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.

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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

El albergue compuesto de Safehut se puede armar en 10 minutos

Los albergues compuestos reutilizables, plegables de SAFEHUT LLC,  se fabrican a partir de paneles de plástico reforzado con fibra (FRP) a base de resina AOC.

El SAFEHUT ha sido diseñado para múltiples usos.

Los paneles compuestos de techo, piso y paredes del SAFEHUT, se fabrican mediante el proceso de infusión de resina de Altek ® R961-IPF-40 resina y el recubrimiento gel Vibrin ® G370LV de AOC. El refuerzo es una combinación de vidrio tradicional E tejido y un material de refuerzo específico para la perfusión .

 

Los paneles tienen un alma de de espuma de baja densidad de PET (tereftalato de polietileno) y las costillas y vigas moldeadas mejoran la rigidez y reducen el peso de los paneles.

"Las propiedades de la resina que son importantes son la baja viscosidad para permitir un buen flujo a través de paneles de gran tamaño, así como una mínima contracción durante el curado", dice Jeff Worden, director de operaciones de SAFEHUT, Sanford, Florida, EE.UU..

El recubrimiento gel superficial de Vibrin hace la limpieza rápida y fácil.

"En el recubrimiento gel, necesitamos un material que se rocía suavemente y de manera uniforme y tiene buenas propiedades resistentes a la intemperie ."

El SAFEHUT está diseñado para durar hasta 30 años con un mantenimiento adecuado.
"Tres personas pueden armar una unidad individual SAFEHUT en menos de 10 minutos, utilizando un sistema manual de pequeña grúa o carretilla elevadora," informa Worden.
Las paredes y los pisos están pre-cableados para la electricidad, y las unidades se pueden configurar para incluir características de fontanería que están conectados al suministro de agua y alcantarillado / drenaje séptico.
Una sola unidad SAFEHUT tiene 8' de ancho por 20' de largo por 8' de altura (2,4 m por 6,1 m por 2,4 m) y pesa alrededor de 2.200 libras (998 kg), dependiendo de la configuración. El diseño modular permite que se conecten múltiples unidades  en una variedad de configuraciones.

Numerosas aplicaciones
Con versatilidad en la configuración interior también  el sistema SAFEHUT es ideal para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:

• un albergue de emergencia o el puesto de comando para bomberos y  trabajadores de socorro en desastres;
• un albergue semi-permanente para las familias desplazadas por desastres naturales o guerra;
• un albergue táctico o estación médica para el personal militar, y
• oficinas en sitios de construccion o una unidad de almacenamiento seguro.

Los cálculos de viento y carga de Vectorworks Naval Engineering LLC, Titusville, Florida, llegaron a la conclusión de que las paredes compuestas de SAFEHUT están diseñadas para soportar:

• Vientos de 155 millas (250 km) por hora;
• Carga de nieve en el techo de 75 lb/ft2 (3,6 kPa);
• Carga viva en el piso de 75 lb/ft2 (3,6 kPa), y
• Carga sísmica de aceleración lateral de 1,15G.

El SAFEHUT plegable es fácil de transportar e instalar. 10 unidades caben en un contenedor estándar ISO de 40 pies. 12 unidades se pueden transportar en un semi remolque de cama plana de 40 pies.

Reinforced Plastics

9 Julio 2012

Tuberia de plástico reforzada con fibra de vidrio

Tuberia de PRFV / ERFV

Las tuberías de plástico reforzado con fibra de vidrio, representan la solución ideal para el transporte de cualquier tipo de agua, productos químicos, afluente y desagües, debido a que combinan las ventajas de resistencia a la corrosión, típica de los plásticos, con una resistencia mecánica que puede ser comparado con el acero.

Los tubos de PRFV se desarrollaron en respuesta a las difíciles condiciones de las instalaciones químicas que requieren productos que puedan soportar los productos químicos corrosivos, altas temperaturas, lavados constantes e impactos múltiples.

Diseñados para soportar las duras condiciones ambientales que se encuentran en la industria de petróleo y gas, los productos de PRFV son la solución ideal para producción basada en alta mar y en tierra. Las características clave tales como la resistencia a la corrosión y al deslizamiento, resistencia a la llama, absorción de impacto, no-conductividad, altas propiedades de resistencia -a-peso y bajo mantenimiento hacen que estos productos ideales para todo tipo de instalaciones de petróleo y gas.

Las ventajas de los tubos de PRFV vs materiales tradicionales pueden resumirse como sigue:

• El peso ligero (1/10 de los tubos de concreto, ¼ de los tubos de acero).
• Facilidad de trabajo del material en el sitio con el uso de herramientas simples.
• Más fácil montaje e instalación.
• Tubos más largos que los hechos con otros materiales, no es necesario soldar y menos piezas de unión por tanto menos costo y más fácil instalación.
• Impermeabilidad absoluta de tuberías.
• Suavidad de la pared interna, minimiza la caída de presion y evita la formación de depósitos.
• Mayor tasa de transporte.
• Mejor desempeño hidráulico que el acero, hierro dúctil y concreto
• Mayor resistencia a la corrosión. No se necesita protecciones, tales como revestimiento, pintura o cátodo.
• Menor costo y mejor mantenimiento.
• Baja conductividad térmica w, reduce los problemas de condensación y la corrosión de humedad consecutiva.
• El coeficiente de flujo Hazen Williams es de 150, debido a las bajas pérdidas de fricción;
• Se requiere menor energía de bombeo en comparación con tubos de acero y concreto y se pueden asegurar las mismas tasas de flujo con diámetros más pequeños.

Tecnología PRFV 
La filosofía de diseño de los tubos de PRFV es proporcionar productos con propiedades adecuadas y el margen requerido de seguridad que permita la tubería a trabajar satisfactoria después de un período prolongado de operación (50 años) en las condiciones típicas de servicio.

Utilizando el proceso continuo avance de mandril, que representa el estado de la técnica en la producción de tubos de GRP, un laminado muy comprimido se crea que maximiza la contribución de las tres materias primas básicas, a saber, fibras de vidrio, resina y arena.

El equipo de mandril de avance continuo tiene la capacidad de aplicar un revestimiento interior de resina especial para aplicaciones muy corrosivos, mientras que utiliiza una resina de tipo estándar para la parte estructural y exterior del laminado.

Durante el proceso, otros materiales tales como un velo de vidrio o de un velo de poliéster se pueden usar para mejorar la resistencia a la abrasión, química y el acabado de la tubería.

Revestimiento o Forro
Este está en contacto directo con el fluido transportado y garantiza la máxima resistencia al ataque químico del propio fluido. Además, el revestimiento presenta una superficie interna particularmente lisa, sin defectos, grietas o zonas delaminadas. El revestimiento se compone de un velo de vidrio impregnado con una resina y una cinta de malla de vidrio y se produce en dos pasos (forro interior y el forro exterior)

Capa resistente mecánica
Su función es hacer que la pared de la tubería sea resistente a los esfuerzos debidos a las condiciones de diseño (tensiones debidas a la presión interna y / o externa, resistencia a la flexión debido a las cargas externas, etc) y generada por las operaciones de transporte y colocación. El espesor del filamento depende entonces de las condiciones de diseño. La capa mecánica se compone de una trenza de filamento de vidrio continuo impregnado de resina.

Capa de gel o capa externa
Tiene un espesor de aproximadamente 0,2 mm y consta de resina pura sin refuerzo de vidrio. Garantiza la impregnación completa de las fibras periféricas, haciendo de este modo la superficie externa de la tubería completamente libre de fibras que sobresalen y bien acabada. El inhibidor de rayos ultravioleta se añade siempre a la capa externa, para prevenir los efectos casi insignificantes del medio ambiente.

Diámetros y clases
Los tubos de PRFV fabricados utilizando mandril de avance continuo se fabrican en diámetros que van desde 100 mm hasta 4000 mm. Cualquier diámetro nominal puede ser fabricado.
Clases nominales de presión son 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32 bar
Clases de presión intermedia o superior se consideran a petición o en función de las condiciones de diseño
Las tuberías también se clasifican de acuerdo a la rigidez específica del tubo. Clases específicas de rigidez de la tubería son 1250, 2500, 5000 y 10000 Pa.
La tubería de clases de rigidez específicas Intermedias o superiores están disponibles a solicitud o en función de las condiciones de diseño.

Tecnología ERFV 
Los tubos ERFV o Epoxicos Reforzados con Fibra de Vidrio son una alternativa válida a los tubos de acero al carbono especialmente para ambientes corrosivos, agresivos y normales.

La tecnología de tubo ERFV se basa en el proceso discontinuo de enrollado de Filamentos utilizando fibra de vidrio de alta resistencia (E-vidrio) y resina epoxi curada con amina como material de base. Máquinas de control numérico fabrican el producto en un mandril de acuerdo con el proceso de enrollado de filamentos de sección transversal. Las fibras de vidrio continuas se enrollan helicoidalmente en ángulos predeterminados y se unen con la resina epoxica.

La tubería ERFV ligera y fácil de manejar e instalar tiene una superficie interna lisa que reduce la fricción y permite una alta capacidad de flujo en el tubo. La baja conductividad térmica de los tubos de ERFV en comparación con el acero (sólo el uno por ciento de los valores del acero), minimiza el costo del aislamiento y la pérdida de calor. Otra ventaja importante de las tuberías ERFV es que una vez instaladas ellas son virtualmente libre de mantenimiento.

Los tubos ERFV son adecuados para ambientes donde se requiere la resistencia a la corrosión a precios competitivos.

Los tubos ERFV ofrecen una combinación única de alta resistencia mecánica, térmica y química que se obtiene por la selección de componentes de alto rendimiento y un diseño adecuado de la estructura. El revestimiento interior, que está hecho por una capa rica en resina reforzada con vidrio C o velo sintético, garantiza la estanqueidad al agua del tubo, su resistencia química y a la temperatura. La capa resistente mecánica se compone de capas sucesivas de mecha de vidrio pretensada impregnadas con resina epóxica y orientadas con un ángulo preciso y predeterminado seleccionado con el fin de lograr las propiedades requeridas. El sistema de resina y endurecedor se seleccionan considerando la combinación de las propiedades requeridas del producto final. El refuerzo de vidrio en forma de mecha continua se elige en base de su compatibilidad con la resina epóxica. Esta se aplica sobre el mandril giratorio siguiendo el patrón de enrollado anillado (radial) combinado con un patrón de enrollado helicoidal en un ángulo comprendido entre 45 ° a 90 °.

Cinta de vidrio o refuerzos unidireccionales se pueden utilizar para obtener refuerzo local. Un revestimiento de resina externa reforzada con un velo sintético añade un acabado a la tubería. Si el clima es un problema se añade un inhibidor de rayos UV al revestimiento.

Los tubos ERFV se fabrican generalmente con una articulación integral, lo que significa que la conexión (para la unión, cierre, o empernado) se produce simultáneamente con el cuerpo del tubo por enrollamiento sobre un molde metálico especialmente diseñado fijado en un extremo del mandril. Los tubos están enrollados sobre mandriles de acero mecanizadas con precisión, el mandril se extrae sólo cuando la tubería se cura.

Ventajas

• Amplia gama de diámetros de 1 "(25mm) hasta e incluyendo 48" (1200 mm).
• Las longitudes estándar de 19,5 pies (6 m) y 39,3 pies (12 m).
• Sistemas de unión por adhesivo, campana / espiga ajustada, laminación y bridas.
• Libre de corrosión en la mayoría de los entornos
• Larga vida útil (50 años) + cero mantenimiento = bajo costo del ciclo de vida.
• Resistencia UV - puede ser instalado de forma segura en exteriores.
• Están disponibles tubos y los accesorios conductivos.
• Montaje rápido, bajo costo debido a su peso ligero y simples técnicas de unión.
• Se necesita un soporte mas liviano para los sistemas de superficie o exteriores.

Fuente: VEM SpA - Italia