Cloruro de polivinilo (PVC)

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Acerca de PVC

Las tuberías de cloruro de polivinilo (PVC) son el material de tubería de plástico más utilizado. Los sistemas de tuberías de PVC son:

• Respetuoso con el medio ambiente
• Proporciona una larga vida útil
• Fácil de instalar y manejar
• Resistente a la corrosión
• Rentable
• Ampliamente aceptado por códigos

El tubo de PVC se fabrica por extrusión en una variedad de tamaños y dimensiones y generalmente se venden en longitudes de 10′ y 20′. El tubo de PVC está disponible en construcción de pared sólida o núcleo celular. La construcción del núcleo celular implica la extrusión simultánea de al menos tres capas de material en la pared de la tubería: una capa externa sólida, una capa intermedia del núcleo celular y una capa interna sólida. El tubo de PVC está hecho para cumplir con varios estándares ASTM para aplicaciones de presión y sin presión.

Usos & Aplicaciones

La tubería de PVC se utiliza para:

• Desagüe-desagüe-ventilación (DWV)
• Alcantarillas
• Tuberías de agua
• Líneas de servicio de agua
• Riego
• Conducto
• Varias instalaciones industriales

Se puede utilizar bajo tierra o sobre tierra en edificios. También se puede usar en exteriores si la tubería contiene estabilizadores e inhibidores UV para protegerse de la radiación ultravioleta y está pintada con una pintura de látex a base de agua.

Los materiales de PVC son resistentes a muchos productos químicos comunes, como ácidos, bases, sales y oxidantes.

Debido a que los componentes del sistema de tuberías de PVC se pueden fabricar en una variedad de colores, la identificación de la aplicación es fácil. Un esquema de color común (aunque no universal) es:

• Blanco para DWV y algunas aplicaciones de baja presión
• Blanco, azul y gris oscuro para tuberías de agua fría
• Verde para servicio de alcantarillado
• Gris oscuro para aplicaciones de presión industrial

Este esquema de color tiene una excepción en que gran parte de la tubería de PVC blanco tiene doble clasificación para aplicaciones de DWV y presión.

Los sistemas de tuberías de PVC no deben utilizarse para almacenar y/o transportar aire comprimido u otros gases. Los sistemas de tuberías de PVC tampoco deben probarse con aire comprimido u otros gases.

Estado del código

Las tuberías de PVC se reconocen como material aceptable para DWV, alcantarillas y servicios y distribución de agua potable en todos los códigos de plomería modelo. Estos códigos normalmente identifican productos aceptables para usos específicos basados en la designación estándar ASTM.

Disponibilidad

El PVC está disponible en casas de suministros de plomería, ferreterías y centros domésticos en toda América del Norte. Consulte los enlaces a nuestro sitio web para miembros.

Marcado

Debido a que la impresión en tuberías de PVC es simple, las marcas siempre son fáciles de identificar. Las normas ASTM exigen que la tubería de PVC se etiquete de la siguiente manera:

1. Nombre o marca comercial del fabricante
2. El estándar al que se ajusta
3. Tamaño de la tubería
4. Designación del material (por ejemplo, PVC 12454, de PVC 1120, o PVC Tipo 1, Grado 1)
5. DWV, si para drenaje
6. Clasificación de presión si para presión
7. Número de SDR o número de programa
8. Si la tubería es para agua potable, es fácil instalar sistemas de tuberías de PVC con un sello o marca de laboratorio que certifique su idoneidad para agua potable

. A los contratistas les encanta este material ligero para tuberías. Solo sigue algunos pasos sencillos y de sentido común:

• Siga los requisitos del código local.
• Siga las prácticas de trabajo seguras recomendadas.
• Siga los procedimientos de manipulación adecuados.
• Lea las instrucciones de instalación del fabricante.
• Mantenga la tubería y los accesorios en el embalaje original hasta que sea necesario.
• Cubra la tubería y los accesorios con una lona opaca si se almacena al aire libre.
• Inspeccione la tubería en busca de daños antes de usarla.
• Use herramientas diseñadas específicamente para usar con tubos de plástico.
• Use un paño de caída para proteger los acabados en el área de trabajo.

Al unir tuberías y accesorios de PVC con cemento solvente, siempre:

• Corta los extremos cuadrados de los tubos.
• Bisele y desbarbe los extremos de las tuberías con una herramienta de biselado.
• Utilice la imprimación y el cemento solvente adecuados y siga las instrucciones de aplicación del fabricante.
• Use el aplicador del tamaño adecuado para la tubería que se une.
• Gire la tubería 1/4 de vuelta al tocar fondo de la tubería en el zócalo de conexión.
• Evite el encharcamiento de imprimación o cemento en accesorios y tuberías.

Para conexiones roscadas, siempre:

• Use cinta de Teflon® o sellador de hilo de pasta aprobado.
• Ensamble las juntas roscadas con cuidado (máximo dos vueltas más allá de los dedos apretados).

Para soportar adecuadamente los sistemas de tuberías de PVC:

• Permita el movimiento debido a la expansión y contracción.
• Use perchas diseñadas para usar con plástico.
• Siga los requisitos de espaciado de soporte de suspensión adecuados.
• Proteger de clavos, tornillos y superficies abrasivas.

Al probar un sistema de tuberías de PVC instalado:

• Siga los tiempos de curado recomendados por el fabricante antes de la prueba de presión.
• Ensayo de acuerdo con los códigos locales.
• Use solo soluciones de glicerina y agua para protección contra la congelación cuando corresponda.

La historia del PVC

El cloruro de polivinilo se descubrió a finales del siglo XIX. Los científicos que observan el gas químico recién creado, el cloruro de vinilo, también descubrieron que cuando el gas se expuso a la luz solar, sufrió una reacción química (ahora reconocida como polimerización) que resultó en un material sólido blanquecino. Pero, el material sólido era tan difícil de trabajar que fue desechado en favor de otros materiales. Años más tarde, en la década de 1920, el científico del caucho Waldo Semon fue contratado por BFGoodrich para desarrollar un caucho sintético que reemplazara al caucho natural cada vez más costoso. Sus experimentos finalmente produjeron cloruro de polivinilo. Aunque los desarrolladores de productos comenzaron a usar PVC de diversas maneras, como tacones para zapatos, pelotas de golf e impermeables, por nombrar solo algunos, su aplicación aumentó significativamente durante la Segunda Guerra Mundial. El PVC resultó ser un excelente reemplazo para el aislamiento de goma en el cableado y se usó ampliamente en barcos militares estadounidenses. Después de 1945, su uso en tiempos de paz explotó.

En los Estados Unidos, los materiales de PVC son gas natural y sal de roca.

• El gas natural se calienta a presión para formar etileno. Esto se llama «cracking».
• La sal de roca común (cloruro de sodio) se divide por electrólisis para producir cloro y lejía (hidróxido de sodio).
• El cloro y el etileno se combinan para formar monómero de cloruro de vinilo (MCV).
• Las moléculas de MCV se unen de extremo a extremo (polimerizadas) para formar largas cadenas de polímero de cloruro de polivinilo (plástico).
• El polvo de PVC termoplástico se compone, funde y extruye en tuberías.

Estudios de casos

Environmental Dynamics, Inc., con sede en Columbia, Missouri. (EDI) tiene veintisiete años de experiencia en la fabricación de sistemas innovadores de tratamiento de aguas residuales. La compañía es un fabricante integrado de sistemas de aireación difusa que incluye tecnología de difusores, investigación y desarrollo, ingeniería de sistemas y fabricación de productos. La columna vertebral de sus sistemas es el tubo de PVC. Los sistemas utilizan aireación para tratar las aguas residuales; la aireación se basa en la eliminación natural de materiales dañinos utilizando microorganismos que requieren aireación.

«Si alguna vez ha tenido una pecera, está familiarizado con el uso de un» burbujeador» para airear el agua», dice Randy Chann, Vicepresidente Ejecutivo de EDI. «El principio es el mismo. Los sistemas EDI utilizan oxígeno en la atmósfera soplado a través de una tubería transportadora (PVC) para tratar las aguas residuales.»

El uso de un difusor, un dispositivo mecánico que introduce oxígeno en el agua, es un enfoque común para el tratamiento del agua. Los sistemas EDI utilizan aireadores mecánicos equipados con una membrana especial y flexible para proporcionar aireación difusa de poros finos. Cuanto más finas sean las burbujas creadas por el sistema, mayor será la eficiencia del sistema. Los colectores y cabezales de PVC proporcionan la rejilla estructural para contener difusores EDI & membranas. Los difusores en sí mismos son esencialmente mini sistemas de PVC con aberturas específicas para alimentar la membrana flexible.

El resultado es una notable estructura de PVC. Las plantas más grandes tratan más de 100 millones de galones de aguas residuales por día. En cada una de estas plantas, la cantidad de tuberías de PVC empleadas en el sistema de distribución de aire y los componentes del difusor supera los 60.000 pies. Además, cada planta utiliza numerosos accesorios, camisetas, ells, tapas, bridas, etc. En trabajos grandes, esto equivale a más de 2000 a 3000 accesorios diversos.

Sistemas de PVC DWV Después de más de 20 años de Servicio

Fondo de PVC

El primer informe que este autor encontró describiendo una instalación de tubería de agua de PVC data de 1934 en Alemania. En 1950 se fundó una asociación de comercio de tubos de plástico en los Estados Unidos, y en 1951 comenzó un programa de evaluación de plásticos en la Escuela de Salud Pública de Michigan. Ese programa de cuatro años incluyó estudios de alimentación animal y un estudio imparcial de tuberías de plástico desde el punto de vista de la salud pública.

En 1957, el Departamento de Comercio de los Estados Unidos publicó un Estándar Comercial (CS207 – 57) para tubos de PVC. La norma ASTM (D1785-60) siguió en 1960. Siguieron otros estándares de tuberías de presión de PVC (CS256 – 63 en 1963 y ASTM D2241 – 64 en 1964) junto con los Estándares de tuberías y accesorios de PVC – DWV (CS272 – 65 y D2665 – 68) en 1965 y 1968, respectivamente. Las tuberías de PVC instaladas durante y después de esas fechas pueden estar marcadas con esos números estándar.

Introducción

Los sistemas DWV de PVC se han instalado en edificios de varios pisos durante más de veinte años. Cuando estas primeras instalaciones se hicieron a finales de los años 1960 y 1970, se compiló una lista de 51 edificios en 31 ciudades. Este artículo informa de los hallazgos de las inspecciones de 1998 de seis de estas primeras instalaciones, junto con confirmaciones de que los sistemas continúan en funcionamiento en este momento.

Edificio de la Sede Nacional de AIA en Washington, DC

Este edificio de siete pisos fue construido en 1973. Se estaban instalando nuevos enfriadores y se estaba revisando el sistema de tratamiento del aire en el momento de la inspección de 1998. Los sistemas de drenaje de techo y DWV son de PVC y no han tenido problemas. Muy poco de esta tubería es visible, excepto en la sala de máquinas del séptimo piso, donde se observaron tuberías de drenaje y ventilación. Algunos de ellos tenían juntas de dilatación. Las tuberías expuestas de la torre de enfriamiento en el techo se habían desvanecido de color a casi blanco. El Sr. Pierre Rahel ha sido Gerente de Construcción durante los últimos dos años y el Sr. Sid Cox ha sido Ingeniero de Construcción durante los últimos siete años. Informan que sus sistemas de tuberías de PVC continúan funcionando satisfactoriamente.

Ellicott House en Washington, DC

Este edificio de apartamentos de nueve pisos fue construido en 1973. El sistema DWV y los desagües de aguas pluviales son de PVC. Robert Ducket ha sido el Supervisor de Mantenimiento durante unos quince años. Su personal utiliza procedimientos de mantenimiento preventivo normales y no ha tenido problemas con las tuberías de PVC.

Condominio Cairo en Washington, DC

Stevens Company, Plumbing and Heating ha realizado todo el trabajo de servicio en los sistemas de tuberías y tiene registros de todo el mantenimiento que se ha requerido en este condominio. Algunas grietas han aparecido en Tee / Wyes, pero la compañía señaló que ocurrieron cuando la línea de derivación no estaba correctamente soportada. También han aparecido algunas grietas en las bridas, pero por lo demás los sistemas funcionan bien.

Stevens Company utiliza una gran cantidad de tubos de plástico en sus reparaciones y trabajos nuevos e informó que en su experiencia:

• Las paradas son aproximadamente las mismas en tuberías de hierro fundido que en sistemas de tuberías de plástico.
• Las tuberías colocadas contra paneles de yeso crean problemas de sonido.
• Los tornillos y clavos pueden penetrar en las tuberías. (Esto ocurrió principalmente en los baños.)

Tower Villas Condo en Arlington, VA

En el momento de la inspección de 1998, la tubería de agua caliente metálica y el sistema de calentamiento de agua caliente estaban sujetos a fugas por agujeros de alfiler (comunes en estos sistemas metálicos). Roberto Suárez, que había sido Supervisor de Mantenimiento de Edificios durante cinco años, proporcionó información sobre otros sistemas de plomería. Informó que el mantenimiento del sistema había sido normal, excepto por un incidente cuando una fuerte tormenta resultó en una separación completa de una junta de tubería/toma en un líder de drenaje de techo de 6 pulgadas. Esto inundó el vestíbulo. No se disponía de ninguna otra información sobre la causa de esta falla en una tubería de flujo por gravedad en servicio durante años sin signos de fugas. Desde 1998, la administración ha realizado algunas mejoras en el sistema de calefacción, pero sigue habiendo fugas en las tuberías de agua. Los sistemas de PVC continuaron en servicio sin problemas.

(Nota del autor-Sin ver la junta de 6″ que se separó, pero basada en algunas experiencias pasadas, esta junta podría haber sido cebada y ensamblada durante el proceso de «ajuste», pero nunca cementada con solvente. Este tipo de separación de juntas ha sido reportado por otros e incluso ha ocurrido con tuberías de presión. Si alguien que lee esto tiene información de primera mano, llame a Robert C. Wilging al (440) 933-4394).

Holiday Inn en McLean (Tyson Corners), VA

Este edificio de nueve pisos tiene pilas de hierro fundido y tuberías de derivación de PVC. No ha habido problemas con las tuberías de PVC y el mantenimiento del sistema ha sido normal. Un poco de PVC se ha utilizado en la remodelación y en un nuevo edificio. El ingeniero jefe Barry Singh informó que hace unos cuatro años se instaló un sistema de rociadores contra incendios CPVC sin ningún problema y está funcionando a 150 psi.

A partir de diciembre de 2000, todos los sistemas continúan en servicio. Sin embargo, una línea inferior falló porque el relleno se consolidó y causó una ruptura en la línea.

Park Layne en Dayton, Ohio

Este edificio de apartamentos de lujo de once pisos fue construido en 1969 y fue mencionado en la edición de octubre de 1970 de la revista Building Systems Design. El artículo se refiere a un «matrimonio» de PVC DWV y hierro fundido en los sistemas de drenaje.

La referencia de «matrimonio» se aplica a la instalación Park Layne donde se utilizó una tubería de PVC de 3 pulgadas o más pequeña para todos los desagües de cocina, inodoro y bañera, además de algunos de los desagües de ducha. Se utilizaron tuberías de ventilación de hierro fundido en los seis pisos inferiores, y se utilizó PVC para el resto de las tuberías de ventilación. Los tubos de PVC se calafatean en cubos de montaje de hierro fundido con lana de roble y plomo. Estas juntas se hicieron sin adaptadores moldeados de PVC y no tuvieron problemas.

Durante el mismo tiempo, algunos de los tubos y accesorios de hierro fundido han desarrollado fugas por corrosión. Aunque los parches de epoxi pueden proporcionar un alivio temporal para pequeñas fugas, la sustitución de tuberías y accesorios con fugas por PVC es una solución permanente. Las fugas en el drenaje de la ducha se han resuelto rompiendo la base de concreto, eliminando la tubería de drenaje de hierro fundido e instalando una nueva línea de drenaje de PVC y una base de ducha. El tubo de PVC es fácil de cortar, ajustar y unir. Basados en la experiencia con tuberías de PVC que han estado en servicio durante 30 años, estos desagües de ducha de PVC parecen resolver el problema de corrosión.

El Park Layne con 128 apartamentos y dos edificios adicionales, el Riverstone y El Rockwood, son propiedad y están operados por Towne Asset Management Co. Larry Rainwater ha estado en el campo del mantenimiento de apartamentos durante 25 años y ha tenido la responsabilidad de los tres edificios durante tres años. Basado en su experiencia con los tres edificios, Rainwater cree que su trabajo de mantenimiento de tuberías sería más fácil si se hubieran instalado tuberías de PVC DWV en todas partes. También mantiene las piscinas y ha encontrado que la tubería de PVC utilizada allí ha servido bien.

Nota: Limpieza mecánica

Durante la inspección de 1998, Larry Rainwater señaló que a veces pasa por una sección de tubería de PVC con equipo de limpieza mecánica para llegar a una sección de tubería de hierro fundido. (Nota del autor: Un breve informe sobre las pruebas realizadas hace años con equipos RotoRooter mostró que las herramientas de limpieza pasaban a través de curvas de PVC sin dañar el accesorio de plástico.) Rainwater remitió a este inspector a Alan Pierce Sr., quien ha operado una franquicia de RotoRooter durante 40 años. Basado en su experiencia, Pierce ofreció los siguientes comentarios sobre el mantenimiento de PVC con equipos de limpieza mecánica:

• Los limpiadores de desagües ácidos y cáusticos, si se usan continuamente, atacarán y destruirán la tubería de metal, porque después de limpiar el metal, la corrosión continúa.
• La tubería de alcantarillado de PVC de pared delgada se puede agrietar por la acción de azotes de una serpiente de alcantarillado.
• La tubería DWV de PVC del horario 40 y la tubería de alcantarillado de PVC no se ven afectadas por el equipo de limpieza mecánica.
• Los gases dentro de las tuberías de DWV y alcantarillado crean condiciones corrosivas que destruyen los metales con el tiempo.
• Después de una breve exposición al ácido sulfúrico, las serpientes de alcantarilla rompieron el hierro fundido con fracturas frágiles a pesar de que solo estuvieron en servicio por poco tiempo.
• La instalación adecuada de tuberías de alcantarillado es un factor importante para obtener una larga vida útil, independientemente del material de tubería de alcantarillado que se utilice.

Conclusión:

Aunque estas inspecciones no arrojaron ninguna información nueva significativa, sí verificaron que la resistencia a la corrosión del PVC es un factor principal en su capacidad de proporcionar muchos años de servicio sin problemas tanto en sistemas de alcantarillado como de DWV.

Si algún lector tiene información que favorezca este esfuerzo, su respuesta al Editor será apreciada.

Tubería de PVC y Construcción ecológica

Cumplir con el desafío de construcción verde

El PVC cumple con los desafíos de las especificaciones de construcción verde actuales. El Greenbuilding se refiere a la creciente importancia de cumplir con los requisitos de sostenibilidad en los materiales y prácticas de construcción y, al mismo tiempo, limitar el impacto en los recursos naturales, tanto en la construcción como en el mantenimiento a largo plazo y el ciclo de vida de un edificio comercial o residencial.

Los tubos y accesorios de PVC ofrecen una serie de cualidades de construcción verde.

• Las tuberías y accesorios de PVC correctamente instalados ofrecen una vida útil especialmente larga. Muchos sistemas instalados hace treinta o más años continúan proporcionando un servicio confiable y sin mantenimiento. Mucho después de que las tuberías de cobre y acero hayan sufrido daños irreparables debido al agua corrosiva y otros fluidos que pasan a través de ellas o a las condiciones agresivas del suelo en las que se han instalado, los sistemas de PVC continúan funcionando sin mantenimiento.
• El PVC protege el agua potable y no permite que los contaminantes externos se filtren en las tuberías. Debido a que el PVC es una sustancia inerte, no reacciona con los productos químicos a su alrededor. De hecho, a menudo es el material de elección para el procesamiento químico. Dado que el PVC es tan confiable, protege el entorno circundante: tierra,arena, etc., from de aguas residuales y otros materiales indeseables.
• Se han estudiado cuidadosamente los cementos solventes y su uso. Como resultado, la guía para su uso está documentada en ASTM D 2564 y ASTM F 656. Las preocupaciones con respecto al uso de cemento solvente se resuelven fácilmente mediante el uso de ventilación adecuada y protección contra el contacto con la piel.
• El largo ciclo de vida del PVC significa que la mayoría del PVC instalado permanece en servicio, suministrando agua y desechando residuos, por lo que el problema de manipular materiales de PVC desechados se minimiza en cierta medida. Sin embargo, incluso el PVC desechado se recicla. Según el Instituto del Vinilo, el vinilo puede clasificarse automáticamente de otros materiales reciclables. Y la demanda de vinilo reciclado supera la oferta.
• Sin residuos en el proceso de fabricación. Los materiales sobrantes simplemente se vuelven a moler para obtener más producto.

El tubo de PVC se ha probado con éxito contra el estándar ANSI/NSF 61 y otros estándares de efectos para la salud durante más de 35 años. Si bien las calificaciones de seguridad de sus contrapartes metálicas se han cuestionado constantemente, el PVC ha seguido suministrando agua tan pura al final de la tubería como cuando ingresa al sistema. El PVC es un material termoplástico hecho de compuestos que comúnmente cumplen con la clase 12434 según ASTM D1784 o la Clase 11432 según ASTM D4396 (para tubos de núcleo celular).

Miembros de PVC

• Atkore Plastic Pipe Corporation
• Bow Plumbing Group Inc.
• Charlotte Pipe & Foundry Company
• Cresline Plastic Pipe Co. Inc.
• E-Z Weld Group
• Genova USA
• Georg Fischer Harvel, LLC
• Imerys Performance Minerals
• IPEX USA LLC
• IPS Weld-on
• Kaneka North America LLC
• KibbeChem, Inc.
• LASCO Fittings, Inc.
• Milacron LLC
• National Pipe & Plastics, Inc.
• Color y aditivos de nueva tecnología
• North American Pipe Corporation
• PipeLife Jet Stream, Inc.
• S & B Technical Products, Inc.
• Sasol Performance Chemicals
• Shintech, Inc.
• Teknor Apex
• Valtris de productos Químicos de Especialidad
• Victaulic
• Westlake PVC Corp