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Corrosión interna en sistemas cerrados de calefacción. Solución mediante tubo multicapa.

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La aparición de los plásticos técnicos en el sector industrial ha resultado en una revolución en muchos ámbitos, dadas las ventajas que sus características otorgan en conjugación con un coste discreto. Las tuberías de conducción de fluidos es uno de los grupos de producto que se han reconvertido profundamente con la aplicación de estos materiales, que en muchos casos han llegado a desplazar a los materiales tradicionales.

Dentro de este ámbito, el polietileno es uno de los principales plásticos empleados en todo tipo de aplicaciones; su utilidad es debida sobre todo a su gran inercia química, combinada con unas características mecánicas y térmicas adecuadas para un amplio campo de servicios. Su reducido coste ha contribuido a su difusión generalizada, y es en la actualidad uno de los materiales más empleados en las conducciones de distribución de agua sanitaria y de calefacción.

 


No obstante, el polietileno adolece de una desventaja que radica en su propia constitución física. El polietileno es una molécula larga, formada por una cadena de átomos de carbono cada uno con dos átomos de hidrógeno asociados. Debido al tamaño de esta molécula, el material -constituido por moléculas agrupadas y más o menos entrelazadas entre sí- presenta intersticios en toda su estructura física;; el tamaño de estos es tal que permite el paso de moléculas de oxígeno, de manera que un tubo de polietileno expuesto a la atmósfera está sujeto a la difusión del oxígeno del aire desde el exterior hacia el interior. El grado de afinidad del fluido conducido por el tubo puede contribuir a la difusión; en el caso del agua, la capacidad para disolver oxígeno aumenta con la temperatura; en la figura 4 se representa cómo la temperatura del agua conducida influye sobre el grado de difusión del oxígeno a través de la pared del tubo de polietileno (línea amarilla).

 

Figura 4 corrosiónFig. 4
Difusión de oxígeno en tubos de polietileno y multicapa
en conducción de agua caliente

Los sistemas de calefacción por agua caliente son sistemas cerrados, en los que el agua circula por los circuitos del sistema sin contacto directo con el exterior. En la puesta en marcha de estos sistemas el oxígeno libre que contiene el agua oxida los componentes internos susceptibles, pero dada la poca cantidad de oxígeno libre en el agua, esta oxidación resulta irrelevante, el oxígeno se consume pronto, y el agua queda rápidamente pasivada; al tratarse de un sistema cerrado, no hay nuevo aporte de oxígeno libre que permita continuar el proceso de oxidación, por lo que éste no representa un riesgo para el sistema.

En los sistemas de calefacción en los que se ha aplicado tubería de polietileno y ésta se halla total o parcialmente descubierta, el fenómeno de la difusión de oxígeno a través del polietileno permite la renovación del oxígeno libre en el agua, de modo que el proceso de oxidación de los internos del sistema se mantiene, resultando en la formación de productos de la oxidación (orín, cascarilla), degeneración de componentes, y daños o averías causados por la interferencia de los productos de la oxidación con componentes de la instalación (por ejemplo, agarrotamiento de válvulas).

Para evitar este efecto se puede dotar al tubo de polietileno de una barrera que impida o dificulte la difusión de oxígeno por su estructura; suele consistir en una fina película de un alcohol orgánico con la que se reviste la superficie exterior del tubo. Esta película disminuye notablemente la difusión del oxígeno a través de la pared del tubo de polietileno (v. fig. 4, línea roja), sin embargo no la impide totalmente; el proceso de oxidación puede verse retardado, pero puede llegar a producirse con los mismos efectos.

El avance tecnológico en la aplicación de los materiales plásticos a la tubería para conducción de fluidos ha desembocado, en los últimos años, en la aparición de la tubería multicapa, en la que se combinan materiales plásticos (normalmente polietileno de distintos tipos) y metálicos (el aluminio). La figura 5 ilustra la estructura básica del tubo multicapa. Esta configuración proporciona una combinación sinérgica de las características de los materiales utilizados; entre ellas cabe destacar las propiedades mecánicas y térmicas y la plasticidad (el mantenimiento de la forma después del doblado).                   

Tubería multicapaFig. 5
Estructura del tubo multicapa

El empleo de la capa intermedia de aluminio supone además otra ventaja de gran importancia. La capa metálica supone una barrera total a las moléculas de oxígeno; el enlace metálico no presenta intersticios que permitan la difusión de las moléculas de oxígeno; la fig. 4 representa con la línea azul (situada en todos los casos en el valor cero) la impermeabilidad total del tubo multicapa al oxígeno.

El tubo multicapa deviene por lo tanto una solución eficaz al problema de la corrosión de componentes internos provocada por la entrada de oxígeno en el sistema.

Fuente: ALB

 
Actualizado ( Miércoles, 16 de Febrero de 2011 16:23 )  

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