Las infraestructuras de agua y saneamiento en los Estados Unidos continúan deteriorándose, debido a la incertidumbre económica y a la falta de fondos. Para resolver los problemas de los costos de reparación, los ingenieros y los usuarios finales deben pensar más allá de lo que era lo mejor en el pasado y adoptar tecnologías innovadoras que ofrecen una instalación más económica, mayor durabilidad y reducción de los costos totales del ciclo de vida.  

Opciones de tuberías de tratamiento de agua

El acero al carbono y el acero inoxidable han sido tradicionalmente los materiales de conducción para las aplicaciones de agua y aguas residuales debido a su fuerza percibida. Sin embargo, después de años de uso en el campo, problemas con corrosión, picaduras, escalamiento y pérdida de presión gradual llevan a costos de reparación excesivos para instalaciones con fondos insuficientes. El alto costo para el acero inoxidable también puede poner el reemplazo de los sistemas de envejecimiento fuera del alcance.

Como resultado, el cloruro de polivinilo clorado (CPVC) está emergiendo como el material de elección para tuberías y accesorios en aplicaciones de agua y desechos con un número creciente de ingenieros añadiéndolo a sus especificaciones internas. Ellos están descubriendo que el CPVC no sólo es altamente resistente a los microbios y productos químicos utilizados en todo el proceso, sino que también cuenta con menores costos de instalación, más durabilidad y valores de presión que no disminuyen con el tiempo, proporcionando un menor costo total de propiedad.

Con su resistencia a la corrosión, el CPVC ha demostrado ser altamente fiable y rentable en el tratamiento primario, secundario y avanzado de aguas residuales, así como en equipos auxiliares, depuradores, procesos de desalinización, aplicaciones de doble contención y tratamiento y distribución de agua. Debido a su versatilidad, CPVC ofrece eficiencias en el control de inventario, ya que sólo un material necesita ser almacenado para una amplia gama de usos.

CPVC en el tratamiento primario

CPVC es ideal para su uso en todo el proceso de tratamiento primario como tubería de servicio de efluentes y para conectar estaciones de tratamiento, incluyendo:

• Pantallas de barras

• Eliminación de escoria / granos

• Equipo de filtrado

• Digestores anaeróbicos

• Tanques de adición química

Durante el tratamiento primario, la tubería se expone a la dureza de varias sustancias, tales como:

• Microorganismos

• Cloruro ferroso

• Alumbre

• Lechada de cal alcalina

• Otros productos químicos clarificantes y espesantes

Con tuberías metálicas, estos corrosivos impactarán gradualmente la integridad del sistema. Por ejemplo, el acero inoxidable 316 tiene un factor C de Hazen Williams de 120 cuando es nuevo. El factor C de Hazen Williams representa la suavidad interior de la tubería, cuanto más alto es el factor C, más suave es la tubería. Con el tiempo, las picaduras y las incrustaciones harán que el interior del tubo se vuelva menos liso, reduciendo el factor C y aumentando la pérdida de presión a medida que el líquido fluye a través del sistema. Cuando esto sucede, las instalaciones a menudo deben instalar bombas más grandes -y usar más energía- para lograr la producción necesaria de agua tratada.

Por otro lado, el CPVC comienza con un factor C de 150 y mantiene su suavidad de superficie interior a lo largo de su vida resistiendo los efectos de corrosivos encontrados en el proceso de tratamiento de aguas residuales. Esto conduce a mayores eficiencias y a costos reducidos a las instalaciones porque los tubos más pequeños, las bombas más pequeñas y menor energía se pueden utilizar para mover fluidos en la misma tarifa. Esto es cierto en el tratamiento primario y en cada etapa posterior del proceso de tratamiento.

CPVC en el tratamiento secundario

En los procesos secundarios de tratamiento de aguas residuales, la tubería se expone a altas concentraciones de microorganismos cuando el exceso de crecimiento biológico se lava y se acumula en un clarificador. Los subproductos de estos microbios, incluyendo ácidos tales como sulfuro de hidrógeno, junto con desinfectantes y productos químicos de descloración, contribuyen a la corrosión de los sistemas de tuberías metálicas.

La resistencia a la corrosión del CPVC lo hace ideal para todo, desde el transporte de ácidos concentrados y cáusticos utilizados en el control del pH, hasta el transporte de lodos y agua tratada químicamente a través de equipos de aireación y filtración, hasta alimentación de hipoclorito de sodio y tuberías de generación.

CPVC en Tratamiento Avanzado

Como en los procesos precedentes, la tubería de CPVC satisface las demandas de tratamiento avanzado dando confiabilidad incluso en aplicaciones de la torre de enfriamiento y al manejar las concentraciones nominales de metanol usadas en la desnitrificación biológica.

La tubería CPVC tiene una presión nominal de hasta 200 ° F. La alta temperatura y las propiedades resistentes a la corrosión de CPVC lo convierten en un material ideal en el tratamiento avanzado al transportar agua tratada y productos químicos a través de la eliminación de fósforo, la eliminación de nitrógeno, la filtración y la desinfección de cloro.

Instalaciones al aire libre

Debido a que una gran cantidad de tuberías en una instalación de tratamiento se puede instalar al aire libre, el efecto de la luz solar directa sobre el material debe tenerse en cuenta.

La luz solar directa provoca la degradación de muchos sistemas de tuberías no metálicas. El CPVC gris, sin embargo, contiene niveles de protección UV de negro de carbón y dióxido de titanio (TiO2). Tanto el negro de carbón como el TiO2 son ampliamente reconocidos como excelentes agentes de bloqueo ultravioleta y ayudan a proteger la estructura polimérica de los efectos de la radiación ultravioleta.

La combinación de temperaturas ambiente y calor solar radiante puede elevar la temperatura superficial de los materiales de tubería a temperaturas que exceden el límite del material.

Consulte el siguiente gráfico que muestra la temperatura superficial estimada de los sistemas de tuberías a diversas temperaturas ambientales cuando se exponen a la luz solar directa.

Otros Usos del CPVC

Con la larga lista de mandatos de control de olores de hoy en día, el CPVC es un material probado utilizado tanto en aplicaciones tradicionales de aguas residuales, mencionadas anteriormente, como en depuradores y equipos auxiliares. Ya sea que una planta esté usando hidróxido de sodio e hipoclorito de sodio en sus depuradores de aire húmedo a temperaturas de hasta 200 ° F, o utilizando agentes quelantes metálicos en un proceso redox líquido, el CPVC avanzado ofrece la resistencia química y el rendimiento superior de alta temperatura que las aguas residuales y los procesos de control de olores requieren.

Además, en aplicaciones de desalinización, el CPVC supera a los sistemas metálicos porque puede manejar las alimentaciones químicas para procesos de ósmosis inversa. Debido a que no es susceptible a la corrosión por altos niveles de cloruro, no hay necesidad de encurtir o pasivar el sistema de tuberías y no hay necesidad de una costosa protección catódica contra la corrosión, reduciendo el costo y la complejidad de la instalación.

No todos los CPVC son equivalentes

Con los muchos beneficios de los sistemas de tuberías CPVC, no es de extrañar que el presupuesto de las instalaciones de tratamiento de agua esté recurriendo a este material para una mayor fiabilidad, menores costos de instalación y menores costos de ciclo de vida. Pero, el comprador debe tener cuidado, no todo el CPVC es igual.

Para obtener los máximos beneficios, busque tubos y accesorios CPVC que muestren:

• La mayor resistencia al impacto de caída- hay sistemas disponibles que son hasta tres veces más fuertes que los sistemas competitivos por ejemplo que estén fabricados con materia prima virgen.

• La temperatura de distorsión térmica más alta -especialmente en instalaciones exteriores donde la temperatura de la superficie puede ir por encima de la temperatura nominal máxima del sistema

• Excelente resistencia a la fluencia y capacidad para soportar la presión a largo plazo a altas temperaturas

• Aprobaciones de NSF International para agua potable

En aplicaciones con requisitos de presión elevada, puede ser necesario buscar materiales de tubería que excedan los requisitos de clasificación de materiales ASTM F441 para capacidades de presión más alta.

Incluso cuando los presupuestos son una preocupación, el proveedor de tuberías y accesorios de CPVC puede ayudarle a diseñar un sistema completo o una solución de reacondicionamiento que resista las altas exigencias del proceso de tratamiento de aguas residuales y le ayude a reducir sus costos de mantenimiento a largo plazo.

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