Las subidas y bajadas de temperatura pueden provocar alteraciones en las tuberías de HDPE. Cuando el calor aumenta se puede notar un aumento en la longitud de los tubos. Por otro lado, las bajas temperaturas pueden causar una contracción en los sistemas de cañerías. Esos son solo algunos de los cambios térmicos de las tuberías de polietileno.
Esas variaciones pueden ser un problema en para los sistemas de tuberías que estén sometidos a restricciones. En esas situaciones, los tubos deben soportar mayores tensiones, como el esfuerzo de compresión. El mayor peligro en esas situaciones es que los anclajes no soporten la presión, también podría ocurrir un colapso en las tuberías una vez que se vea superada su resistencia. Par aevitar seo, se debe contar con los consejos de expertos en la venta de tuberías de HDPE.
¿Qué tipos de alteraciones se pueden producir en los tubos de HDPE?
Los cambios de temperatura de las tuberías se pueden clasificar en tres formas. A continuación, vamos a explicar algunos detalles acerca de estos fenómenos térmicos.
Efectos térmicos sin restricción
Los cambios térmicos de las tuberías de HDPE son considerablemente mayores que los de otros materiales. Esta característica de su comportamiento mecánico debe tomarse en cuenta cuando se diseñen sistemas de irrigación que no estén sometidos a restricciones, como aquellas que se extienden sobre la superficie de a tierra. Asimismo, se deben diseñar mecanismos para compensar esas alteraciones si la instalación de tuberías va a ser soportada en estructuras.
La magnitud de los cambios en las temperaturas de las tuberías que se encuentren en estas condiciones se puede calcular de la siguiente manera:
Donde:
ΔL = cambio de longitud, pulgadas
L = longitud del tubo, pulgadas
α = coeficiente de expansión térmica lineal, pulg./pulg./°F
ΔT = cambio de temperatura, °F
Efectos térmicos con restricción de extremos
Las tuberías de polietileno que están sujetas a algún tipo de anclaje son más propensas a desarrollar mayores cargas de tensión. Una de las razones por las que se puede producir este fenómeno es el efecto de una caída de temperatura sobre lo tubos. En esas condiciones se puede producir una contracción térmica. Cuando una tubería sufre ese efecto y sus restricciones afectan a ambos extremos de los tubos, entonces, aumenta la resistencia a la tracción. Ese tipo de fenómeno se puede calcular de la siguiente manera:
Cuando los términos sean como se definen arriba, y
σ = tensión longitudinal en la tubería, libras/pulgadas2
E = módulo de elasticidad, libras/pulgadas2
Hay que tener en cuenta que la trasmisión de calor a través de las paredes de polietileno es bastante lenta. Por lo tanto, los cambios térmicos de las tuberías no se manifiestan abruptamente. La temperatura promedio de las tuberías es la que se selecciona cuando se elige el modulo elástico.
Cuando el esfuerzo de tensión longitudinal va aumentando en la pared de la tubería, una carga de empuje se crea en las estructuras de sujeción de los extremos. Está carga puede llegar a ser bastante significante y puede ser determinada usando:
Cuando los términos sean como se definen arriba, y
F = empuje en el extremo, libras
A = área de sección transversal de la tubería, pulgadas2
¿Cómo evitar la tensión en las tuberías con restricciones?
Para minimizar el esfuerzo de carga en los anclajes se puede inducir una deflexión lateral inicial. De esa manera, se puede controlar hacia que lado se va a desviar la tubería. También, se pueden adaptar los anclajes adaptarse a la deformación de las tuberías con proyecciones bien calculadas de la deflexión lateral que se puede presentar.
Se recomienda que se recurra a este mecanismo de control porque las juntas de expansión no son adecuadas para este tipo de instalaciones, especialmente si se están conduciendo sustancias a presión. Solo se pueden usar juntas de expansión si se diseñan especialmente para su uso con las tuberías de HDPE. Esto se debe a que este material tiene poca resistencia a los esfuerzos en sus extremos y puede retorcerse antes que expandir las juntas.
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(Fuente: Performancepipe.com)
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