Al desenterrar una tubería aislante que ha estado en funcionamiento durante cinco o seis años, a veces se pueden ver escenas como esta: la espuma de poliuretano se ennegrece, se desmorona fácilmente al apretarla e incluso pierde agua. La primera reacción de muchas personas es "ingreso de agua" o "envejecimiento", pero tras una inspección más cercana, la raíz del problema a menudo radica en un indicador discreto-la proporción de celdas cerradas-.
La proporción de celdas cerradas-es uno de los parámetros principales para medir la calidad de la espuma de poliuretano rígida. Idealmente, la espuma de poliuretano debería tener una gran cantidad de burbujas de aire de células-cerradas independientes, cada una llena de gas espumante con una baja conductividad térmica, y estas burbujas no están interconectadas. Esta estructura bloquea eficazmente la conducción de calor y actúa como una barrera hermética para evitar la penetración de humedad. Según GB/T 29047, la proporción de celdas-cerradas de la espuma de poliuretano utilizada para tuberías de aislamiento-enterradas directamente no debe ser inferior al 88 %. Si no se cumple este valor, las consecuencias son numerosas.
En primer lugar, el efecto aislante se ve comprometido. En la espuma con una proporción baja de celdas-cerradas, una gran cantidad de celdas están conectadas, lo que permite que el gas espumoso del interior escape fácilmente, mientras que el aire exterior puede entrar y salir libremente. La convección de calor y la radiación aumentan, lo que lleva a un aumento significativo de la conductividad térmica. Para el mismo diámetro de tubería y espesor de aislamiento, las tuberías con una proporción insuficiente de células cerradas-experimentan una pérdida de calor considerablemente mayor en comparación con aquellas con un aislamiento adecuado. El calor se pierde durante el transporte, lo que obliga a las empresas de calefacción a quemar más combustible para compensar, un costo que se tiene en cuenta en los costos operativos diarios.
Aún más problemática que la pérdida de calor es la absorción de agua. Las tuberías enterradas están constantemente expuestas a suelo húmedo. Incluso sin daños evidentes en la carcasa exterior, la humedad puede filtrarse hacia la capa aislante a través de pequeños huecos. Si bien la espuma con proporciones adecuadas de células cerradas-previene eficazmente la penetración de la humedad, una vez que los poros se interconectan, el agua se absorbe en la espuma como una esponja. La conductividad térmica del agua es más de veinte veces mayor que la del aire en calma, lo que provoca una caída precipitada en el rendimiento aislante de la espuma después de la absorción de humedad. Lo que es más grave, el agua acumulada puede hidrolizar el poliuretano, lo que hace que la espuma se ablande, se acidifique y, finalmente, se convierta en polvo, perdiendo finalmente su resistencia estructural. En esta etapa, se debe excavar y reemplazar toda la tubería, y los costos de reparación superan con creces el ahorro de material inicial.
Otra consecuencia que fácilmente se pasa por alto es el envejecimiento acelerado. La espuma con una proporción baja de células-cerradas tiene una resistencia significativamente reducida al envejecimiento por calor. Bajo el funcionamiento a largo plazo-alta-temperatura de las tuberías de calefacción, las cadenas de polímeros en la espuma son más propensas a romperse, lo que hace que el color cambie de amarillo a negro y que la resistencia a la compresión disminuya rápidamente. Las tuberías diseñadas originalmente para una vida útil de 30 años pueden experimentar el colapso de la capa de aislamiento y las tuberías de acero expuestas en menos de diez años.
Por lo tanto, la proporción de celdas-cerradas es un factor crucial a considerar al comprar tuberías aislantes. Una diferencia de sólo unos pocos puntos porcentuales en un informe de prueba formal de un tercero-a menudo determina si el oleoducto funcionará de manera estable después de cinco años o requerirá reparaciones y reemplazos importantes.