Evaluación del efecto causado por un aceite parafínico en el comportamiento fisicoquímico de los tubos de polietileno de alta densidad

Evaluation of the effect caused by a paraphinic oil on the physicochemical behavior of high-density polyethylene pipes

Se investigaron los efectos causados por un aceite parafínico en el comportamiento fisicoquímico de tubos de polietileno de alta densidad, en función del tiempo y la temperatura. Estos efectos se evaluaron mediante análisis termogravimétricos y gravimétricos y por FTIR. Los datos gravimétricos se describieron satisfactoriamente utilizando la ley de Fick, y los resultados del FTIR mostraron que no se habían producido modificaciones estructurales importantes tras la exposición de los tubos de HDPE a este aceite. De los resultados obtenidos se concluyó que se estaba produciendo un envejecimiento físico, ya que la estructura química del polímero no se había alterado.

INTRODUCCIÓN

Las tuberías de acero al carbono se utilizan para el transporte de productos petrolíferos en muchas redes de distribución. Sin embargo, estas tuberías presentan dos desventajas importantes: la corrosión y la pérdida de presión debido a la alta rugosidad interna. Como consecuencia, varios distribuidores han sustituido las tuberías metálicas por tuberías poliméricas. Entre ellas se encuentran las tuberías de polietileno de alta densidad (HDPE), que representan una buena alternativa tanto técnica como económicamente. Sin embargo, el uso de estas tuberías también presenta algunos problemas, como el hinchamiento y las microfisuras, especialmente en las líneas de distribución de alcohol, petróleo y otros combustibles.

Los efectos mencionados se producen debido al envejecimiento del polímero, resultante de un proceso físico y/o químico producido por la interacción del polímero con el ambiente al que está expuesto (temperatura, humedad, contaminantes líquidos o gaseosos y fuentes de radiación, entre otros). A nivel molecular, esto puede modificar la estructura química del material y/o su composición. Estos mismos cambios pueden tener, a nivel macroscópico, diferentes efectos como la alteración dimensional del producto o variaciones en sus propiedades mecánicas, químicas o térmicas. Así, el envejecimiento de los polímeros puede ser sinónimo de degradación. Por ello, este tema es importante en el contexto de una aplicación industrial, porque el cambio en las características físicas y/o químicas reduce la vida útil de una pieza polimérica en servicio. Además, conocer los diferentes mecanismos que actúan sobre un determinado material polimérico es esencial para prevenir, controlar o pronosticar cómo y cuándo fallará.

Los diferentes fenómenos de envejecimiento de los polímeros pueden clasificarse en dos tipos. El primero define los procesos que afectan a la estructura química del polímero, y se denomina envejecimiento químico. El segundo comprende los mecanismos de envejecimiento que inducen cambios en las propiedades del polímero sin alterar la integridad de las cadenas poliméricas, por lo que se denominan físicos.