retortable de varias capas TruVue. A diferencia de la presentación preliminar del año pasado sobre el mismo tema, la presentación de este año incluyó una aplicación comercial de McCall Farms. Asegúrese de ver nuestra historia de portada en la página 66 para obtener un recuento completo.

Otra presentación que incluyó una aplicación comercial fue la realizada por el Gerente de Desarrollo de Mercado Ted Harris de Total Petrochemicals and Refining USA, Inc. Harris comenzó describiendo, a los asistentes a la conferencia, una prueba de concepto que involucra el uso de polietileno de alta densidad (PEAD) en moldeo por inyección estirado soplado de dos etapas (ISBM).

El PEAD, por supuesto, es ampliamente utilizado para contenedores en productos lácteos, líquidos y aplicaciones químicas domésticas, donde es conocido por sus propiedades de resistencia química y barrera contra la humedad. Además, es adecuado para la esterilización con vapor y el llenado aséptico, tiene una infraestructura bien establecida de recuperación y reciclaje, y la disponibilidad es muy buena.

Sin embargo, el procesamiento de PEAD se realiza casi siempre en sistemas de moldeo por extrusión soplado (EBM), y el ISBM tiene algunas ventajas distintas sobre el EBM, especialmente la mayor rigidez debida a la orientación biaxial. Además, la consistencia del peso botella a botella y el brillo son mejores con ISBM, mientras que las oportunidades para los detalles de moldeo se mejoran.

Todo esto llevó al equipo europeo de investigación y desarrollo de Total a explorar el uso de PEAD en ISBM, un método de fabricación de botellas históricamente dominado por el PET, una resina que cuesta mucho más que el PEAD. Como cualquier discusión que compara las ventajas de usar una resina sobre otra, el precio es un factor. Pero Harris de Total enfatiza que es sólo un factor.

"Creo que a lo que se reduce es si la máxima claridad es una prioridad, tu vas con PET como sea. Si la claridad no es un atributo clave de desempeño, entonces el precio es más probable que juegue un papel más grande en la elección entre PET y PEAD. También es importante que si se necesita una barrera específica o una resistencia química mejorada, entonces la elección se convierte en PEAD independientemente del precio. Las otras cosas a considerar son las tasas de producción de conversión, la necesidad de secar la resina o no, los insumos de energía, etc. Un montón de cosas deben tenerse en cuenta al considerar una resina sobre otra. El costo total de propiedad es una de esas cosas, al igual que elegir la resina que mejor se adapte a las demandas de desempeño ".

Pero los méritos relativos de la utilización de PET frente a PEAD en ISBM no fue el tema de discusión en The Packaging Conference. Fue el uso de PEAD en ISBM en comparación con su uso en EBM que Harris llegó a comparar, y los beneficios del uso de HDPE en la ISBM que identificó son los siguientes:
  • Más de un 20% de ahorro de peso
  • Transparencia y brillo mejorados
  • Menores costos de energía
  • Potencialmente mayor producción
  • Es un medio para satisfacer las iniciativas de sostenibilidad de los propietarios de marcas
La resina específica de PEAD seleccionada para esta prueba de concepto fue SB1359NA de Total. El moldeo por inyección se realizó en un sistema Toshiba de una sola pieza y el moldeo por soplado por estiramiento se realizó en un sistema de dos cavidades de ADS. 

La primera aplicación comercial de la resina PEAD SB1359NA de Total para una botella moldeada por inyección estiramiento soplado es esta botella de 1 litro de líquido de lavado para platos comercializada en Italia.

Estos fueron los hallazgos claves de una comparación lado a lado de una botella de EBM redonda de 1 litro y una botella de ISBM de 1 litro redonda que fue un 24% más ligera:
  • La botella EBM mostró más del doble de deformación bajo tensión que la botella ISBM.
  • A pesar de ser un 24% más ligero, la botella ISBM exhibió la misma resistencia de apilamiento de carga superior y tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) que la botella EBM.
También parte de la presentación de Harris fue una mirada a la primera aplicación comercial de este uso de HDPE en un enfoque de ISBM: una botella de 1-L de repuesto de líquido para lavar platos comercializado por Magenta, Italia I.C.E. FOR SpA, Industria Chimica Ecologica. Incoplas Group fabrica la botella. Curiosamente, aunque la prueba de concepto descrita por Harris en The Packaging Conference incluyó el uso de la tecnología de recalentamiento y soplado en dos etapas, Incoplas utiliza una máquina ISBM de una sola etapa, el modelo ASB-12M de Nissei. Lo que también vale la pena señalar es que la resina Total utilizada por Incoplas no es SB1359NA. "Nuestro SB1359 europeo está siendo utilizado", dice Harris. "Son grados similares, pero debido a que están hechos en dos regiones diferentes y tienen nombres diferentes, también tienen propiedades ligeramente diferentes"

Harris concluyó su presentación indicando que el uso de PEAD en la ISBM es de hecho una alternativa viable.

Ácido Bio-Succínico
El ácido isoftálico purificado (IPA) es un producto petroquímico comúnmente utilizado como aditivo en resinas de PET para reducir la velocidad de cristalización, mejorando así el procesamiento y la transparencia sin tener un impacto negativo sobre la cristalinidad final u otras características de desempeño de una botella de PET terminada. BioAmber Inc., con sede en Montreal, ha estado explorando el uso del ácido bio-succínico (BIO-SA™) como reemplazo de IPA que tendría las siguientes ventajas:
  • Debido a que proviene del maíz, aumenta el contenido renovable, reduce la huella de carbono y ofrece una volatilidad de precios más baja que un petroquímico como el ISA.
  • Aumenta la productividad a través de tiempos de procesamiento más rápidos y menores temperaturas de procesamiento.
  • El estudio de BioAmber muestra que se puede utilizar aproximadamente un 30% menos que el IPA en botellas de gaseosas carbonatadas.
Entonces, ¿qué es BIO-SA? Como explicó Chris Ellen, Vicepresidente de Ventas de BioAmber, a los asistentes a The Packaging Conference, está hecho de materias primas renovables como el maíz (ver Figura 1). La planta de producción de la firma en Sarnia, Canadá, tiene una capacidad de 30.000 toneladas métricas.

Como se hace BIO-SA

Ellen describió los resultados una evaluación de prueba de concepto realizada en cooperación con PolyTech Resources, que preparó resina PET incorporando BIO-SA y un control usando IPA, y Plastic Technologies Inc., que manejó el moldeo por inyección de preformas y el moldeo por estiramiento soplado de esas preformas. Se compararon tres variantes de concentración de co-monómeros:
  • 2,8% molar de BIO-SA o 1,72% de peso
  • 1,4% molar de BIO-SA y 1,4% molar de IPA
  • 2,8% molar de IPA o 2,42% de peso
A continuación se resumen cuatro características clave de la evaluación:
  • Polimerización en estado fundido: se observaron índices idénticos de esterificación y policondensación.
  • Polimerización en estado sólido (SSP): no hubo diferencias significativas entre las tres variantes, ni hubo pegamento de pellets o BIO-SA en la sobrecarga.
  • Fabricación de botellas: no hubo diferencias significativas entre las tres variantes.
  • Propiedades de la botella: Se observaron resultados equivalentes, aunque la estabilidad térmica necesita alguna corrección.
BioAmber ahora se está involucrando con productores de resinas PET y actores aguaa abajo ​​en la cadena de suministro global. Los propietarios de marcas, que están en condiciones de meter este nuevo material en uso, están mostrando gran interés. Los productores de resina, por supuesto, están altamente optimizados para usar IPA, por lo que traer este nuevo monómero, que tiene un precio competitivo en comparación con el IPA petroquímico actualmente utilizado, no será tarea facil. Pero el interés está creciendo, dice Ellen.

Opciones de FibreForm
De la mano de Billerudkorsnas EE.UU. estuvo Gary Robinson, Director de Business Development-Formable Papers América del Norte y del Sur, que destacó el progreso reciente en FibreForm. Esta solución de embalaje 3D, personalizada, renovable y moldeable en frío, es un papel natural con certificación FSC, con capacidades patentadas de formación en frío 3D de hasta 10 veces más profundo que los papeles tradicionales. Vasos, bolsas y bandejas prensadas están entre las opciones que los propietarios de marcas pueden explorar.

En el caso de los vasos, un vaso de papel normal es la base, y luego la FiberForm se aplica con adhesivo al exterior para un efecto 3D. La impresión del material de FiberForm viene primero y es seguida por el troquelado, y en el mismo paso que el troquelado se imparte el efecto 3D. Además, una barrera térmica es creada por la mecánica de la formación 3D. "Debido a que podemos formar tan profundo", dice Robinson, "en realidad se puede crear un bolsillo de aire que atrapa el aire y permite que sus dedos se eleven por encima de la superficie caliente del núcleo del vaso".

La mecánica de formación de FibreForm 3D no sólo crea un efecto visual asombroso sino que también crea una barrera térmica en el vaso de papel.

Las bolsas de FibreForm son bastante nuevas para Billerudkorsnas, pero de nuevo traen el elemento de "haptics" - cualquier forma de interacción que involucra el toque - dentro del juego. Una vez más, el material FibreForm, esta vez suministrado en una laminación alimentada en rollos y posiblemente con un revestimiento compostable tal como PLA, pasaría a través de una máquina de fabricación de bolsas (de Modern Manufacturing, Totani o KHS); gracias a herramientas especiales el efecto 3D se aplicaría al sustrato en el registro con los gráficos conforme la bolsa se está haciendo. "Las laminaciones personalizadas de FibreForm producen una bolsa que puede ser completamente compostable o fabricada con propiedades de alta barrera", dice Robinson.

En cuanto al prensado, lo que Robinson llama una "tecnología emergente para 2017", es un nuevo enfoque de la tecnología que se ha utilizado para hacer cosas como platos de papel durante muchos años. Pero la tecnología BillerudKorsnas produce un contenedor de paredes lisas que es mucho más atractivo. Y de nuevo, su calidad 3D le da ese elemento importante de la háptica (sensación táctil). Robinson dice que este enfoque de prensado tiene una serie de ventajas sobre la pulpa moldeada, incluyendo la economía, la estética y la eficiencia de la cadena de suministro. El interés por parte de las cuentas de servicio de alimentos es alto, pero también los que han mostrando interés son los vendedores de alimentos, la electrónica, bienes duraderos, y otros, dice Robinson.

"Todas estas ofertas de FibreForm - vasos, bolsas, bandejas prensadas - ayudan a la gente a salir de los plásticos, y más que nunca eso es lo que estamos escuchando a la gente decir que quieren hacer", dice Robinson.

RecycleReady
Una presentación de la conferencia por Lamy Chopin, PhD y Global Development Leader Packaging & Specialty Plastics de Dow, describió el progreso realizado por Dow en su iniciativa RecycleReady, cuyo objetivo es desarrollar tecnología para el reciclaje de envases de alimentos.

Gran parte de lo que hablaba se refería a las bolsas parables en particular. La bolsa parable típica para productos alimenticios ha sido una laminación adhesiva multicapa que incluye poliéster (para la rigidez, la capacidad de impresión, y alguna medida de barrera de gas) y polietileno (para sellabilidad y tenacidad). Pero cuando estos dos materiales se combinan, ese empaque se vuelve fundamentalmente inadecuado para el reciclaje. En los últimos años, la demanda de envases flexibles que son más reciclables ha hecho que Dow y otros consideren alternativas, incluyendo quitar el poliéster y reemplazarlo con Polietileno de Alta Densidad mientras se modifica el sellante para minimizar su temperatura de iniciación del sello.

Uno de los inconvenientes de este enfoque es que al reemplazar el poliéster con HDPE, las propiedades de barrera al gas están comprometidas. Así que Dow miró formas de incorporar EVOH para fines de barrera de gas. Reconociendo que el EVOH es casi tan inapropiado para la corriente de reciclaje como poliéster, Dow desarrolló un compatibilizador llamado Retain ™ que permite que el EVOH esté completamente disperso en el polietileno en lugar de quedar en trozos que causan opacidad y malas propiedades físicas.

Otro inconveniente de reemplazar el poliéster con HDPE es que la produccion en las máquinas de fabricación de bolsas tendía a caer. Dow abordó este problema mediante el desarrollo de Opulux HGT ™, un revestimiento que, cuando se aplica a la película, permite a la maquina bolsera pasar de un máximo de 150 bolsas/min a 250. Como Chopin lo dice, "este trae plena velocidad de funcionamiento y plena compatibilidad con la corriente de reciclaje ".

Entre los desarrollos más recientes que salen de la iniciativa RecycleReady está Innate ™, una tecnología de PE que aporta mayor rigidez y tenacidad a una bolsa parable que no tiene poliéster en ella. Como Chopin describió este y otros desarrollos de Dow, el enfatizó cuán importante es el papel desempeñado por la educación del consumidor, específicamente el programa de etiquetas How2Recycle iniciado por la Sustainable Packaging Coalition. "Programas como este", dice, "traen a los consumidores un mensaje importante: la película flexible cuando se recicla tiene valor y la ciencia lo respalda".

"RecycleReady, dice Chopin," ha sido una cuestión de ir separando los compromisos de desempeño en los que entramos una vez que se saca el poliéster de una bolsa parable para hacerlo reciclable ", dice Chopin. "Incluyo que salgamos y validemos lo que realmente funciona en la corriente de reciclaje haciendo pruebas a escala de campo con socios que son recicladores.

"RecycleReady es una plataforma de desarrollo permanente de innovaciones dirigidas a entregar embalaje en bolsa que puede reciclarse para el mayor número posible de aplicaciones. Responde a una necesidad específica del mercado de poder mostrar a los consumidores que el embalaje flexible es reciclable. Pero eso no es el final del juego. Nuestro enfoque holístico de la administración del producto nos dice que incluso las cosas no reciclables necesitan ir a otro sitio que no sea un vertedero. Dow no está directamente involucrado en la pirólisis, pero nuestro objetivo es utilizar el liderazgo de nuestra industria para ayudar a establecer la recolección y agregación apropiada de los plásticos para que puedan ser llevados eficientemente a una operación de pirólisis ".

La pirólisis es un proceso de despolimerización - tomar un polímero construido a partir de pequeñas moléculas y devolverlo a esas pequeñas moléculas para que puedan ser utilizados en la producción de combustibles y productos petroquímicos. El polímero se calienta en ausencia de oxígeno a una temperatura elevada, pero, debido a que no hay oxígeno, el polímero no se quema. En última instancia los enlaces del polímero se rompen para que vuelva a sus moléculas de base.

"Hay dos o tres firmas con planes serios para la pirólisis, pero la que por casualidad conozco mejor es RES Polyflow", dice Chopin. "Acaban de llevar a cabo una campaña de capital para una instalación de medio oeste, y ahora están listos para empezar a poner el acero en el suelo y escalarlo hasta donde realmente pienso que toda la región del Medio Oeste será capaz de suministrar plástico a ellos. Es el reciclaje químico en lugar de reciclado mecánico. Pero la clave para ambos, la clave para todo el reciclaje, es conseguir un flujo continuo a gran escala en su sistema ".

Un programa piloto de Fase 1 en Citrus Heights, CA, en julio de 2014 demostró que conseguir que el flujo continuo en un procesador de pirólisis es factible, dice Chopin. Y este pasado mes de septiembre, en Omaha, NE, 6.000 miembros de Recycle Bank fueron capaces de recolectar plásticos no reciclados previamente - bolsas de chips, envolturas de barra de chocolate, bolsas de bebida y en lugar de poner estos artículos en un vertedero que fueron capaces de poner dentro de Hefty Energy Bags y arrojarlos en sus recipientes regulares de reciclaje. Desde allí las llevaron a Systech Environmental Corp. donde las bolsas y todo su contenido se convierten en energía para hacer cemento.

Copolímeros PETN
El Director de Desarrollo de Nuevos Negocios Frank Embs de Indorama Ventures, líder mundial en la producción de PET y fibra de poliéster, hizo una presentación sobre las oportunidades que podrían existir en el uso de copolímeros PET/PEN para el embalaje.

Hace una década, hubo mucho entusiasmo por la posibilidad de mezclar PEN (polietileno naftalato) en PET para aplicaciones de embalaje como una forma de mejorar la barrera de gases, las tasas de transmisión de vapor de agua y la estabilidad dimensional en bandejas para microondas o botellas llenadas en caliente . Amoco en particular impulsó estas aplicaciones de PEN. Pero el panorama de costos nunca llegó a donde debía ser y, al mismo tiempo, la combinación de los dos polímeros juntos creó ciertos desafíos prácticos en procesabilidad.

Pero últimamente Indorama ha estado estudiando el uso de cuatro grados de PETN, un copolímero de PET / PEN en lugar de una mezcla, que tienen el potencial de satisfacer las necesidades no satisfechas del mercado . Embs los describió, todos comercializados bajo la bandera PolyClear® Preserve PET de Indorama, de la siguiente manera:
  • 2222 - un PETN de baja modificación que muestra una mayor deflexión térmica y una mejor estabilidad dimensional, así como una resistencia mejorada a los productos químicos de limpieza
  • 2224-un PETN de modificación media adecuado para productos cosméticos agresivos o para botellas de consumo que necesitan estar seguras en el lavavajillas a temperaturas de hasta 85 °C
  • 2226 - un PETN de alta modificación adecuado para contenedores que necesitan soportar temperaturas de hasta 65°C y presión de 8 bar; las aplicaciones posibles podrían ser en cosméticos y latas de aerosol industriales para productos químicos agresivos
Mientras que las calidades anteriores son todas para ISBM, una grado P024 descrita por Embs es un PETN de modificación media que tiene una mayor resistencia de fundido y está diseñado para botellas moldeadas por extrusión soplado que pueden ser llenadas en caliente más allá de 80°C. Pensemos en botellas hechas por EBM para los tés listos para beber, por ejemplo.

Indorama no está sugiriendo que habrá cambios al por mayor de PET a PETN, pero Embs ve oportunidades para PETN en varias aplicaciones de nicho, especialmente en el mercado de EBM. Indica que las aplicaciones están siendo exploradas en todo el mundo.

Pat Reynolds, VP Editor
Packaging World
28 Marzo 2017

6 de abril de 2017

Los cambios de embalaje presentan desafíos para la industria del reciclaje de PET

Botellas plásticas para reciclado

Al menos tres problemas críticos se enfrentan al mercado europeo del reciclaje de PET, y uno de ellos está teniendo un profundo impacto en la recuperación de PEAD.

Los expertos subieron al escenario para discutir esos desafíos durante el Plastics Recycling Show Europe, celebrado del 29 al 30 de marzo en Amsterdam. Muchos de los puntos que discutieron son también directamente aplicables a los recicladores norteamericanos.

Casper van den Dungen, director general de Signode Industrial Group y presidente del grupo de trabajo PET dentro de Plastics Recyclers Europe (PRE), fue uno de los profesionales del sector que habló en este foro.

El dijo que la tasa europea de reciclaje de PET del 57 por ciento es demasiado baja. Van den Dungen dijo que las condiciones actuales del mercado, en las que muchos recicladores de PET operan a menos de su capacidad, deben cambiar para asegurar la rentabilidad. Sugirió que se necesitarían dos métodos para alcanzar nuevos y mayores objetivos de reciclaje. En primer lugar, sólo el 20 por ciento del PET recolectado en Europa es a través de esquemas de redención, y debido a la alta calidad de este tipo de chatarra plástica, "necesitamos un aumento radical en las recolecciones de depósitos". 

El también sostuvo que se necesita un esfuerzo sustancial para aumentar la recuperación de bandejas de PET. Paolo Glerean, director de ventas de Aliplast y miembro de la junta directiva de PRE, estuvo de acuerdo con la última recomendación de van den Dungen. Los recuperadores de PET en toda Europa están viendo un aumento en el volumen de PET termoformado, a menudo hasta el 25 por ciento de las pacas de PET mezclado. Glerean señaló las numerosas barreras para aumentar el reciclado de PET termoformado, incluyendo los diversos tipos de tal embalaje, tales como bandejas solo de PET, PET de media barrera a gas y PET de alta barrera a gas.

Sin embargo, señaló que numerosos recuperadores europeos de PET están activamente involucrados en la expansión de la recuperación de termoformados, con proyectos de accionistas actualmente en curso en Bélgica, Francia, Italia y Reino Unido. Una encuesta realizada por A PRE de 17 recuperadores en nueve países encontró una serie de obstáculos técnicos en la manipulación de los termoformados, siendo la principal una pérdida de rendimiento mayor a la deseada. Para hacer crecer este mercado, Glerean dijo que "necesitamos la estandarización de [empaques] y el diseño para el reciclaje" por los fabricantes de envases termoformados.

Un tercer cambio sustancial en el mercado del PET es una tendencia que también afecta al reciclado del PEAD: los fabricantes europeos y los propietarios de marcas de embalaje, especialmente en Francia, están sustituyendo el PEAD por el PET en algunas aplicaciones. En términos de embalaje de productos para el hogar y el cuidado personal, esta tendencia es para razones estéticas (es ligero y brillante) y de costo, con el PET ahora siendo más barato que el PEAD.

Los envasadores europeos de leche también se están moviendo hacia el PET. Para los recuperadores de PET, el cambio a envases opacos de leche plantea importantes problemas de procesamiento y comercialización de resinas. Aunque es bueno desde la perspectiva del consumidor, dijo Olivier Vilcot, vicepresidente de SRP, "este empaque utiliza pigmentos y no hay un canal de reciclaje claro".

Un grupo de trabajo de partes interesadas ha recomendado a los envasadores optimizar los opacificantes utilizados en este producto, que las instalaciones de recuperación de materiales aumenten su capacidad de clasificación y que los propietarios de marcas detengan la introducción de recipientes opacos PET adicionales de leche por un período de dos años para permitir que el sistema de recuperación madure.

El reemplazo del PEAD por el PET ha provocado ruidos en la industria europea del reciclaje de PEAD. Un estudio francés, por ejemplo, predice que el embalaje de PEAD disminuirán en ese país desde 170.000 TM por año a 100.000 TM en el período desde ahora hasta 2020, señaló Christine Leveque, directora de desarrollo de reciclaje de Suez, la enorme empresa de gestión de residuos. Esto puede ser preocupante porque, como ella dijo, "no hay demanda para PET reciclado opaco".

Jerry Powell
Plastic Recycling Update
April 5, 2017

21 de marzo de 2017

Las tuberías plásticas para irrigación por goteo

El desarrollo comercial del riego por goteo se basa en el uso de materiales plásticos. Los goteros, tuberías y la mayoría de los otros componentes del sistema de goteo están hechos de materiales plásticos.

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.

(3)


El 10 % de capa interna y el 10 % de capa externa de la tubería aun usaran materia prima virgen de manera que las superficies externa e interna tocando e integrando el gotero de material de primera calidad mantendrán el desempeño e integridad del gotero. Se pueden añadir diferentes líneas de colores en la tubería a solicitud


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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


Cuando las tuberías de PVC se instalan en suelo pesado o pedregoso, se recomienda rellenar la zanja con arena para evitar daños a la pared de la tubería causada por la hinchazón del suelo y la presión de la piedra.

Diámetro interno y Espesor de pared de las Tuberías de PVC


Mangueras de colocación plana (1)
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

23 de diciembre de 2016

Los precios de las resinas terminan el 2016 con un gemido


Los precios de la resina de productos básicos de América del Norte se debilitaron a medida que el 2016 llegaba a su fin, y los precios de varios materiales cayeron en noviembre.

Las reducciones de precio para polietileno, polipropileno, poliestireno sólido y PVC suspensión se vincularon a los cambios en la demanda y los costos de la materia prima. Los precios bajaron incluso cuando los precios regionales del petróleo subieron de $ 47/barril a principios de noviembre a $ 51 a finales de mes. Los precios del petróleo suelen afectar a las resinas de productos básicos en un nivel macro.
Una caída de 3 centésimas en todos los grados de alta, baja y lineal baja densidad de PE estuvo vinculada a precios más bajos de la materia prima de etileno. La caída se produce después de que los precios estuvieron bajos en octubre y en cinco de los últimos seis meses en general.

El único cambio en ese período de seis meses ocurrió cuando los precios subieron un promedio de $ 5 centavos/lb en septiembre. Fuentes atribuyeron ese movimiento a una corrección del inventario conectada a varios mantenimientos generales y a paradas no planificadas.

El crecimiento de la demanda de PE en EUA/Canadá fue mixto en los primeros 10 meses de 2016, según el Consejo Estadounidense de Química (ACC, en inglés). Las ventas regionales de PEAD subieron casi un 2 por ciento, mientras que las ventas de PEBDL cayeron un 0,5 por ciento y las de PEBD disminuyeron casi un 3 por ciento.

Hasta octubre, el mercado de mayor crecimiento interno para PEAD era botellas de productos químicos domésticos moldeados por soplado, donde las ventas subieron casi un 9 por ciento a poco más de 1,000 millones de libras. Para el PEBD, la película de embalaje no alimenticio lideró el camino en ese período de 10 meses, creciendo casi 5 por ciento a más de 590 millones de libras.

Los principales mercados de crecimiento doméstico para el PEBDL durante los 10 meses fueron la película de envasado de alimentos, un aumento del 3 por ciento a casi 1.600 millones de libras, y la película encogible/estirable, también un 3 por ciento a casi 1.400 millones de libras.

Los precios regionales de los PP tuvieron la mayor caída en noviembre, disminuyendo en un promedio de 6 centavos por libra. Los precios del material se estabilizaron a la baja por segundo mes consecutivo después de caer $ 1,5 centavos por libra en octubre. Los precios siguen cayendo a medida que aumentan los inventarios del monómero de propileno, dijeron las fuentes.

Antes de estos dos descensos de precios, los precios regionales del PP habían subido un total de 9,5 centavos por libra en agosto-septiembre, a medida que los inventarios se redujeron.

Esposito
Las ventas norteamericanas del PP fueron esencialmente planas en los primeros 10 meses de 2016, según ACC. El principal mercado de crecimiento del mercado en esos 10 meses fue la lámina, donde las ventas se expandieron casi un 4 por ciento a casi 1.500 millones de libras.

Los fabricantes de PVC en noviembre, esencialmente, devolvieron un aumento de 2 centavos que habían ganado en octubre. Al igual que en PE, los precios más bajos de etileno jugaron un papel. Antes de ese aumento de octubre, los precios habían estado planos durante cuatro meses consecutivos.

Hasta octubre, las ventas de PVC de EUA/Canadá aumentaron más del 5 por ciento, de acuerdo con ACC. El principal segmento de tubos rígidos y tuberías de PVC fue su mayor mercado de crecimiento interno durante los 10 meses, aumentando casi un 7 por ciento a más de 4 mil millones de libras.

El descenso de 2 centavos en PS para noviembre se produce después de que los precios estuvieron planos en octubre. Los precios habían subido un total de 5 centavos en agosto-septiembre. Los precios regionales de benceno, que se utiliza para producir monómero de estireno, bajaron casi un 4 por ciento en noviembre, luego de caer casi un 8 por ciento en octubre. Los problemas de producción a corto plazo para PS en octubre habían impedido que los precios siguieran al benceno.

Las ventas norteamericanas de PS a octubre bajaron casi un 1 por ciento en comparación con el mismo período en 2015, según el ACC. El crecimiento interno de la demanda de PS fue impulsado por el envasado de alimentos y el servicio de alimentos - su mas grande mercado final - donde las ventas de 10 meses aumentaron casi un 1 por ciento a más de 2.300 millones de libras.

Los precios regionales de la resina de botellas PET subieron un promedio de 1 centavo por libra otra vez en noviembre, igualando incrementos similares en septiembre y octubre. Los precios más altos de la materia prima jugaron un papel en el aumento, al igual que la recuperación del mercado de las interrupciones de la oferta causadas por el huracán Matthew. DAK Americas LLC, fabricante de PET, tuvo una producción limitada durante la mayor parte de octubre en sus plantas en Fayetteville, N.C .; y Columbia y Charleston, S.C.

Las variaciones netas de los precios para el período de 2016 a noviembre muestran que los precios de PVC en América del Norte suben un promedio de 7 centavos por libra, todos los grados de PE suben 6 centavos por libra y el PS sube 4 centavos por libra. Los precios regionales de PP a través de noviembre han ido en la otra dirección, deslizándose por un neto de 4 centavos por libra. En el año, los precios de PET en la región ahora están arriba de un neto de 3 centavos por libra.

Frank Esposito
Plastic News
22 Diciembre 2016

12 de diciembre de 2016

Los precios estadounidenses de exportacion de PE caen $ 2 ctvs/lb en todas partes

HOUSTON (ICIS) - Los precios domésticos de polietileno (PE) de EUA para la exportación bajaron en todas partes $ 2 ctvs/lb durante una semana ligera de comercio, dijeron fuentes el viernes. La bajada se produjo cuando los precios de los contratos para noviembre cayeron en $ 3 ctvs/lb.

El precio oportunístico FOB (libre a bordo) para exportación de la resina de baja densidad (PEBD) embolsada de EUA para película, cayó a $ 54-56 ctvs/lb.

El precio oportunístico FOB de EUA de baja densidad lineal (PEBDL) butano C4 embolsado para la exportación cayó a $ 49-51 ctvs/lb.

El precio oportunístico FOB exportación embolsado de alta densidad (PEAD) de EUA de moldeo por soplado y para moldeo por inyección bajó a $ 44-46 ctvs/lb.

El precio FOB exportación de EUA embolsado de PEAD de alto peso molecular (HMW) bimodal grado inyección, cayó a $ 45-47 ctvs/lb.

Lane Kelley
ICIS News
02 Diciembre 2016

6 de septiembre de 2013

Grandes tubos: oportunidades y desafíos

En los últimos tiempos el diámetro y el espesor de los tubos de plástico han crecido constantemente, tanto en PVC como en polietileno. Con cada paso en el tamaño se ha conquistado un nuevo segmento de aplicaciones y de mercados, como por ejemplo el marino, el del agua potable o la minería. Pero también es cierto que cada uno de esos pasos ha debido responder a nuevas oportunidades, especialmente en tubos macizos, tema principal de este artículo. Retos que tienen que ver con el tamaño de la máquina y el rendimiento de la extrusora. Se han logrado avances increíbles en la extrusión de PE. Fabricar tubos de grandes dimensiones exige contar con líneas de gran longitud, que obligan a inversiones importantes. Los parámetros clave para controlar el consumo de material son el espesor y la ovalidad, mientras que las deformaciones son el reto más importante.
Interempresas - Plástico
29 Julio 2013

Las tuberías de termoplástico son un éxito en todo el mundo. Si no son todavía líderes en un mercado, presentan el mayor crecimiento, principalmente porque permiten el mejor diseño par las diferentes aplicaciones en sectores como el del agua, gas, aguas residuales, instalaciones domésticas, conducciones de agua o muchas otras. Hoy en día, especialmente teniendo en cuenta la recesión económica, se buscan aplicaciones que tengan un buen potencial de crecimiento.

En el sector de la minería, por ejemplo, se utilizan los tubos para conducir el lodo, en la industria del gas se requieren cada vez más para transportar el agua tratada y la industria de aguas residuales, otra de las de mayor interés, sigue utilizando tubos de hormigón en algunas zonas del mundo. Algunos países han mostrado durante años un incremento de la cuota de mercado de los tubos de plástico hasta llegar al 90%, sin contar con la actividad de reposición de tubos deteriorados. La demanda de sistemas ecológicos y las exigencias de higiene en los sistemas para aguas residuales proporciona hoy en día aún más oportunidades para los sistemas de tubos de plástico flexibles. 

La definición de tubos grandes depende mucho de la aplicación a la que se destinen. Se habla de tubos que generalmente tienen un diámetro de 500 ó 630 mm, sin límite superior. Los proyectos actuales piensan en utilizar tubos de 3 m de diámetro o más. Sus principales aplicaciones son tuberías municipales bajo tierra para suministro y desagüe de aguas. Así, se suele hacer otro tipo de distinción entre dos tipos de grandes tubos de plástico: tubos de presión o tubos sin presión. 

Los tubos bajo presión, que se utilizan principalmente para agua potable y gas, se dimensionan para soportar la presión interna necesaria del elemento que transportan. En estas aplicaciones se están utilizando tubos de pared maciza. El factor decisivo para establecer el espesor de la pared es el índice de la presión. Las cargas exteriores resultantes de su instalación bajo tierra juegan un papel irrelevante.

Los tubos sin presión son los que se utilizan normalmente para aguas residuales. Están instalados bajo tierra y las cargas exteriores de la tierra son la carga más importante que padecen. En esta aplicación es muy importante la robustez del aro, para que soporten la carga. Por este motivo, además de los tubos de paredes macizas, interesan especialmente los tubos con paredes estructuradas. Dependiendo de las exigencias y de los diseños diferentes, la cantidad de material necesitado puede incluso reducirse a la mitad utilizando espesores de pared más delgados y diseños estructurados.

Hay otro tipo de tubos, cuyo mejor ejemplo son los grandes tubos de entrada y salida en lagos, en los que las paredes son habitualmente macizas a pesar de que no hay una presión constante desde el interior. Esto es así debido a las grandes deformaciones del tubo durante su uso, especialmente si están instalados sobre el fondo. Cuando se utilizan sistemas perfilados para responder a estos requerimientos, el beneficio económico se minimiza.

Puede destacarse en este tipo de aplicaciones un ejemplo que representó en 2007 el tubo con mayor espesor existente: se trataba de un tubo de 1.200 mm de PE PN 16, SDR 11 con espesor de 109,1 mm. Los tubos están instalados en el Bósforo donde se encuentran dos líneas, cada una de ellas de 1,8 km de longitud. Transportan 300.000 m3 de agua al día.

Técnicas de producción alternativas para grandes tubos
La tecnología de enrollamiento en espiral es hoy en día el único método de producción para tubos de termoplásticos por encima de 2,5 m. El método consiste en enrollar perfiles alrededor de cuerpos de conformado con el diámetro de tubo necesario. Para lograr los espesores de pared deseados se colocan diversas capas de perfiles y se sueldan. El material más habitual para este tipo de tubos es el PE, aunque el PP está ganando últimamente en importancia (fig. 1).

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Figura 1a: Línea de extrusión de battenfeld-cincinnati para tubo de HDPE de 2.000 mm Foto: Union Pipe Industry, Abu Dhabi.

Otro sistema de producción para tubos de grandes dimensiones es la extrusión de tubo corrugado. Dado que la masa fundida para formar la forma exterior debe ser conducida al corrugador, con frecuencia se producen canales de flujo largos y estrechos en la boquilla del cabezal. Es habitual que esto genere presiones de la masa fundida superiores a las recomendadas para una extrusión suave y cuidadosa del tubo.

La producción de cada uno de los diámetros en la extrusión de tubo corrugado requiere su propio set de hileras de conformado. Por otro lado, este aumento en los costes de inversión se compensa por la elevada capacidad de producción de la máquina. Los tubos corrugados de doble capa convencen especialmente cuando se necesitan tubos de gran longitud. Los materiales preferidos son los copolímeros de bloque de PP, PE-AD y PVC. 

Las ventajas de los tubos corrugados frente a los tubos de paredes macizas residen en su bajo peso. Su robustez se consigue mediante la estructura de la pared. Debido al menor pero por metro, a idéntico rendimiento de la extrusora, se pueden producir más metros de tubo en el miso tiempo que cuando se recurre a la extrusión de tubos de paredes macizas. Además, el costo de material por metro de tubo se reduce. Según la aplicación, se pueden producir diversos perfiles de pared y de espesor de pared.

Competitividad y materiales convencionales
En la actualidad los materiales convencionales todavía dominan el mercado de los grandes tubos para redes municipales. En la gama de tubos para conducir agua potable los tubos de hierro fundido dúctil suelen tener una cuota de mercado de más del 50%. En este tipo de tubos, los de diámetros de 300 ó 400 mm ya se clasifican como grandes tubos. En tubos para aguas residuales, la situación es todavía más acentuada. Los tubos de hormigón y de hormigón reforzado dominan el mercado en todo el mundo con una cuota más cercana al 80% que al 50%. 

Esto también está condicionado por lo que se entiende por tubos de grandes dimensiones. Normalmente, un diámetro nominal de 500 se considera el límite, pero también se recurre a diámetros nominales de 800 como transición a tubo accesibles. Esto es así principalmente por el conservadurismo de los planificadores y usuarios. Especialmente en el área del suministro, tras décadas de éxito de los tubos de plástico de menor diámetro nominal en los municipios, no se ha logrado su aplicación en los sistemas de suministro regionales. En este sector entran en juego diferentes partes (planificadores, operadores…) y cada una de ellas trabaja en función de su experiencia. 

En el caso de las tuberías de plástico, la disponibilidad de gamas completas de fittings y accesorios está generalmente limitada a un diámetro nominal máximo de 600 mm. Por supuesto, también el precio de los tubos juega un papel principal. La cantidad de materia prima necesaria para tubos grandes afecta a la competitividad. Los beneficios en lo relativo a la duración (no tienen corrosión), el transporte y la instalación (menor peso, técnicas de conexión y otras ventajas) se interpretan con frecuencia de forma errónea e incluso se ignoran cuando se comparan precios y se calcula la rentabilidad.

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Figura 1b: Línea de extrusión de battenfeld-cincinnati para tubo de HDPE de 2.000 mm Foto: Union Pipe Industry, Abu Dhabi.

Materiales importantes para tubos grandes
Si se compara la situación de los tubos grandes en Europa y en Estados Unidos, es evidente que las propiedades específicas de los materiales juegan un papel menor.

Tubos para suministro de agua:
en EE UU es un sector dominado por el PVC, con una cuota de mercado aproximada del 90%
en Europa lo domina el PE-AD, con una cuota en torno al 80%.

Tubos para desagües: 
Aquí las diferencias no son tan claras debido a la atención que se le presta a la robustez del aro resultante de la geometría del tubo. Tradicionalmente el líder ha sido el PVC, principalmente por su robustez. Según vaya aumentando la presencia de tuberías perfiladas, se producirá un aumento claro del PE y el PP. Una tendencia similar se puede observar en todo el mundo, aunque en plazos diferentes. Sería un error concluir, de una comparación entre redes de suministro y de desagües, por ejemplo en EE UU, que el PE tiene una cuota de mercado baja. En drenajes y aplicaciones de drenaje de autopistas, en EE UU hay una preponderancia clara del PE, mientras en Europa los desarrollos en esta área de los diferentes países son muy diferentes. Esta diferencia entre los diversos países muestra que existen otro tipo de razones para la penetración en el mercado de determinados materiales:
  • Tradición, experiencia práctica en la construcción de tuberías del país (tamaño y estructura de la red, tipo de suelo)
  • Desarrollo del mercado de los tubos de plástico en los primeros años, compitiendo con otros materiales
  • Impacto de los suministradores locales de materiales y tubos
  • Durante los últimos años, las consideraciones medioambientales han sido un factor decisivo en el uso de ciertos materiales
  • El debate medioambiental en Europa sobre el uso del PVC ha tenido sus consecuencias en este mercado.
  • Tubos de PVC: desarrollo histórico
Norteamérica es un mercado muy fuerte en el sector de tubos de PVC. El desarrollo de tamaños en este mercado puede servir de referencia y ejemplo. En 1955 se instaló el primer tubo de PVC en EE UU para la conducción de agua. En 1960 se publicó la versión original de la especificación estándar para tubos de PVC ASTM D1785 en los programas 40, 80 y 120. Inicialmente el rango de diámetros iba tan solo 8" o 200 mm. D1785 todavía se utiliza y se ha ampliado para cubrir tamaños hasta 36" o 914,4 mm.

En 1964 se publicó la publicación inicial de la especificación estándar ASTM D2241 para tubos de presión (serie SDR). De nuevo, inicialmente sólo cubría tubos de 8" o 10", pero ahora llega hasta las 36". En 1975, el consejo de directores de AWWA aprobó la primera edición de AWWA C900, el estándar AWWA para tubos de presión de PVC de 4" a 12" para agua. Se trata del tubo de seguridad que está creciendo rápidamente.

En 1988 se produce la aprobación inicial y la publicación de AWWA C905, el estándar AWWA para tubos de PVC de conducción de agua con diámetros nominales de 14 a 36 pulgadas. En 1997, el rango de tamaños de C905 aumentó hasta 48 pulgadas a 1219 mm. El C905 de 54" no ha sido fabricado pero es posible la introducción del tubo 54" y probablemente 60" (1.524 mm).

En Europa, el primer tubo de PVC de 1.200 mm se produjo en 1980. En todos los tubos de presión la tendencia ha sido la de aumentar el espesor de las paredes tanto en el mercado de Estados Unidos como en Canadá. DR 18 era habitual excepto en tamaños por debajo de 14". Ahora se está haciendo en 24". DR14 es ahora habitual en 16".

Tecnología de extrusión de PVC para tubos macizos
Algunos fabricantes de tubo de 48” todavía están utilizando calibradores a presión. Productos más nuevos están utilizando el vacío y la tendencia es la calibración por vacío, principalmente por razones de seguridad, pero también por tener un buen proceso de arrancada y menos desperdicios, lo cual se logra con una línea de calibrado por vacío.

Tecnologías de extrusoras para PVC
La producción de grandes tubos de PVC está impulsando el desarrollo de grandes extrusoras dobles. Debido a las altas producciones requeridas solo se están utilizando en la actualidad extrusoras paralelas. El rendimiento de una extrusora con un diámetro de husillo determinado depende de tres factores clave: el par instalado del husillo, la velocidad máxima del husillo y la energía específica utilizada por la combinación material/husillo. 

La experiencia práctica a lo largo de los años ha demostrado que no se deberían sobrepasar algunas velocidades de husillo y periféricas en el diseño del husillo. El rendimiento de una extrusora doble con un diámetro de husillo dado no puede ser aumentado mediante el incremento de la velocidad del husillo. Ese plus en el rendimiento debe producirse por un aumento en el rendimiento específico. Con un diámetro de husillo dado, el rendimiento específico solo se puede aumentar, incrementando el par del husillo o reduciendo la energía específica consumida. 

Al principio de la extrusión de PVC mediante extrusión doble, las extrusoras se diseñaban para pares de husillo comparativamente bajos. Con la mejora de los motores y la tecnología de los cojinetes se pudo aumentar el par del husillo. Mientras entre 1960 y 1990 el aumento del par del husillo fue más o menos lineal, su incremento fue espectacular en la década de los 90. Una de estas tecnologías innovadoras en la caja de engranajes es la llamada tecnología de 4 árboles, un sistema que proporciona menos carga sobre los engranajes individuales en comparación con el sistema tradicional de 3 árboles. Basándose en la posibilidad de aumentar el par del husillo, las unidades de procesado se han ido alargando durante los últimos años. Las primeras extrusoras dobles tenían unidades de procesado de 8D. Hoy en día el ratio L/D más habitual para la extrusión de tubo está entre 28 y 36.

Dado que crecen en el mercado los tamaños más grandes con paredes más gruesas, ha aumentado la demanda de extrusoras de más capacidad de producción. Las extrusoras dobles de 168 mm alcanzan los 2.500 kg/h. Otras soluciones pasan por recurrir a más de una extrusora y un bloque de coextrusión para sumar la capacidad de dos extrusoras medianas (por ejemplo, extrusoras de 2.135 mm). En el futuro podríamos ver capacidades de extrusión de más de 4000 kg/h en grandes líneas de PVC.

Tecnologías de cabezales para tubos
Para la producción de tubos de PVC compactos se utilizan cabezales de tipo araña. Son los que mejor responden a las exigencias de la extrusión de PVC. El flujo circular de la masa fundida suministrado por la extrusora se transforma en un flujo con forma anular mediante el mandril araña. La masa fundida se separa en el torpedo araña en diferentes flujos y fluye alrededor de las patas de la “araña”. En la sección convergente próxima, los diferentes flujos se unen y a continuación se encuentran sets de la hilera cambiables con canales paralelos.

Los cabezales para tubos simples tipo araña son los más usados en la extrusión de PVC. Normalmente aportan una buena distribución del fundido y lo distribuyen independientemente de las condiciones de producción. Proporcionan el mejor ratio de coste / prestaciones en los diámetros y en espesores de pared pequeños y en rendimientos medios. El sistema de doble araña da el mejor rendimiento en tubos grandes de PVC con rendimientos elevados.

Estos cabezales de doble araña están hechos de forma que no se producen marcas de flujo por toda la pared del tubo. Esto es una ventaja especialmente en la extrusión de grandes tubos. Además, estos cabezales de doble araña tienen canales de flujo más cortos y secciones más grandes en comparación con la versión de araña sencilla, lo cual reduce la creación de presión en la masa fundida en el cabezal. Otras ventajas son la menor necesidad de material de purga, menores tiempos de residencia, menores tamaños del cabezal y la hilera y menos peso.

Tubos de poliolefinas: desarrollo histórico del uso de tubos
Cada vez más se están fabricando tubos de gran diámetro como tubos lisos. Los diámetros máximos han crecido constantemente durante los últimos años. Si el pasado siglo el mayor diámetro en todo el mundo durante mucho tiempo fue de 1.200 mm, el tamaño 1.600 mm le adelantó en el año 2000 con la entrega de la primera línea de nuestra fábrica en Viena. En este siglo, el primer tubo de 2.000 mm se produjo en 2004 y la siguiente se línea se entregó por parte de la fábrica de Bad Oeynhausen a finales de 2006. Con un récord de 2.500 kg/h se instaló una línea de 2.000 mm en 2011. También fue en 2011 cuando se hicieron posibles los primeros tubos de 2.500 mm. Estos tubos de gran diámetro requieren rendimientos de la extrusora extremadamente elevados.

Las extrusoras de PO alcanzan nuevos niveles de rendimiento
A lo largo de los últimos 50 años el rendimiento de las extrusoras monohusillo se ha incrementado notablemente. Como ejemplo, el husillo de tamaño 90 mm ha visto aumentar su capacidad de producción en 18 veces. En 1960, una extrusora de 90 mm se fabricó con un husillo de 20 L/D para lograr una capacidad de 100 kg/h. Al final del pasado siglo, el ratio L/D llegó hasta 30, mientras la capacidad de producción aumentó en 6 veces hasta los 600 kg/h. Con el desarrollo de las extrusoras de 36, 37 y ahora 40 L/D, el incremento de la capacidad siguió creciendo (fig. 2).
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Figura 2: Desarrollo de extrusoras monohusillo de 90 mm.

Hoy en día una extrusora de 90 mm y 40 L/D produce 1.800 kg/h de masa fundida de alta calidad y baja temperatura de fundido. Con un rendimiento de 1.300 kg/h con Borealis BorSafe HE 3490 LS se midió una temperatura de la masa fundida de 206 °C (fig. 3).
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Figura 3: SolEX 90 40L/D; curva de producción lineal y baja temperatura de fundido.

La máquina más potente para la extrusión de tubos en el mercado es ahora mismo una extrusora 120-40 L/D con capacidad para 2.200 kg/h.

El enfriamiento interno del tubo reinventa la extrusión de tubos de PE
Mientras los rendimientos y los espesores de las paredes de los tubos de PE aumentan, también crece la longitud de enfriamiento. La longitud de las líneas está ya cerca de los 100 m e incluso por encima, condicionando así muchas fábricas. 

Para afrontar este reto battenfeld-cincinnati fue pionera en la tecnología de tubos con enfriamiento interno por aire. La idea del enfriamiento interno de los tubos y los perfiles ya se había discutido anteriormente en el siglo pasado, pero no se produjo su industrialización. La primera solución industrializada y disponible en el mercado se presentó al público en unas jornadas de puertas abiertas en Viena, el 19 de septiembre de 2008. 

Desde entonces se han instalado 13 líneas con esta tecnología en todo el mundo. En este concepto, el cabezal del tubo debe tener un paso para el aire en su cuerpo. Junto a la salida del paso de aire hay un conducto que lleva a una unidad de soplado. El soplador empuja el aire a lo largo del tupo y el cabezal del tubo en contra de la dirección de la extrusión. El aire ambiental entra en el tubo en la zona de la sierra o del arrastre. 

El corte debe realizarse mediante una sierra sin viruta para evitar que los trozos de plástico contaminen el interior del tubo, el cabezal o el soplador. Mientras va pasando por el tubo, el aire aumenta su temperatura, mientras que, contra la dirección de la extrusión, la temperatura de la pared del tubo aumenta también, proporcionando la temperatura necesaria entre la pared de plástico y el aire de enfriamiento. Con este concepto se ha probado que se puede reducir la longitud de enfriamiento entre un 30 y un 40% o se puede incrementar el rendimiento en 2/3. Esta nueva tecnología está demostrando que es muy económica dado que reduce la necesidad de espacio construido y que la eficiencia de la línea es mayor. Por ello, otros fabricantes de maquinaria de extrusión también están introduciendo esta tecnología.
Las innovaciones en la refrigeración del cabezal evitan la deformación
El enfriamiento interno del tubo no es una solución para la deformación del mismo. Este efecto empieza a afectar a la tolerancia del espesor de pared con espesores a partir de 40 mm. El material se desliza hacia abajo en las paredes del tubo por gravedad. Este efecto se produce por la viscosidad cero del material y la temperatura de la masa fundida cuando sale de la hilera. Con paredes mayores la temperatura se mantiene a niveles más altos durante un periodo más largo lo cual supone otro reto más. Aunque las propiedades del material juegan un papel fundamental en la deformación del tubo, el equipo de extrusión puede aliviar el efecto con las siguientes medidas:
  • Baja temperatura de la masa fundida al salir de la extrusora
  • Evitar calentar la masa fundida en el cabezal
  • Enfriar el cabezal del tubo
Lo más crítico es la temperatura de la masa fundida en la extrusora. Lo habitual es que cuando se incrementa la velocidad del husillo, la temperatura ascienda. Una extrusora óptima limita este efecto cuando la velocidad del husillo se aumenta de forma completamente lineal.

Como se ve en la figura 3, la extrusora solEX 90 responde perfectamente a este pre-requisito técnico. Con altos rendimientos, los distribuidores en espiral tienden a aumentar la temperatura del fundido con la cizalla en el material, ya que el sistema de distribución actúa en el flujo del material en la dirección de la extrusión. 

Este reto se puede resolver de dos formas. Una de ellas es el uso de más de una espiral para reducir las relaciones de flujo y de cizalla por distribuidor. Este es el principio del sistema 'KryoS' presentado en 2008. En la aplicación patentada tres distribuidores en espiral están apilados entre sí. Un factor clave es que las tres capas de material de, por ejemplo, tres distribuidores en espiral, están enfriadas por ambos lados ya en el cabezal del tubo.
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Figura 4: Aplicación patentada 'helix KryoS'.

Con este principio la temperatura del fundido en la salida de la hilera se pudo reducir de 210 (temperatura a la salida de la extrusora) a 170°C. Con esta tecnología se puede reducir la deformación.

La otra forma de responder al reto es una combinación de una espiral con grandes huecos para reducir la cizalla con un sistema de distribución basado en una placa difusora de contraflujo, el sistema probado 'VSI'. Combinado con el aire del enfriamiento interno del tubo, estos cabezales pueden ser enfriados internamente por el aire absorbido a través del cabezal del tubo. La figura 5 muestra cómo ese flujo de aire en el cabezal 'helix VSI-T' puede ser ajustado en el cabezal y cómo funciona el principio de enfriamiento por aire. Al final la temperatura del fundido no aumenta sino que se reduce al salir de la hilera.

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Figura 5: Efecto del enfriamiento por aire en el cabezal 'helix VSI-T'.

Extrusión de PO para tubos macizos
Los tubos de PE de 1600 mm han sido el estándar máximo de la industria durante mucho tiempo. Solo en los primeros años de este siglo se dio el paso a los 2.000 mm. En una aplicación en la que se extruyen tubos de hasta 2.000 mm en el océano el reto era el arrastre que pudiera tirar y sostener el tubo. Durante la puesta en marcha se necesita la función normal de estirado, mientras que en producciones largas con tramos de tubo por encima de 500 m de longitud, el arrastre debe sostener el tubo para evitar un movimiento demasiado rápido del tubo hacia el mar.

En 2011 se realizó el primer tubo de 2.500 mm con las mismas condiciones de producción, extruyendo hacia el océano. Esta línea de pared sencilla se basa en la extrusora más potente de PO del mercado, que puede alcanzar un rendimiento de 2.200 kg/h de PE. El cabezal helix VSI se basa en la experiencia de la tecnología de 2.000, aunque las paredes que se producen son mucho mayores. También esta línea tiene un arrastre muy especial que no solo ralentiza el tubo sino que además hace posible el mantenimiento de la máquina durante la producción con un acceso especial y un engranaje de seguridad

Ahora existe una línea produciendo tubos de 2.500 con paredes más gruesas y con tecnología de enfriamiento interno del tubo. Las paredes, por encima de los 100 mm están pensadas para tubos de presión para agua, con capacidades todavía desconocidas. Cuanto mayores los diámetros y las paredes, más pesan los tubos y más material se almacena en el inicio de un tubo. El reto es llevar el tubo a tolerancias lo antes posible. 

El reciclado de los tubos de inicio es voluminoso, con diámetros por encima de los 2 m y paredes de más de 100 mm. El valor de una material en una línea como esa puede fácilmente superar los 300.000 euros. La forma de optimizar la producción y de reducir la necesidad de mano de obra es una tecnología de cabrestante que permite la producción inmediata de tubo. Esto requiere una velocidad del cable del cabrestante controlada y una sincronización total con la línea de extrusión

Tecnología de coextrusión de PO para tubos macizos
También en la coextrusión están aumentando los tamaños de los tubos, aunque no tan rápidamente como en el caso de los tubos mono material. Uno de los tubos multicapa más grandes actualmente alcanza los 800 mm. Una aplicación posible es la de un tubo de color natural con una fina capa exterior negra de más de 1 mm para protección UV. El reto aquí es el control preciso del espesor de las paredes. Tanto la capa principal como la exterior se equiparon con el sistema de distribución en espiral de dos pasos VSI y el de placa difusora. El espesor de la capa exterior tiene una tolerancia excelente de 0,15 mm. Ya se ha entregado también un concepto de cabezal idéntico para 1.200 mm.

Un tubo de tres capas para minería con grandes espesores de pared ha utilizado el sistema de enfriamiento del cabezal helix KryoS con tres distribuidores en espiral concéntricos y refrigerados. El reto aquí era la deformación. Con paredes de 100 mm o más el efecto de la deformación es extremo. Sin enfriamiento, las diferencias en la pared eran inaceptables. Solo la tecnología del enfriamiento del cabezal puede reducir la temperatura del material y con ella el efecto de la deformación de tal forma que las diferencias de la pared se reconducen a valores válidos. Dado que el cabezal tiene tres distribuidores refrigerados y alimentados individualmente, se puede hacer hoy en día un tubo de tres capas con paredes de 100 mm.
Resumen
El tamaño de los tubos de plásticos seguirá creciendo en la medida en que nosotros, la industria de los tubos de plástico, sigamos buscando nuevas áreas de aplicación. Se requiere una colaboración estrecha entre los fabricantes de tubos, los de las máquinas y los productores de materiales para responder a los nuevos retos asociados a los próximos pasos a dar. Desde luego, se observan importantes oportunidades de crecimiento en el campo de los tubos de grandes dimensiones.