Tubos metaloplásticos: tipos, características técnicas, particularidades de instalación

En muchas características, las tuberías de metaloplástico superan a sus competidores más cercanos: el material polimérico, de cobre, de hierro fundido y de acero para el tendido de tuberías. Sus propiedades son especialmente significativas en la instalación de sistemas de calefacción.

Para que el compuesto metalopolimérico materialice plenamente las cualidades declaradas por el fabricante, es necesario seleccionar correctamente el tipo de tubería. Debe corresponder a las condiciones de operación previstas y facilitar la instalación. Todo sobre las tuberías de metal y plástico, así como las pautas para su selección, lo encontrará en el artículo que le proponemos.

Estructura de las tuberías de compuesto metaloplástico

La tubería de metaloplástico ha ganado popularidad gracias a la combinación de la resistencia del metal y la flexibilidad del polímero. La construcción de las tuberías compuestas es un «pastel» de múltiples capas de polímero reforzadas con una capa intermedia de aluminio.

La simbiosis del plástico con el metal proporciona una alta resistencia mecánica, previene la difusión de oxígeno de la atmósfera y minimiza la expansión térmica del material.

El revestimiento interno de polietileno se caracteriza por una absoluta suavidad, garantizando un paso sin obstáculos para el medio transportado y evitando la aparición de depósitos e incrustaciones. El polímero es resistente a la acción de sustancias agresivas y no se corroe.

Estructura típica de la tubería: capa interna de polímero, adhesivo, aluminio, compuesto adhesivo y polietileno externo. Cada elemento cumple su función.

El núcleo metálico se encarga de la rigidez del producto y aumenta la resistencia térmica de la tubería. Los extremos de aluminio se unen mediante soldadura láser. El espesor del manguito de aluminio es de 0,15-0,75 mm, lo que permite soportar frecuentes cambios de temperatura y alta presión.

La capa externa de polímero es un plástico especialmente resistente, resistente a daños mecánicos, alta humedad y reactivos agresivos. La cubierta externa reduce la intensidad de formación de condensación en las tuberías.

Ambas capas de polietileno protegen el «manguito» de aluminio de la vaporización galvánica al contacto con los accesorios de latón y acero de la tubería.

Las características iniciales del producto dependen en gran medida del tipo de polímero utilizado:

• PEX – polietileno de alta presión;
• PE-RT – polímero termorresistente;
• PE-R – polietileno;
• PP-R – polipropileno.

El adhesivo es responsable de la monoliticidad de todo el conjunto. Los fabricantes implementan sus propias fórmulas patentadas, sin divulgar los ingredientes ni la proporción de componentes. Una capa adhesiva de calidad nivela la tensión dentro de la estructura entre el polímero y el aluminio, evita la delaminación y aumenta la resistencia al desgaste de la tubería.

Características físico-técnicas

Las propiedades de las tuberías de metal-plástico dependen de las dimensiones del producto (diámetro, espesor de pared), el tipo de polímero y el fabricante. Sin embargo, todos los indicadores deben cumplir con los estándares según GOST 18599 (2001), R-53630 (2009) y R-52134 (2003).

Características adicionales: material de la capa interna y externa – polietileno reticulado, coeficiente de conductividad térmica de tuberías 16/20 mm – 0,41 W/mK, 26 mm – 0,39 W/mK

Requisitos generales para la tubería de metal-plástico según GOST:

• límite de fluidez de la capa plástica caliente – hasta 0,3 g/10 minutos;
• ausencia de delaminación del borde frontal bajo tracción hasta el 10%;
• resistencia mínima admisible a la delaminación bajo carga – 15 N/cm, sin carga – desde 50 N/cm;
• reticulación de las capas de polietileno – desde el 60%;
• termoestabilidad de los componentes plásticos;
• valor límite de permeabilidad al oxígeno a temperatura +40°C – 0,32 mg/m²*día, a +80°C – 3,6 mg/m²*día;
• grado de resistencia de los polímeros utilizados – de 8-12 MPa;
• temperatura de fluidez inicial del adhesivo – mínimo +120°C.

GOST también regula los parámetros ecológicos. La proporción de sustancias volátiles en las tuberías de metal-plástico no debe exceder el 0,035%.

Características físico-técnicas básicas promedio:

1. Gama. Los fabricantes ofrecen tubería de metal-plástico con sección interna – 14-60 mm, espesor de pared – 2-3 mm. Longitud de la bobina – 50-200 m.
2. Resistencia. Bajo carga transversal, la resistencia mínima a la rotura – 2880 N. El indicador de resistencia de la soldadura con metal y de la unión adhesiva – 57 y 70 N/mm².
3. Resistencia térmica. El compuesto mantiene sus características dentro del rango de temperatura +95°C. Se permite un aumento breve hasta +110°C, a -40°C el termoplástico se congela.
4. Parámetros lineales. El radio de curvatura es directamente proporcional al diámetro de la tubería. Con instalación manual, el valor es de 80-125 mm, con instalación mecánica (curvadora o plantilla) – 46-95 mm.

El valor límite de presión en el sistema depende de la temperatura del agente transportado.

A una temperatura del refrigerante de 25°C, el producto soporta una presión de 25 atmósferas; a 95°C, 10 atmósferas. Si se transporta líquido a 20°C, la rotura de la tubería ocurrirá bajo una presión superior a 80 atmósferas.

Cuando se cumplen las normas de funcionamiento especificadas, la vida útil del metal-plástico es de 50 años. Su uso en redes de ingeniería «calientes» (temperatura del refrigerante superior a 25-30°C) reduce el período de trabajo a 25 años.

Cualidades operativas y ámbito de aplicación

La estructura y las características técnicas del metal-plástico han dado lugar a una serie de puntos fuertes de la tubería compuesta.

Entre los aspectos positivos de su uso se incluyen:

• resistencia a la corrosión: la superficie interna no se oxida ni se obstruye con lodo;
• buena capacidad de flujo gracias a la baja resistencia hidráulica de la tubería;
• inercia química frente a la mayoría de sustancias tóxicas y medios agresivos;
• flexibilidad, que permite al instalar la tubería principal minimizar la cantidad de conectores y piezas angulares;
• impermeabilidad a los gases: los elementos del sistema de tuberías (radiadores, calderas, equipos de bombeo) están protegidos del efecto dañino del oxígeno;
• absorción acústica: transporte silencioso de líquido a lo largo de las instalaciones;
• resistencia al desgaste, facilidad de uso y ausencia de necesidad de mantenimiento adicional.

Los tubos tienen poco peso, por lo que son fáciles de transportar e instalar. Ventajas adicionales: estética, costo asequible y uso prácticamente sin desperdicios.

La unión de la tubería con racores a presión proporciona una conexión hermética y fiable de la línea, lo que permite realizar una instalación oculta de la tubería y ejecutar un relleno de hormigón.

Junto con los aspectos positivos, el metal-plástico también tiene desventajas:

1. Diferencia de dilatación térmica. El plástico se «adapta» más rápido a los cambios de temperatura del agua que el aluminio. Esta diferencia afecta negativamente al material; con el tiempo, las conexiones se debilitan y aumenta el riesgo de fuga.
2. Requisitos de curvatura. El doblado/desdoblado repetido o una curvatura única excesiva puede provocar la deformación de las capas del perfil de metal-plástico.
3. Sensibilidad a los rayos UV. La capa externa polimérica pierde sus propiedades protectoras bajo una exposición prolongada a la radiación ultravioleta.

La instalación de la tubería de metal-polímero se realiza mediante racores de compresión.

Al usar productos de baja calidad y no respetar la técnica de instalación, es posible la delaminación de la estructura del metal-plástico y el agrietamiento de la capa plástica externa.

Estas deformaciones pueden ser consecuencia de la congelación del fluido caloportador en la tubería. Solución: aislar la línea durante la instalación o sustituir el agua transportada en el sistema de calefacción por anticongelante.

Las propiedades operativas de las tuberías de metal-polímero permiten su uso en construcción privada, industrial y otros ámbitos de la economía.

Principales áreas de aplicación:

• comunicaciones de sistemas de suministro de agua;
• suministro de líquidos agresivos, gas en la agricultura y en instalaciones industriales;
• instalación de 'suelos de agua' calefactados, incluso para calentar el suelo en invernaderos;
• aislamiento de cables eléctricos y conductores.

Los accesorios de composite metal-plástico se utilizan ampliamente en sistemas de ventilación, aire acondicionado y riego desde pozos.

Siempre que el 'revestimiento interior' de la tubería esté fabricado con plástico apto para uso alimentario, se permite el uso de tubería de metal-polímero para el suministro de agua potable.

Limitaciones de uso:

• locales que, según las normas de seguridad contra incendios, pertenecen a la categoría 'G' – albergan sustancias cuyo procesamiento va acompañado de desprendimiento de calor o aparición de chispas;
• edificios con fuentes de calor, si su temperatura de calentamiento supera los 150°C;
• calefacción centralizada con «inserción» del nodo elevador;
• al suministrar un portador de calor caliente con una presión de trabajo de 10 bares.

No se recomienda incorporar componentes de metal-plástico en conductos de ingeniería de tipo abierto. Los saltos de temperatura y la operación en heladas provocarán la destrucción de la tubería.

Selección de productos de metal&plástico

La calidad y las condiciones de operación de los productos de metal-plástico dependen del tipo de componente polimérico, las dimensiones, la tecnología de unión del manguito de aluminio y la confiabilidad del fabricante. Según los criterios mencionados, se puede clasificar toda la gama de productos de tubería.

Tipo de polímero utilizado

Según la composición, el plástico para la fabricación de tuberías se divide condicionalmente en dos grupos: polímeros de alta y baja presión.

Al primer grupo pertenecen:

• PEX– polietileno reticulado;
• PE-RT – polímero termorresistente.

PEX – polietileno con cadenas moleculares «reticuladas». Los enlaces transversales transforman la estructura lineal en una conexión tridimensional estable.

Comparación de la estructura molecular del polietileno tradicional (izquierda) y del polímero PEX. La particularidad del polímero reticulado es una especie de cualidad de «memoria». Ante una deformación leve, los productos tienden a recuperar su forma original.

Esta propiedad aumenta la resistencia de las tuberías a los golpes de ariete.

El tipo de enlaces intermoleculares está determinado por el catalizador utilizado para la reticulación:

1. PEX-A. Las nuevas cadenas dentro de la estructura son el resultado del tratamiento del polietileno con peróxido. Se alcanza un nivel máximo de «reticulación» – hasta el 85%. Ventajas: conservación de la elasticidad, alta resistencia y una «memoria» molecular pronunciada. Desventaja: el alto costo de la tecnología y, en consecuencia, el alto precio de las tuberías.
2. PEX-B. Alternativa óptima a los «enlaces A». Método de reticulación utilizando silano. La principal ventaja es la reducción de costos de producción. Matices tecnológicos: grado de reticulación – 65%, disminución de la elasticidad, restricciones más estrictas en el curvado de la tubería. En los polímeros PEX-B se mantiene un proceso de reticulación lento: el material cambia sus características originales con el tiempo.
3. PEX-C. Formación de nuevos enlaces bajo la acción de la radiación de electrones. Los parámetros de calidad del producto terminado son significativamente inferiores a los de las tuberías de la categoría PEX-A. Ventaja: bajo costo.
4. PEX-D. Los enlaces intermoleculares son el resultado del tratamiento con nitrógeno. Las tuberías PEX-D no compiten con sus hermanas, su producción se ha reducido.

Las tuberías RE-RT se distinguen por su resistencia térmica a largo plazo. El polietileno termoestable posee numerosos enlaces intermoleculares estables. En la producción se utiliza la técnica de procesos controlados de formación espacial de macromoléculas.

La estructura de malla aumenta la resistencia del material y mejora la flexibilidad. Una ventaja importante es la termoplasticidad. Se permite la unión mediante accesorios y soldadura. Este último método aumenta la fiabilidad de la conexión.

Gracias a las altas prestaciones técnicas de los tubos de metal-plástico con polímero RE-RT, su ámbito de aplicación se ha ampliado. La tubería soporta temperaturas de hasta +124 °C y no teme a las heladas.

Para la instalación de una tubería «fría» son adecuados los modelos de polietileno de baja densidad. Posibles denominaciones: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Características de los materiales:

• la temperatura de 70 °C es crítica: los tubos se deforman;
• la presión máxima del sistema es de 8-10 bares;
• deterioro de las propiedades bajo la exposición solar.

El material compuesto de metal y polímeros de baja presión se elige con el fin de reducir el presupuesto para la instalación de la tubería.

Dimensiones de la tubería: diámetro y espesor del armado

El tamaño de la tubería viene determinado por su ámbito de uso. En la gama de los principales fabricantes se presentan modificaciones con diámetro exterior de 16-50 mm.

Las modificaciones más demandadas para uso doméstico son los tubos de sección 16 y 20 mm. El espesor estándar de la pared de estos calibres es de 2 mm, y el refuerzo de aluminio de 0,2 mm.

A continuación se presentan las características y particularidades de aplicación de los tubos de diámetro XX*YY, donde XX es la sección exterior e YY el diámetro interior.

16*12. Los tubos se utilizan principalmente para el circuito de agua (suministro de agua a contadores, mezcladores) y el sistema de calefacción del hogar. Para la tubería principal se puede emplear producto de mayor diámetro.

20*16. Instalación de «suelo radiante», sistemas de abastecimiento de agua. Los accesorios tienen mejor capacidad de flujo en comparación con modelos anteriores, por lo que se recomienda instalarlos cuando la presión del agua sea inestable.

26*20. Espesor de pared: 3 mm. Esta opción se aplica preferiblemente en viviendas particulares para sistemas autónomos, donde es importante asegurar cierto margen de capacidad de flujo ante posibles «interrupciones» de presión.

32*26. Las dimensiones del tubo permiten utilizarlo como columna ascendente o tubería principal para sistemas de baja presión. El volumen del fluido transportado aumenta debido a la gran sección transversal.

40*32. Espesor: 3,9 mm. Los tubos se utilizan en el tendido de largas rutas de redes de ingeniería en construcción civil e industrial. Son adecuados para sistemas de tratamiento de agua, climatización, suministro de agua individual y centralizado.

La función de los tubos de 50*40 con pared de 4 mm es el montaje de tuberías tecnológicas utilizadas para calefacción/suministro de agua en edificios industriales y calefacción de áreas exteriores.

El espesor de la capa de refuerzo determina la resistencia, flexibilidad y conductividad térmica de los tubos.

Al elegir, se tienen en cuenta los siguientes matices:

• Cuanto más gruesa es la capa de aluminio, más rígida es la tubería;
• La instalación por uno mismo es más fácil de realizar con productos que tienen una capa metálica de 0,15-0,2 mm;
• Al aumentar la proporción de refuerzo, aumenta la pérdida de energía térmica durante el transporte del fluido caloportador.

Para trabajos domésticos internos, el tamaño óptimo de la capa de refuerzo es de 0,3-0,5 mm.

Matices de la tecnología de fabricación

Existen dos métodos básicos de fabricación de tubos metálicos y poliméricos: el inglés y el suizo. La principal diferencia entre las tecnologías es el tipo de unión del manguito de aluminio.

A menudo se escucha a los especialistas en marketing hablar de la clasificación de los tubos en «con costura» y «sin costura» según la tecnología de fabricación. Sin embargo, al profundizar en los fundamentos de la producción, se puede entender que la junta de unión está presente en ambas opciones; la diferencia radica en su ejecución.

Tecnología inglesa: soldadura por solapamiento. Se forma un tubo a partir de una cinta metálica, los bordes del «manguito» se sueldan por solapamiento con ultrasonidos. En los lados exterior e interior del tubo de aluminio se aplican simultáneamente capas de adhesivo y polímero.

La productividad de la tecnología «combinada» es de 25 m/minuto. Con la soldadura por solapamiento se obtienen los llamados tubos con costura. El costo de los productos fabricados según el método inglés es un 30% menor que el de su homólogo suizo.

Tecnología suiza: soldadura a tope. Etapas de producción:

1. Fabricación de un tubo de polímero mediante extrusión.
2. Aplicación de adhesivo en la superficie exterior del plástico.
3. Formación y «laminación» de la capa metálica a partir de cinta de aluminio.
4. Fijación de los bordes del material de refuerzo a tope mediante soldadura por arco de argón o láser.
5. Aplicación secuencial de adhesivo y polímero sobre la superficie de aluminio.

Etapa final: enfriamiento del producto terminado.

La tecnología suiza «separada» es de alta productividad: una máquina puede producir hasta 40 m/minuto. El costo del producto se incrementa debido a la formación de una capa de aluminio más gruesa.

Las afirmaciones de los vendedores de tubos «sin costura» sobre su mayor resistencia en comparación con los «con costura» no deben tomarse como un axioma. Los especialistas en soldadura saben que la resistencia de la soldadura por solapamiento siempre es mayor que la de la unión a tope.

Si se toma como unidad la resistencia del aluminio laminado, entonces en la unión por solapamiento este parámetro siempre será mayor que 1, y en la soldadura a tope, menor que 1.

Reseña de fabricantes: relación calidad-precio

El ranking no oficial de fabricantes de tubos de metal-polímero lo presentan empresas nacionales y extranjeras.

Valtec (Italia, Rusia). Los sistemas de tuberías metalopolímeras se fabrican mediante el método de organosilano (PEX-b). El grado de reticulación de la capa de trabajo es del 65%, y de la capa externa protectora del 55%. La combinación de características ha permitido obtener un material flexible.

La tecnología de soldadura del marco de aluminio es a tope mediante el método TIG, la resistencia de la composición adhesiva es de 70 N/10 mm. Según la declaración del fabricante, las fluctuaciones de temperatura no provocarán la delaminación de la estructura.

Precio aproximado del producto de 16*2 mm – 1 u.e./m, de 32*3 mm – 4,5 u.e./m.

Henko (Bélgica). Tuberías de cinco capas fabricadas con tecnología «sin costuras». En la producción se utiliza polietileno reticulado PEX-C, con un grado de reticulación del 60%. Las tuberías se fabrican con diámetros de 14-40 mm, espesor de 2-3,5 mm y longitud de bobina de 5-200 m.

Todos los parámetros de los productos Henko cumplen con los estándares GOST. La temperatura de trabajo es de 95°C, lo que es permisible para la instalación de sistemas de «suelo radiante».

El costo promedio de la tubería de sección 20 mm – 0,8 u.e./m.

Oventrop (Alemania). La empresa se especializa en la fabricación de tuberías termorresistentes a base de polímeros PE-RT. Gracias a sus excelentes características técnicas y operativas, los productos se consideran universales y se utilizan en diferentes áreas de la construcción. Precio – aproximadamente 1,2 u.e./m.

Comap (Francia). Tubería metaloplástica que utiliza compuestos poliméricos PEX-C y PEX-B. El producto se caracteriza por una absoluta estabilidad electroquímica y un bajo coeficiente de desgaste. Las tuberías de la serie Multi-Skin absorben bien el ruido y mantienen la forma de curvatura determinada.

Nanoplast (Rusia). El fabricante nacional ha establecido la producción de tuberías metalopolímeras según la tecnología suiza. La particularidad del producto es una capa de refuerzo reforzada (el espesor del metal es de 0,3-0,55 mm).

Los tamaños ofrecidos son de 16-32 mm, el polímero utilizado es PEX, el grado de reticulación de los enlaces moleculares del polietileno es del 70%, la rugosidad de la superficie es de 0,0015 mm.

Descifrado del marcado de producción

El etiquetado contiene información básica sobre las características y el propósito de la tubería. La secuencia de valores puede diferir según el fabricante.

Designaciones estándar:

• nombre de la empresa fabricante;
• estándar de producción, número de certificado;
• tipo de materiales utilizados;
• dimensiones nominales;
• presión máxima admisible;
• medio apto para el transporte;
• condiciones adicionales de operación (temperatura).

Al final se muestra el número de lote, turno y fecha de fabricación.

Al ensamblar la tubería, es recomendable dejar la superficie con la marca a la vista. En el futuro, la información sobre el material puede ser necesaria.

Particularidades de la instalación de tuberías de metaloplástico

El ensamblaje de la tubería principal a partir de tubos metaloplásticos se realiza mediante racores de tres tipos: desmontables, de compresión y racores de presión. Para realizar las uniones mediante prensado se requieren alicates de presión que permiten formar una junta completamente hermética.

La conexión de tuberías con racores a presión se realiza de la siguiente manera:

Además de las uniones tradicionales por prensado, en el trabajo con tuberías de metal-plástico se utiliza otra tecnología y un tipo de racores denominados deslizantes. Para formar una junta hermética en este caso, además de los alicates de presión, se utiliza un expansor para ensanchar el casquillo. Este método se emplea para montar sistemas instalados en soleras o en rozas.

El prensado del manguito deslizante sobre el tubo expandido colocado en la boquilla permite lograr una conexión hermética, pero para un montaje único no siempre resulta conveniente adquirir todas las herramientas.

El herraje desmontable (de pinza) consta de un cuerpo, un anillo de compresión abierto y una junta de goma. Para la conexión con electrodomésticos se ha dispuesto una rosca.

Orden de montaje:

1. Aplicar la marca para la ubicación del fitting y cortar el tubo.
2. Colocar la tuerca y el anillo de compresión en la tubería.
3. Instalar el fitting y apretar la tuerca.
4. Verificar la estanqueidad de la unión.

El fitting de compresión se considera semi-desmontable. Para el montaje de la tubería con este tipo de fittings se necesita un mínimo de herramientas, bastan un par de llaves:

El herraje es cómodo de montar:

1. Alinear la tubería en el punto de fijación en un rango de 10 cm.
2. Cortar el tubo rectamente.
3. Procesar los extremos, colocar la tuerca y el anillo.
4. Cubrir el vástago con sellador e insertarlo en el tubo.
5. Apretar la tuerca de unión.

La unión más fiable en el montaje de tuberías metaloplásticas se logra mediante el uso de racores de presión. El método es óptimo para la instalación de tendidos ocultos de comunicaciones. Para montar la tubería se necesitará una máquina de prensado, un calibrador y un cortatubos.

Primero, hay que calibrar la pieza, quitar el reborde y colocar el manguito. Insertar el racor, agarrar el manguito con la prensa y apretar firmemente. El racor de presión puede utilizarse una sola vez.

Con valiosos consejos para realizar el prensado de tuberías metaloplásticas, le informa el siguiente artículo, en el cual se analizan detalladamente todos los matices de montaje.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Comparación de la resistencia de las tuberías de metal-plástico y polipropileno a la acción de alta presión:

Video instructivo sobre el montaje paso a paso de una tubería de metal-polímero con el uso de racores de presión:

Las tuberías de metal-plástico son una simbiosis de las ventajas de ambos materiales. La estructura combinada amplía el campo de aplicación de los productos de metal-polímero en los sistemas de ingeniería de comunicaciones de diversos objetos de construcción. Argumentos de peso a favor: durabilidad y precio asequible.

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