Soldadura a Tope por Termofusion o electrofusion?
TERMOFUSION A TOPE 
ELECTROFUSION
Lo primero que tienes que saber…
Los dos procesos ofrecen seguridad y uniones tan fiables como duraderas en tuberias de PEAD (hdpe) o PPR independiente del componente que transporten. La electrofusión es especialmente adecuada para instalaciones de acceso complicado, puesto que cuenta con la ventaja de que no requiere movimiento longitudinal del tubo.
2 Importantes puntos a tener en cuenta…
a. Lo mas importante son los operarios: La formación y experiencia de los operarios (soldadores) en la correcta ejecución de la soldadura e instalación de tuberías por medio del metodo de termofusion o electrofusion.
b. La trazabilidad de la soldadura: La trazabilidad es el factor que determinan la calidad de una unión termosoldada de tuberías de PEAD (hdpe) o PPR.
La trazabilidad, o lo que es lo mismo, el control y registro de las condiciones y parámetros de soldadura, es el principal factor conocido de evaluación no destructiva de uniones de PE.
Aunque ya existen maquinas de termofusion y Electrofusion vienen equipadas con tecnologia para monitorear el proceso de soldadura, algunos soldadores anota manualmente los parámetros de cada soldadura en un registro de uniones.
Hasta el momento la industria no ha reportado un ensayo NO destructivo que facilite información sobre el comportamiento que las uniones soldadas ofrecen a largo plazo. La mejor garantía de durabilidad es siempre el control efectivo de los parámetros de soldadura.
Junto a esa trazabilidad, está también el examen visual de la soldadura, por el que se comprueba el bordón, en el caso de soldadura a tope, y el raspado y testigos en el caso de tratarse de electrofusión.
¿Por qué la trazabilidad aumenta la calidad y fiabilidad de la unión?
Teniendo cuenta que el trabajo del soldador es crucial, aunque realice las uniones de PEAD (hdpe) o PPR según los estándares y las tablas correspondientes, es necesario brindarle al contratista la seguridad y calidad de la unión, por eso es recomendable que los equipos lleven el registro de la unión para confirmar que los procedimientos y tiempos de fusión se han cumplido.
Los únicos factores que no pueden ser comprobados por la trazabilidad de las maquinas son la limpieza y el raspado de los tubos, pero estos pueden ser inspeccionados por el supervisor con rigurosidad.
Resumen de ventajas y beneficios de cada procedimiento
Electrofusión
Recuerda que el proceso de electrofusión consiste en permitir el paso de una corriente eléctrica a baja tensión, que suele estar situada entre los 8 y los 48 V (según el modelo) por las espiras metálicas de los accesorios electrosoldables.
De esta forma se provoca un calentamiento que suelda el tubo con el accesorio. Este calentamiento es conocido como ‘efecto Joule’. El diámetro nominal (DN) de conducciones que se pueden soldar con esta técnica va desde los 20 hasta los 800 milímetros (mm).
Termofusión
La soldadura por termofusión a tope, o soldadura a tope, por su parte, se realiza calentando los extremos de los tubos a unir por medio de una placa calefactora que se sitúa a una temperatura de entre 210 y 225 °C.
Tras ello, se comunica una presión que está tabulada con anterioridad. La soldadura a tope se utiliza con DN a partir de 90 mm y hasta 1.600 mm y espesores de pared superiores a 3 mm.
Evaluación
Soldadura a tope por termofusión
– Es posible soldar tuberías con diferentes generaciones de polietileno.
– Es sencillo eliminar la capa oxidada, un paso imprescindible para efectuar la unión con garantías.
– Mediante la expulsión de parte del material fundido se produce un autolimpiado de la soldadura.
– No necesita accesorios adicionales de unión, lo que simplifica el procedimiento.
– En tubos con un diámetro superior a 200 milímetros es más eficiente y económica.
– La tubería se puede curvar con facilidad sin aumentar obligatoriamente la tensión de toda la instalación.
– La alineación axial y el redondeado de los tubos es sencillo.
Soldadura por electrofusión
– Facilita mucho el acceso cuando hay que soldar en situaciones difíciles o apenas tenemos espacio para acceder a la tubería.
– Podemos unir materiales de polietileno de diferentes generaciones y espesores sin que la soldadura se resienta.
– El coste de instalación es bajo, por lo que está muy indicado para realizarlo en viviendas particulares.
– El equipo de soldadura es, comparado con el de la soldadura a tope, más barato y más ligero, lo que permite moverlo con facilidad.
– Ofrece una amplia gama de soluciones con tomas simples y en carga.
Con respecto a las maquinas:
Los datos de las uniones realizadas con equipo a tope, pueden ser impresos o exportados a un PC por medio de un DATALOGGER, contribuyendo así a la trazabilidad de todos los datos relativos a la canalización, los productos y el proceso de construcción.
Los equipos de soldadura por electrofusión con trazabilidad disponen de un sistema de reconocimiento automático de los parámetros de soldadura (evitando errores de interpretación e introducción de dichos parámetros) y un sistema de registro de los datos y del proceso de soldadura. Estas máquinas pueden ser polivalentes (capaces de soldar accesorios de distintos fabricantes) o monovalentes (sueldan accesorios de un solo fabricante). Es recomendable el uso de máquinas de electrofusión polivalentes, con reconocimiento automático de datos y trazabilidad (registro de datos).
Las máquinas de soldadura de tuberías de PEAD (hdpe) o PPR deben ser revisadas anualmente ya sea por el distribuidor si esta dentro de la garantia o por un servicio tecnico autorizado.
Control de la calidad de la soldadura a Tope:
En un principio, se realizaron en laboratorio ensayos destructivos, como resistencia a la presión interior a corto y largo plazo, resistencia a la tracción y alargamiento a la rotura, para comprobar la idoneidad de los parámetros de soldadura utilizados. Una vez comprobado que éstos parámetros eran idóneos, ahora simplemente se trata de aplicarlos y controlarlos. Hoy en día, la inspección visual del tipo de bordón da una idea de la calidad de la soldadura. Siendo este método el más utilizado para identificar posible fallos en la misma o si ha sido realizada correctamente.
Las soldaduras pueden ser inspeccionadas utilizando métodos no destructivos o destructivos a corto o largo plazo.
Métodos no destructivos :
Ejemplos de métodos no destructivos son: – Inspección visual del bordón de soldadura (método comúnmente utilizado). – No usuales para tubos en obra, inspección por ultrasonidos, rayos X, radiografía, termografía, reflexión holográfica y ensayos de alta frecuencia eléctrica.
Control visual de la soldadura
La inspección visual es muy valiosa y sirve para detectar algunos defectos, como desalineación, poros o inclusiones, errores en los parámetros de soldadura,… Aunque un correcto bordón no es suficiente garantía de buenas propiedades mecánicas, esta inspección visual es necesaria para el control de calidad en la obra. Si la soldadura obtenida es defectuosa, deben cortarse los extremos y soldar de nuevo. No obstante, si se siguen los pasos e indicaciones para la correcta ejecución de una soldadura a tope, la soldadura a tope será resistente y segura.
Métodos destructivos a corto y largo plazo :
Resistencia a la tracción
La antigua norma, ahora anulada, UNE 53365 indicaba que la resistencia a la tracción en tubos de PEAD será como mínimo de 19 MPa, utilizando probetas que incluyan en su parte central una soldadura a tope, en la que se ha eliminado el bordón. Además se determinará el coeficiente de soldadura como la relación P/P’ en donde P y P’ son los valores de resistencia a la tracción con probetas soldadas y sin soldar respectivamente. Este coeficiente de soldadura debe estar comprendido entre 0,8 y 1.
Actualmente, la resistencia mecánica de una unión soldada se puede comprobar mediante ensayos de tracción con probetas extraídas de la soldadura en la dirección longitudinal del tubo. Los ensayos se realizan de acuerdo con la norma UNE-EN ISO 6259. En este ensayo, la rotura final suele ocurrir fuera del plano de la soldadura.
Con objeto de conseguir que la rotura ocurra en una unión soldada, se realizan unos taladros en la probeta para que las tensiones se localicen en la soldadura.
Uniones soldadas de mala calidad son características por dar esfuerzos de rotura bajos, la calidad de la soldadura requiere examen visual de la superficie rota, para determinar si la rotura es dúctil o frágil.
Se puede definir si la rotura es dúctil o frágil, observando si hay arranque de material en la superficie de la rotura (dúctil) o no (frágil). También si observamos las curvas de tracción situadas en medio de las figuras anteriores, comprobamos que en la rotura frágil la curva cae bruscamente en un punto sin resistencia a la rotura ni alargamiento.
Ensayo de curvatura
Otro ensayo de corto plazo similar al anterior, es el ensayo de curvatura según la norma UNEEN 12814-1, que consiste en someter una probeta a una deformación por curvatura a velocidad constante sin que se invierta la dirección de la curvatura durante el ensayo.
El ángulo de curvatura (desplazamiento del pisón) y la aparición de fractura proporcionan una guía de la ductilidad de la unión soldada y por tanto de la calidad de la soldadura. El ángulo final (posición final del pistón) se mide cuando ocurre la fractura, es perceptible una grieta a simple vista o cuando se alcanza una carga máxima. Si no aparece ninguna grieta, el ensayo se termina bien a un ángulo de curvatura de 160º.
Resistencia a la presión interior
Un método de ensayo usual es el de resistencia de los probetas soldadas a presión hidráulica. Para reducir los tiempos de ensayos se utilizan temperaturas elevadas o determinados agentes químicos.
Entre paréntesis se ha indicado la presión interior aproximada del ensayo respecto a la presión nominal (PN), siendo estos valores los mismos que para los ensayos de los tubos por lo que si no se producen fallos en ninguna probeta, el ensayo es correcto.
Fluencia
Otro método de largo plazo es el de fluencia en tracción de uniones soldadas. El ensayo consiste en someter una probeta, obtenida de la zona de la soldadura, a carga constante hasta que se produzca la rotura. Se mide y se registra el tiempo necesario para la rotura. Ensayos a largo plazo de fluencia a tracción con carga constante se pueden utilizar para diferenciar calidad entre soldaduras. Para acortar la duración del ensayo es posible emplear una solución acuosa surfactante apropiada como medio de contacto, tanto para las probetas soldadas como para aquellas sin soldar.