Para definir la clasificación de presión de un material los ingenieros suelen tomar en cuenta dos parámetros: el tiempo que el material resiste hasta que la estructura que conforma se rompe y la magnitud de la presión (la fuerza a la que el material es expuesto en pruebas).
El hecho de que la resistencia de un material a distintos grados de presión se pueda calcular con base en experimentos para darle un valor numérico permite que sea utilizado en estructuras industriales en las que será puesto a prueba durante años.
La ASTM (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales, por sus siglas en inglés), la ISO (Organización Internacional de Normalización) y la Junta de Tensión Hidrostática del Instituto de Tuberías Plásticas en Estados Unidos, desarrollaron métodos para verificar la durabilidad y resistencia a largo plazo de diferentes compuestos, entre ellos el CPVC, incluso cuando se trata de CPVC industrial.
¿Qué presión soporta el CPVC? ¿Cómo se determina?
Existen dos métodos principales que permiten determinar la presión que el CPVC es capaz de soportar. La ASTM utiliza el llamado “Método Estándar de Pruebas para Obtener la Presión Hidrostática Base en Diseño para Tuberías Termoplásticas”. Se trata del método más empleado en Estados Unidos, por lo que será el que revisemos, y consiste en:
- Definir el Valor de Tensión Hidrostática a Largo Plazo del material, mediante las pruebas en las que se conoce la presión aplicada y se determina el tiempo hasta la falla.
- Utilizar el valor anterior para determinar la categoría de Base de Diseño Hidrostático del material.
- Multiplicar el segundo valor obtenido por un factor de diseño que permite asignar una cifra a la Tensión Hidrostática de Diseño, o la máxima tensión que el material resiste.
Cálculo de la Tensión Hidrostática a Largo Plazo
El valor de la Tensión Hidrostática a Largo Plazo se determina analizando el tiempo hasta la ruptura de un material expuesto a una presión definida.
Diferentes tuberías del material son expuestas a niveles de presión conocidos, para analizar la capacidad de resistencia del material a periodos de tiempo que van desde 10 horas hasta 10,000 horas. Para materiales de tuberías que funcionan con químicos hasta a 180°F (82.2°C), se hacen pruebas que determinan la resistencia hasta por 16,000 horas de uso.
Los datos de la presión a la que es expuesto el material y el tiempo hasta la falla son incluidos en una escala que se puede analizar de forma lineal. Los valores se extrapolan a una proyección de 100,000 horas de uso para definir si las piezas pueden ser utilizadas con diferentes fines.
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En la mayoría de los casos, la proyección es aceptada como el valor de Tensión Hidrostática a Largo Plazo; sin embargo, de acuerdo con el fin que se le pretenda dar al material, hay situaciones en las que el cálculo se realiza proyectando las horas de resistencia hasta un equivalente a 50 años de uso.
La tubería de CPVC industrial Corzan®, como ejemplo, está diseñada para resistir 4,000 psi de presión a 22°C y 1,000 psi a 82°C, cifras que garantizan su uso para aplicaciones en diferentes industrias al ser cerca de 25% más altas que las de compuestos de CPVC genéricos.
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