El polietileno reticulado , comúnmente abreviado PEX , XPE o XLPE , es una forma de polietileno con enlaces cruzados . Se utiliza principalmente en sistemas de tuberías de servicios de construcción, sistemas hidrónicos de calefacción y refrigeración radiantes, tuberías de agua doméstica, aislamiento para cables eléctricos de alta tensión (alto voltaje) y alfombras de juego para bebés. También se utiliza para aplicaciones de gas natural y petróleo en alta mar, transporte de productos químicos y transporte de aguas residuales y lodos. PEX es una alternativa al cloruro de polivinilo (PVC), al cloruro de polivinilo clorado (CPVC) o a las tuberías de cobre para uso como tuberías de agua residenciales.
La resistencia al impacto a baja temperatura, la resistencia a la abrasión y la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental se pueden aumentar significativamente mediante la reticulación, mientras que la dureza y la rigidez se reducen algo. En comparación con el polietileno termoplástico , el PEX no se funde (análogo a los elastómeros) y es térmicamente resistente (durante períodos más largos de hasta 120 °C, durante períodos cortos sin carga eléctrica o mecánica hasta 250 °C). Al aumentar la densidad de reticulación también aumenta el módulo de corte máximo (incluso a temperaturas más altas). [1] [2] El PEX tiene propiedades significativamente mejoradas en comparación con el PE ordinario. [3]
Casi todo el PEX utilizado para tuberías y tuberías está hecho de polietileno de alta densidad (HDPE). PEX contiene enlaces cruzados en la estructura del polímero , lo que convierte el termoplástico en termoestable . La reticulación se logra durante o después de la extrusión del tubo. El grado de reticulación requerido, según la norma ASTM F876, está entre 65% y 89%. Un mayor grado de reticulación podría dar lugar a fragilidad y agrietamiento por tensión del material, mientras que un menor grado de reticulación podría dar lugar a un producto con peores propiedades físicas.
Casi todos los compuestos de polietileno reticulable (XLPE) para aplicaciones de alambres y cables se basan en LDPE . Los cables aislados con XLPE tienen una temperatura nominal máxima del conductor de 90 °C y una clasificación de emergencia de hasta 140 °C, según el estándar utilizado. Tienen una clasificación de cortocircuito de conductor de 250 °C. XLPE tiene excelentes propiedades dieléctricas , lo que lo hace útil para cables de media tensión (1 a 69 kV CA) y de alta tensión (hasta 380 kV CA) y varios cientos de kV CC.
Se pueden realizar numerosas modificaciones en la estructura básica del polímero para maximizar la productividad durante el proceso de fabricación. Para aplicaciones de media tensión, la reactividad se puede aumentar significativamente. Esto da como resultado velocidades de línea más altas en los casos en que hay limitaciones en los procesos de curado o enfriamiento dentro de los tubos de vulcanización continua (CV) utilizados para reticular el aislamiento. [ cita necesaria ] Esto es particularmente útil para aplicaciones de cables de alto voltaje y cables de voltaje extra alto, donde los requisitos de desgasificación pueden alargar significativamente el tiempo de fabricación del cable.
Se pueden utilizar varios métodos para preparar PEX a partir de polietileno termoplástico (PE-LD, PE-LLD o PE-HD). El primer material PEX se preparó en la década de 1930, irradiando el tubo extruido con un haz de electrones . El método de procesamiento por haz de electrones se hizo viable en la década de 1970, pero todavía era caro. En la década de 1960 se desarrolló la reticulación de Engel. En este método, se mezcla un peróxido con el HDPE antes de extruirlo. [4] En 1968, se patentó el proceso Sioplas que utiliza hidruro de silicio ( silano ), seguido de otro proceso a base de silano, Monosil, en 1974. En 1986 siguió un proceso que utiliza vinilsilano .
Básicamente se distingue entre reticulación con peróxido (PE-Xa), reticulación con silano (PE-Xb), reticulación por haz de electrones (PE-Xc) y reticulación azo (PE-Xd). [2]
Se muestran el peróxido, el silano y la reticulación por irradiación. En cada método, se elimina un átomo de hidrógeno de la cadena de polietileno (centro superior), ya sea por radiación ( hν ) o por peróxidos (ROOR), formando un radical. Luego, dos cadenas radicales pueden entrecruzarse, ya sea directamente (abajo a la izquierda) o indirectamente a través de compuestos de silano (abajo a la derecha).
Un bajo grado de reticulación conduce inicialmente sólo a una multiplicación del peso molecular. Las macromoléculas individuales no están unidas y todavía no se ha formado ninguna red covalente. El polietileno formado por estas moléculas grandes se comporta de manera similar al polietileno de peso molecular ultraalto (PE-UHMW), es decir, como un elastómero termoplástico. [6]
Tras una mayor reticulación (grado de reticulación de alrededor del 80%), [7] las macromoléculas individuales finalmente se conectan a una red. Este polietileno reticulado (PE-X) se considera químicamente termoestable, muestra un comportamiento elástico por encima del punto de fusión y ya no puede procesarse en estado fundido. [6]
El grado de reticulación (y por tanto el alcance del cambio) es diferente en intensidad dependiendo del proceso. Según DIN 16892 (un requisito de calidad para tuberías de PE-X) se debe alcanzar al menos el siguiente grado de reticulación: [7]
Todas las tuberías PEX se fabrican con sus especificaciones de diseño enumeradas directamente en la tubería. Estas especificaciones se enumeran para explicar los numerosos estándares de la tubería, así como para brindar detalles específicos sobre el fabricante. La razón por la que se brindan todas estas especificaciones es para que el instalador sepa si el producto cumple con los estándares de los códigos locales necesarios. El etiquetado garantiza al usuario que el tubo cumple con todos los estándares enumerados. [8]
Los materiales utilizados en las tuberías PEX en América del Norte se definen mediante clasificaciones de celdas que se describen en las normas ASTM, siendo la más común la ASTM F876. Las clasificaciones de células para PEX incluyen 0006, 0008, 1006, 1008, 3006, 3008, 5006 y 5008, siendo la más común la 5006. Las clasificaciones 0306, 3306, 5206 y 5306 también son comunes; estos materiales contienen bloqueadores y/o inhibidores ultravioleta para uso limitado. Resistencia a los rayos UV. En América del Norte, todos los productos de tubería PEX se fabrican según los estándares de productos ASTM, NSF y CSA, entre ellos los estándares ASTM F876 y F877 antes mencionados, los estándares internacionales NSF NSF 14 y NSF 61 ("NSF-pw") y la Asociación Canadiense de Estándares . norma B137.5, según la cual las tuberías están probadas, certificadas y catalogadas. Los listados y certificaciones que cumple cada producto aparecen en la línea de impresión de la tubería o tubería para garantizar que el producto se utilice en las aplicaciones adecuadas para las que fue diseñado.
En los estándares europeos. Hay tres clasificaciones denominadas PEX-A, -B y -C. Las clases no están relacionadas con ningún tipo de sistema de calificación.
PEX-A se produce mediante el método del peróxido (Engel). Este método realiza una reticulación "en caliente", por encima del punto de fusión del cristal. Sin embargo, el proceso lleva un poco más de tiempo que los otros dos métodos, ya que el polímero debe mantenerse a alta temperatura y presión durante largos períodos durante el proceso de extrusión. Los enlaces cruzados se encuentran entre átomos de carbono .
El método del silano , también llamado método de "curado por humedad", da como resultado PEX-B. En este método, la reticulación se realiza en un proceso secundario de post-extrusión, produciendo reticulaciones entre un agente de reticulación. El proceso se acelera con calor y humedad. Los enlaces reticulados se forman mediante la condensación de silanol entre dos unidades de viniltrimetoxisilano (VTMS) injertadas, conectando las cadenas de polietileno con puentes CC-Si-O-Si-CC.
PEX-C se produce mediante procesamiento por haz de electrones , en un proceso de reticulación "en frío" (por debajo del punto de fusión del cristal). Proporciona una reticulación menos uniforme y de menor grado que el método Engel, especialmente en diámetros de tubo superiores a una pulgada (2,5 cm). Cuando el proceso no se controla adecuadamente, la capa exterior del tubo puede volverse quebradiza. Sin embargo, es el método más limpio y respetuoso con el medio ambiente de los tres, ya que no implica otros productos químicos y utiliza sólo electrones de alta energía para dividir los enlaces carbono- hidrógeno y facilitar el entrecruzamiento.
La tubería PEX se usa ampliamente para reemplazar el cobre en aplicaciones de plomería. Una estimación de 2006 era que el uso residencial de PEX para llevar agua potable a los grifos de los hogares aumentaba un 40% anualmente. [9] En 2006, The Philadelphia Inquirer recomendó que los instaladores de plomería cambiaran las tuberías de cobre a PEX. [10]
Desde principios hasta mediados del siglo XX, las tuberías de plomería producidas en masa se fabricaban con acero galvanizado. Como los usuarios experimentaron problemas con la acumulación interna de óxido , que reducía el volumen de agua, estas fueron reemplazadas por tuberías de cobre a fines de la década de 1960. [11] En décadas posteriores también se utilizaron tubos de plástico con accesorios que utilizaban pegamento. Inicialmente, la tubería PEX era la forma más popular de transportar agua en sistemas de calefacción radiante hidrónicos , y se utilizó por primera vez en sistemas hidrónicos a partir de la década de 1960. [9] Los sistemas hidrónicos hacen circular agua desde una caldera o calentador a lugares de la casa que necesitan calor, como calentadores de zócalo o radiadores. [12] PEX es adecuado para la recirculación de agua caliente. [13]
Gradualmente, PEX se volvió más aceptado para usos de plomería en interiores, como llevar agua a presión a los accesorios de toda la casa. Desde la década de 2000, las tuberías de cobre y de plástico PVC se están reemplazando cada vez más por PEX. [11] PEX se puede utilizar para fines subterráneos, aunque un informe sugirió que se utilicen "mangas" apropiadas para tales aplicaciones. [13]
Los beneficios de usar PEX en plomería incluyen:
PEX ha sido aprobado para su uso en los cincuenta estados de los Estados Unidos y Canadá , [8] incluido el estado de California , que aprobó su uso en 2009. [13] California permitió el uso de PEX para sistemas de agua domésticos en un caso por caso sólo en 2007. [32] Esto se debió principalmente a preocupaciones sobre la corrosión de los colectores (en lugar de la tubería en sí) y California permitió que PEX se usara para sistemas de calefacción radiante hidrónica, pero no para agua potable. En 2009, la Comisión de Normas de Construcción aprobó las tuberías y tuberías de plástico PEX según el Código de Plomería de California (CPC), lo que permite su uso en hospitales, clínicas, residencias y construcciones comerciales en todo el estado. [13] La adopción formal de PEX en el CPC se produjo el 1 de agosto de 2009, lo que permitió a las jurisdicciones locales aprobar su uso general, [33] aunque hubo problemas adicionales y se emitieron nuevas aprobaciones en 2010 con redacción revisada de la ley de 2007. [34]
Las opciones alternativas de plomería incluyen
Las tuberías PEX-AL-PEX , o AluPEX , o PEX/Aluminio/PEX , o tuberías multicapa están hechas de una capa de aluminio intercalada entre dos capas de PEX. La capa metálica sirve como barrera contra el oxígeno , deteniendo la difusión de oxígeno a través de la matriz polimérica, por lo que no puede disolverse en el agua del tubo y corroer los componentes metálicos del sistema. [35] La capa de aluminio es delgada, típicamente de 1 o 2 mm, y proporciona cierta rigidez al tubo de modo que cuando se dobla conserva la forma formada (el tubo PEX normal volverá a enderezarse). La capa de aluminio también proporciona rigidez estructural adicional de modo que el tubo será adecuado para temperaturas y presiones operativas seguras más altas.
El uso de tubos AluPex ha crecido enormemente desde 2010. Es fácil de trabajar y posicionar. Las curvas se pueden formar fácilmente a mano. El tubo existe para su uso tanto con agua fría como caliente y también para gas. [ cita necesaria ]
Este producto en Canadá ha sido descontinuado debido a la infiltración de agua entre las capas, lo que provocó fallas prematuras.
Hay dos tipos de accesorios que se pueden utilizar. Ondulado o compresivo. Los conectores engarzados son menos costosos pero requieren una herramienta de engarce especializada. Los accesorios de compresión se aprietan con llaves normales y están diseñados para permitir que las secciones del sistema se desmonten fácilmente; también son populares para trabajos pequeños, especialmente. Hazlo tú mismo, evitando la necesidad de herramientas adicionales.
Un kit de herramientas PEX incluye una serie de herramientas básicas necesarias para realizar accesorios y conexiones con tuberías PEX. En la mayoría de los casos, estos kits se compran en una ferretería local , en una tienda de suministros de plomería o los ensambla el propietario de la vivienda o un contratista . Los kits de herramientas PEX varían desde menos de $100 y pueden llegar hasta $300+. Un kit de herramientas PEX típico incluye herramientas de engarce , una herramienta expansora para unir, herramientas de sujeción , cortadores de PEX, anillos, tablas y grapadoras . [ Se necesita más explicación ]
Todas las tuberías PEX se fabrican con sus especificaciones de diseño enumeradas directamente en la tubería. Estas especificaciones se enumeran para explicar los numerosos estándares de la tubería, así como para brindar detalles específicos sobre el fabricante. La razón por la que se brindan todas estas especificaciones es para que el instalador sepa si el producto cumple con los estándares de los códigos locales necesarios. El etiquetado garantiza al usuario que el tubo cumple con todos los estándares enumerados.
El precio del cobre casi se ha cuadruplicado en los últimos cuatro años, y los plomeros y aficionados al bricolaje están buscando alternativas a las tuberías y accesorios de cobre. Y algunos están recurriendo a un material sintético flexible llamado PEX.
Las alternativas recomendadas a las tuberías de cobre incluyen: (1) Polietileno reticulado, conocido como PEX y ha sido adoptado por los instaladores de calefacción por piso radiante, ya que no se corroe ni desarrolla fugas por orificios. PEX también resiste el cloro y las incrustaciones y utiliza menos accesorios que las tuberías metálicas y de plástico rígido. La tubería está aprobada para sistemas de plomería de agua fría y caliente potable, así como para sistemas de calefacción hidrónica en todos los códigos mecánicos y de plomería de los Estados Unidos y Canadá. (2) Compuesto de plástico de aluminio, una tubería de presión multiuso que puede distribuir agua fría y caliente en interiores y exteriores, y que también es muy adecuada para sistemas de calefacción por suelo radiante y derretimiento de nieve. Está hecho de tubo de aluminio laminado con capas interiores y exteriores de plástico. (3) Tubería corrugada de acero inoxidable, que se utiliza como alternativa a las tradicionales tuberías de gas de hierro negro roscadas para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Consiste en un tubo continuo y flexible de acero inoxidable con revestimiento exterior de PVC. La tubería se produce en bobinas que se prueban con aire para detectar fugas.
El uso de tuberías de agua de acero galvanizado se abandonó en favor del cobre a fines de la década de 1960, y ahora la industria de plomería ha pasado del cobre al PEX (polietileno reticulado). El problema con las tuberías galvanizadas viejas es que generalmente tienen acumulación interna de óxido, lo que reduce el volumen de agua... (Barry Stone => inspector de viviendas)
Los sistemas hidrónicos hacen circular agua desde una caldera o calentador de agua a través de bucles de tubería de polietileno, a menudo llamados con la marca Pex, pero hay otros. La tubería generalmente se instala encima del contrapiso en paneles ranurados o rejillas a presión; sujetado a tiras de aluminio en la parte inferior del suelo; o incrustado en hormigón vertido, o en un material más ligero similar al hormigón, especialmente en baños o cocinas.
PEX pasó a formar parte del Código de Plomería de California en agosto de 2009, luego de que la CBSC certificara en enero de 2009 un Informe de Impacto Ambiental (EIR) sobre PEX y la consiguiente adopción unánime por parte de la comisión de regulaciones que aprueban los sistemas de distribución de agua PEX.... La acción de la Comisión permite que uso estatal de PEX en hospitales, clínicas, escuelas, residencias y estructuras comerciales.... La CBSC restableció el PEX con la salvedad de que el PEX subterráneo debe tener mangas, el material tenía que resistir la recirculación de agua caliente, los accesorios no se desgastarán. -zincify, y los sistemas PEX tuvieron que ser llenados y lavados....
Supongo que la calefacción por piso radiante involucra tuberías incrustadas en Gypcrete, una mezcla liviana de concreto y yeso que, junto con el cambio a tuberías PEX flexibles, ha hecho que la instalación sea fácil y el funcionamiento sin problemas.
(Página 2 de 4) Hay calefacción por suelo radiante y los sanitarios utilizan agua de lluvia almacenada en un aljibe. Los pisos, puertas y paneles de las paredes se recuperan de casas antiguas que fueron derribadas en otras partes del estado. En lugar de tuberías de cobre, el agua viajará a través de tuberías de Pex, tubos de polietileno flexibles menos costosos que están basados en petróleo, pero que aún pueden ser más ecológicos que las tuberías de cobre. "Es un compromiso", dijo Johnson, quien dijo que estaba un poco preocupado por los aspectos de salud de Pex. "A decir verdad, no pude leer bien eso. Me cansé de preguntarle a un montón de personas".
Una vez que hayas trabajado con PEX, nunca volverás a usar ese otro pegamento apestoso. Vemos trozos de cobre en el calentador de agua (a veces), el resto es PEX. Además, cuando usan los colores rojo y azul, lo caliente es caliente y lo frío es frío.
Las tuberías, tradicionalmente hechas de cobre, pueden explotar si el agua del interior se congela, porque el agua se expande cuando se congela, pero el cobre no. Si el agua se expande demasiado, no tiene adónde ir más que afuera, lo que obliga a la tubería a estallar en el lugar congelado. Tom Kraeutler, presentador del programa de radio "The Money Pit", dijo que la mayoría de las casas tienen un lugar particular donde las tuberías tienden a congelarse. Si hay una congelación bastante constante en un área, dijo, es aconsejable desviar las tuberías y reemplazarlas con PEX, un tubo de plástico flexible que tiene muchas menos probabilidades de estallar que el cobre. Sin embargo, al igual que el cobre, el PEX puede congelarse, como ahora sabe Carter, que se mudó en diciembre. La casa fue construida con materiales modernos, incluido PEX, pero como el lugar tenía solo seis años, no pensó que tuviera que preocuparse por las tuberías congeladas.
Las tuberías congeladas se rompen de manera diferente según el material, dijo Water. El cobre se rompe, el PVC (cloruro de polivinilo) se rompe y el PEX (polietileno) se hincha y se rasga.
Comience asegurándose de que todos los tramos de tubería de suministro de agua estén ligeramente inclinados hacia abajo hasta las válvulas de drenaje centrales. Además, asegúrese de especificar que todos los sifones de drenaje permanezcan accesibles y que sean del tipo que incluye un tapón extraíble en la parte inferior. Como precaución adicional, instale tuberías de suministro de PEX-al-PEX en lugar de cobre. Si accidentalmente queda agua en estas tuberías, soportarán cinco o seis ciclos de congelación y descongelación sin romperse. La tubería de cobre, por otro lado, se parte rápidamente cuando contiene agua que se congela.
P: ¿Es seguro utilizar aislamiento envolvente para tuberías en tuberías de suministro de agua PEX? En una revista publicada por un minorista de mejoras para el hogar, se advierte que una reacción química entre el aislamiento y el PEX eventualmente destruirá las tuberías. ¿Es esto cierto? R: Para responder a su pregunta, me comuniqué con uno de los mayores productores de tuberías PEX del mundo. El único problema potencial que conocen tiene que ver con ciertos tipos de adhesivos que tocan la superficie de la tubería. PEX incluye antioxidantes para estabilizar contra el cloro, y estos antioxidantes pueden desestabilizarse en una reacción con adhesivos, posiblemente envejeciendo la tubería prematuramente. Dicho esto, no conocen ningún problema relacionado con una reacción química entre el PEX y el aislamiento de envoltura de espuma para tuberías convencional. Instalé aislamiento de espuma en PEX en mi propia casa hace aproximadamente un año y no hay signos visibles de problemas.
Bueno, he leído las instrucciones del fabricante y la Plastic Pipe Assoc. dice que no se puede instalar en un lugar expuesto a la luz solar directa... He oído hablar de algunos problemas bastante graves con el PEX expuesto a la luz solar. Las inquietudes de su cliente son válidas... Otro factor importante es cómo se "manejó" el producto desde la fabricación hasta la instalación en el lugar... Tenía un cliente, con una casa nueva, que la empresa de plomería volvió a comprar debido a Mal manejo del PEX que había provocado más de 10 fugas en menos de 7 meses.
Las tuberías de polietileno contenían una fina capa de aluminio que mantenía su forma mientras los fontaneros la retorcían y doblaban. Los tubos de plástico sin aluminio requieren más anclaje porque regresan a una línea recta. Pero las tuberías no fallan. Son los accesorios de latón los que conectan las tuberías con los accesorios de cobre de las válvulas, calentadores de agua y descalcificadores. El problema es una reacción química conocida como descincificación, que acelera la corrosión en los accesorios de latón cuando se exponen al oxígeno y la humedad. El latón es una aleación compuesta principalmente de cobre y zinc. Cuando se produce la descincificación, el zinc se filtra fuera de los accesorios, dejando un bloqueo de óxido de zinc que provoca fugas, restricción del flujo de agua y roturas.
El latón amarillo suele tener alrededor de un 30 por ciento de zinc. Cuando el latón amarillo se expone al agua dura rica en minerales del sur de Nevada, el zinc se elimina y se acumula dentro de las tuberías, lo que provoca obstrucciones y roturas, según documentos judiciales en la demanda de Kitec. El proceso se llama descincificación. El latón rojo normalmente tiene entre un 5 y un 10 por ciento de zinc y se utiliza para reemplazar el latón amarillo en las casas del valle construidas por Richmond American y Pulte.
Sólo un par de fugas en conexiones mal aplicadas. Aparte de eso, realmente no he visto ninguno. La mayoría, no todas, pero la mayoría de las casas nuevas tienen PEX. Hay algunos que todavía utilizan sólo cobre. Lo he visto usado mucho en remodelaciones y en muchas casas que he inspeccionado se les han hecho reparaciones. Es más fácil correr por los áticos y gatear. Supongo que han pasado unos 10 años desde su uso principal. Supongo que sólo el tiempo dirá. Hubo muchas quejas al principio, pero ahora no muchas.
... El material PEX es susceptible a la lixiviación química, tanto del ambiente exterior como de los productos químicos que se lixivian del propio material PEX....
... controversia en California... que resultó en una oleada de disputas legales de ida y vuelta sobre cuestiones de salud, seguridad y rendimiento relacionadas con la tubería flexible... Esa montaña rusa judicial finalmente se detuvo a mediados de agosto cuando una coalición de organizaciones de consumidores, ambientales, de salud pública y laborales llegó a un acuerdo con el estado y la industria de tuberías de plástico... Como resultado, la Comisión de Normas de Construcción de California ahora permite el uso de PEX en todas las ocupaciones...
Hervió, llegó a un punto crítico y luego terminó casi tan rápido como se necesita para contar la historia. PEX, formalmente conocido como tubería de polietileno reticulado, recibió el empujón administrativo de los códigos de plomería de California. Luego, casi tan rápido como se pudo correr la voz a la industria en general, PEX volvió a gozar del favor del estado, aunque con algunas estipulaciones sobre su uso que no existían antes.
El 16 de agosto de 2010, la Comisión de Normas de Construcción de California certificó el Informe Final de Impacto Ambiental y aprobó las regulaciones que permiten el uso de tuberías PEX. El documento de Términos Expresos Finales Aprobados representa el lenguaje final que se publicará en el Código de Plomería de California de 2007 y el Código de Plomería de California de 2010 (en vigor a partir del 1 de enero de 2011), sin tachado ni subrayado para mayor claridad. Todos los documentos normativos de las agencias restantes que aparecen en esta página también fueron aprobados por la Comisión, pero no se han eliminado los tachados ni los subrayados.
