Polietileno: ¿Cuántos nombres puede tener un producto?

Los plásticos son todos iguales, ¿verdad? En mi último artículo, vimos que esa afirmación no es necesariamente cierta, y que muchos polímeros de alto rendimiento se engloban bajo el apelativo de «plásticos». Este artículo se centrará en uno de los polímeros más comunes, el polietileno, y desvelará el misterio que se esconde tras su confusa y enrevesada nomenclatura.

El polietileno surgió por primera vez en los años 30 de la mano de Imperial Chemical Industries, pero la composición de este material era muy ramificada, creando el LDPE (polietileno de baja densidad). Además, el material se fabricaba en condiciones de alta presión, alrededor de 20.000 – 30.000 psi. Poco después de la creación del LDPE, se descubrió un proceso que podía crear una molécula más lineal bajo presiones de sólo unos 100 psi. Tuvieron que pasar casi 20 años antes de que Paul Hogan y Robert L. Banks, de la Phillips Petroleum Company, descubrieran el catalizador de cromo para fabricar HDPE (polietileno de alta densidad), responsable de impulsar la industria del polietileno. Hoy en día, hay muchos tipos diferentes de polietileno en el mercado, por lo que es necesario dar a este material una designación que ayude a la gente a diferenciar entre el polietileno que compone las tuberías químicas de alto rendimiento y el polietileno que no querrías utilizar en situaciones presurizadas. La designación del polietileno (PE) es complicada y no es coherente en todo el mundo, y existen varias convenciones de denominación diferentes dependiendo de lo específico que quieras ser sobre el material. Así que, al considerar el PE, ¿qué hay en un nombre? En aras de la brevedad, el PE al que nos referiremos en el resto de este artículo será el HDPE utilizado en la industria de tuberías químicas.

Empecemos por la denominación más comúnmente reconocida en el mercado internacional, PE100. Esta denominación expresa la resistencia a largo plazo del material de PE con el que se fabrican los tubos, y es una denominación ISO. En el caso del PE100, la materia prima de la tubería tiene una Resistencia Mínima Requerida (MRS) de 10MPa a 20°C durante 50 años, según la norma ISO12162. Así, el PE80 tendría una MRS de 80MPa a 20°C durante 50 años, el PE63 sería de 63MPa, y así sucesivamente. Por tanto, la designación de PE100 es bastante imprecisa, ya que se trata del requisito mínimo para el material con el que se fabrican las tuberías. Durante el resto del artículo, nos referiremos al grupo de materiales PE100 mientras intentamos desentrañar la norma ASTM D3350 y su intento de diferenciar las propiedades que hay detrás de las tuberías reales.

ISO es el sistema de normas utilizado por la mayor parte del resto del mundo, mientras que Estados Unidos confía en ASTM. Debido a los rápidos avances en los procesos de fabricación de PE en el extranjero y en el país, la ASTM desarrolló una convención de nomenclatura para comparar más fácilmente los distintos grados de PE. A continuación se muestra la última tabla de ASTM D3350. Veamos cómo se aplica a nombres como PE4710 y PE445486C.

PE445486C está resaltado en amarillo arriba, y PE4710 está resaltado en azul. Señalo estas dos denominaciones específicamente porque PE4710 son tubos fabricados con material PE100 en el ámbito nacional, mientras que PE445486C son tubos fabricados con material PE100 en la UE. En primer lugar, abordemos la diferencia en los números de las denominaciones. PE4710 es un nombre abreviado de la designación típica del material, PE445574C, y el «10» procede de multiplicar el HDB (posición 7) por un factor de servicio de 0,63 (ej. 1600psi x 0,63= 1008, el «08» se elimina para obtener el número 10). Todo parece sencillo hasta que consideramos la PE europea PE445486C.

Hay dos áreas críticas en las que debemos tomar nota de una comparación directa entre el PE4710 y el PP445486C. La primera área a tener en cuenta es la Fila 5 del gráfico. El PE445486C entra en la categoría de valor especificado, mientras que el PE4710 registra 500 horas en la prueba PENT. El PE445486C utilizado para fabricar tuberías Chem Proline® de Asahi/America de Asahi/America registra más de 16.000 horas en la misma prueba PENT. Las enormes diferencias entre los dos materiales sólo en esa posición han hecho que la ASTM estudie nuevas actualizaciones para seguir mejor el ritmo de los avances tecnológicos del PE.

La segunda área a destacar es la Posición 6 de la tabla ASTM D3350. La Prueba I. HDB se basa en la norma ASTM D2837, mientras que la Prueba II. Mpa se basa en la norma ISO 12162. ¡Se trata de dos pruebas muy diferentes! No se puede aplicar ningún factor de conversión para comparar los materiales directamente, y no hay ninguna conciliación entre las dos pruebas en el horizonte. Así pues, nos quedamos con una convención de nomenclatura que todo el mundo utiliza a nivel mundial, pero que sólo proporciona una comparación justa para el PE nacional. Además, como el resto del mundo utiliza el sistema ISO, sólo podremos obtener una comparación honesta entre el PE nacional y el extranjero dentro de poco si se hace algo para rectificar las diferencias entre los dos métodos de ensayo. Por suerte, varios comités están estudiando este mismo problema, por lo que existe la posibilidad de que pronto haya cierta coherencia. Asahi/America está comprometida con el avance de los termoplásticos y cuenta con varios expertos en la materia que participan como voluntarios en comités como los siguientes Instituto de Tuberías de Plástico (PPI), ASME, ASTMy otros. Si estás interesado en ofrecer tu tiempo como voluntario para ayudar al avance de los termoplásticos en uno de estos comités, ponte en contacto con nosotros para obtener más información.

Elmundo del polietileno ha cambiado rápidamente desde su creación, por lo que ha sido difícil seguir el ritmo de la normalización de todos los cambios del material. Además, ahora que se están introduciendo mejoras en el material a nivel mundial, es necesario poder comparar directamente todos los materiales del mercado. La ASTM ha hecho un buen intento de categorizar las diferencias, pero el sistema aún puede mejorarse. Dado que la gran diferencia entre Chem Proline® (PE445486C) y PE4710 en la prueba PENT de resistencia al crecimiento lento de grietas (posición 5) ya justifica otra ronda de edición, quizá la próxima iteración de la norma ASTM D3350 pueda conciliar por fin las diferencias entre las normas estadounidenses y las del resto del mundo.

AVISO DEL EDITOR: Ten en cuenta que la información de este artículo sólo tiene fines educativos y no sustituye a ninguna información técnica ni especificación de producto de Asahi/America.
Consulta al departamento técnico de Asahi/America en el 1-800-343-3618 o en [email protected] sobre todas las aplicaciones de productos en lo que respecta a la selección de materiales en función de la presión, la temperatura, los factores medioambientales, los productos químicos, los medios, la aplicación, etc.