Tubos para aplicaciones exigentes

Los plásticos han ganado un lugar preferencial en la fabricación de tubos para transportar gases y fluidos, así como para aplicaciones en varias industrias gracias su ligereza, flexibilidad y baja susceptibilidad a la corrosión con respecto a materiales tradicionales. 

Nuevos grados de resinas han sido desarrollados recientemente para la fabricación de tuberías, al tiempo que novedosas tecnologías para la producción han ingresado al mercado. Según la firma consultora Applied Market Infomation (AMI), el polietileno (PE) es el material dominante en el mercado de tubos de alta presión (incluyendo HDPE, MDPE, PE reticulado (PEX) y PE-RT). Otro tipo de plásticos también utilizados son el policloruro de vinilo (PVC) y el polipropileno (PP). Así mismo, polímeros de alto desempeño como la poliamida 11, el PVDF, el ABS y el plástico reforzado con fibra de vidrio (GRP) son encontrados en ambientes más demandantes. 

No hay duda de que los mercados para las tuberías plásticas crecen a medida que las economías se desarrollan y los materiales tradicionales para estas aplicaciones son reemplazados. La demanda de extrusión de tubos de PE va en aumento, especialmente en aplicaciones industriales, agrícolas y de canalización de aguas. De acuerdo con el informe especial sobre fabricantes latinoamericanos de tubería y perfiles, publicado por Tecnología del Plástico en abril de 2006 y en el que veinte compañías productoras de tubos fueron entrevistadas sobre las tendencias en este segmento, el crecimiento de la industria será impulsado principalmente por los requerimientos en construcción, infraestructura y agricultura. Así mismo, los profesionales latinoamericanos consultados también vislumbran oportunidades en la explotación de gas y petróleo. Conozca a continuación algunas tecnologías para estas aplicaciones.

Tubos para agua caliente
La fabricación de tubos para agua caliente y sanitario requiere una correcta combinación de los componentes individuales de la máquina y la elección acertada de materia prima. Durante el encuentro del sector del tubo, que organizó Cincinnati Extrusion en Viena, surgió el tema de la reticulación peroxídica de tubos de PEX-a, sobre el PE-RT, un nuevo material para aplicaciones de tubos para agua caliente y fría. También se habló sobre las posibilidades de aplicación de los tubos de PEX-b y se trató desde la teoría la producción de tubos de PEX-a de alto valor cualitativo en extrusoras de doble husillo con reticulación IR en línea. La empresa mostró la fabricación de un tubo de cinco capas de PEX-b, con capa barrera al oxígeno de EVOH.

Reducción de costos mediante formulaciones novedosas
Los productores de tubería pueden reducir los costos incrementando el contenido de relleno en la formulación. El desafío es garantizar un proceso estable con calidad en el producto, incluso con una tubería altamente cargada. Las extrusoras doble tornillo Krauss-Maffei 36D están diseñadas para la fabricación de tuberías de PVC con contenidos de hasta 40% de CaCO3. Las extrusoras tienen sistemas especiales de alimentación, de pesado y de medición. La mezcla se alimenta con ayuda de un tornillo en espiral y la tolva cuenta con agitadores para prevenir la acumulación de material. Todas las superficies en contacto con el material tienen un recubrimiento para facilitar el flujo. Las tuberías fabricadas con estas tecnologías, con diámetros entre 50 y 500 mm, son usadas para el transporte de aguas de desecho.

Para fabricación de tubería de PVC y compuestos reforzados, la extrusora de husillos dobles cónicos TC86, de Milacron, provee alto volumen y mezclas homogéneas. Es ideal para procesar compuestos de plástico o también para trabajar con PVC rígido. Zonas individuales de control de temperatura en el tornillo permiten controlar el calor dependiendo de la aplicación.

Tubos corrugados
Unicor ofrece los modelos de corrugado por vacío UC 15 vario / vacuum (corrugadores horizontales y verticales) y el UC 58 vario / vacuum. Desarrollados para diámetros hasta de 57 mm, estos modelos son apropiados para la producción de tuberías para aplicaciones automotrices, médicas, protección de cables y telecomunicaciones. El UC 15 vario / vacuum y el UC 58 vario / vacuum pueden inclusive producir tuberías con triple pared. Una innovación de Unicor además permite fabricar tubos de cinco capas.

American Maplan fabrica e instala líneas de extrusión de tubos corrugados de PEAD entre 4 y 60 pulgadas de diámetro. La empresa provee extrusoras monohusillo con zona de alimentación ranurada, cuya geometría optimizada facilita el mezclado y el control de temperatura del fundido. Varios modelos de extrusoras con capacidades productivas entre 450 y 4.500 libras por hora están disponibles. Según afirma Kurt Waldhauer, CEO de American Maplan y presidente del Instituto de Tubos de Plástico (Plastics Pipe Institute), "la aceptación industrial de los tubos de PEAD está creciendo en Norteamérica, alentada en parte por el éxito de los fabricantes al dar información y productos seguros que hacen posible el transporte fiable de agua". Los tubos de PEAD están reemplazando al hormigón, a la fundición dúctil y al metal corrugado en aplicaciones de drenaje por gravedad.

Corelco presentó su línea de extrusoras por vacío, llamadas "corrugadoras", para la producción de tuberías destinadas especialmente para líneas de combustible en automóviles, con diámetros entre 5 y 50mm. Las corrugadoras permiten variaciones en la producción de tres formas: un modo secuencial para el ajuste de la velocidad, longitud variable y extrusión con formado al vacío. En el modo secuencial, la velocidad se ajusta de acuerdo al diámetro para fijar el espesor. Se pueden producir tuberías complejas, con diferentes diámetros y espesor constante o variable.

Cambio de diámetro sobre la marcha
El sistema Advantage, de iNOEX, puede modificar de manera continua el diámetro exterior y el espesor de pared de las tuberías poliolefínicas. El sistema ofrece flexibilidad especialmente para la producción de lotes pequeños donde el cambio de dimensiones demanda mucho tiempo. Advantage es modular y consiste de un calibrador, un soporte de la tubería y un sistema de sellado. La interacción entre la velocidad de halado, la tasa de producción, el vacío en el tanque y el calibrador es la base para el cambio automático del diámetro del tubo entre 32 y 400mm. El calibrador permite el cambio de dimensiones sin cambiar el mandril en la cabeza del dado, lo que hace posible el uso de los dados existentes. iNOEX también ofrece el sistema aurex ERS para la medición del espesor de pared y detección de fugas en tuberías destinadas a gas y presión.

Para tuberías en poliolefinas, Battenfeld Extrusionstechnik ofrece High-Solution-Line, un sistema de cambio automático de dimensiones que permite cambiar de diámetro entre 32mm y 400mm, y puede usarse en conjunto con dados existentes. Por su parte, Cincinnati Extrusion provee el sistema IntelliChange para cambiar las dimensiones de las tuberías para diámetros entre 40 y 400mm, en tres tamaños: 40 a 160mm, 110 a 250mm y 250 a 400mm. El sistema completo incluye un mandril dual en espiral, dados, unidad de calibración, una cámara dual de tanque de vacío, un sistema de halado de ajuste automático y sistema de corte y agarre.

Grandes diámetros
Según Battenfeld Extrusionstechnik, en los dos últimos años ha suministrado 15 líneas para tubos lisos de grandes dimensiones, en el espectro de diámetros entre 800 y 1.600 mm. La empresa también ha provisto tecnologías para la fabricación de tubos corrugados y tubos mediante la técnica de enrollado de grandes dimensiones. Recientemente instaló una línea completa de extrusión de tubería de gran diámetro, para producir tubos de hasta 1.600 mm en la empresa de tuberías aisladas MosFlowline, en Moscú. Las tuberías son adecuadas para el transporte de agua a temperaturas entre 130 y 150° C y consisten de una tubería interna de acero y una capa externa de PE. La línea de producción se encuentra sincronizada, iniciando con el dado de extrusión, la sección de enfriamiento y la unidad de halado y corte.

Riego para el sector agrícola
Battenfeld Extrusionstechnik diseñó una línea completa de extrusión, que puede ser utilizada de forma universal para diversos tipos de rociadores. Los rociadores son piezas complejas inyectadas que tienen la función de asegurar en el riego la distribución regular del agua a lo largo del tubo. Mediante un dispositivo de transporte, durante la fabricación del tubo se aplican los rociadores en línea con un cabezal de inyección transversal. La línea desarrollada por Battenfeld alcanza una velocidad de hasta 80 m/min, en la cual se pueden aplicar al tubo hasta 250 rociadores por minuto. Durante su pasado Open-House, en Bad Oeynhausen (Alemania), la empresa hizo una demostración en una extrusora monohusillo BEX-1-45-30D, con un diámetro de husillo de 45 mm, una longitud de 30 D y una capacidad de producción de hasta 220 kg/h.

Extrusión de tuberías de PVC, PE y PP
Battenfeld Extrusionstechnik provee sistemas de extrusión para la producción de tuberías de PVC en aplicaciones para agua potable, agua caliente, protección de cables y cañerías. Los sistemas pueden producir tubos con diámetros entre 10 y 1.200mm, y manejan tasas de producción desde 50 hasta 1.500 kg/h. La compañía también proporciona líneas de extrusión para tuberías de PE y PP, cuyos diámetros van desde 10 hasta 2.000mm, con tasas de producción entre 50 y 2.500 kg/h.

Por su parte, Reifenhäuser ofrece tres tipos de sistemas de extrusión dependiendo de la materia prima utilizada. El sistema mono-tornillo es apropiado para materiales en forma de pellets y su diseño provee altas velocidades de producción a bajas temperaturas. El Bitruderes un sistema de doble tornillo contrarrotante (paralelos o cónicos) para procesar PVC en polvo o pellets, ideal para fabricar tuberías de PVC con capas espumadas. Por último, Reitruder es un sistema de doble tornillo corrotante para el procesamiento de tuberías con altos contenidos de carga.

Las extrusoras Monos, de Cincinnati Extrusion, están disponibles en seis tamaños con diámetros de tornillo de 45 a 150mm y tasas de producción entre 270 y 1.850 kg/h. La unidad de procesamiento 37 D y el sistema Power Feed permiten obtener superficies suaves en tuberías de PE o PP, así como atributos especiales en tuberías corrugadas para transporte de gas o agua.

Otras importantes compañías que ofrecen sistemas y componentes para extrusión de tubos son: Advance-Tech Co., Amut, Bandera Spa, Beutelspacher, Corma, Davis-Standard, Guill Tool & Engineering, Leistritz, Liansu Machinery, Maillefer SA, Theysohn Holding, Wayne Machine y Welex Incorporated.