¿Qué es el PVC orientado? ¿Y el bi-orientado?

El PVC orientado y Bi-orientado

Últimamente y desde hace ya un tiempo, los términos de PVC orientado o bi-orientado parecen estar a la orden del día. Y es que estos materiales se presentan como las soluciones del futuro por sus propiedades de densidad, durabilidad y resistencia. Lo cierto es que el PVC es un material bien conocido por todos, y lleva siendo usado desde el siglo pasado, desde su descubrimiento en 1926. Sin embargo muchos desconocen el significado del nuevo término, orientado. ¿Qué es el PVC orientado? ¿Cuál es la diferencia entre el PVC orientado y el PVC bi-orientado?.

En este artículo intentaré responder todas estas preguntas. Lo cierto es que todo está relacionado con cambios en la estructura molecular del PVC. Aunque pueda parecer complicado, y de hecho lo es, el objetivo de este artículo es explicarlo de forma intuitiva para entender los conceptos generales así como las propiedades de este nuevo material. Para ello empezaremos por explicar ¿Qué es el PVC?

¿Que es el PVC?

El término PVC viene de las siglas en inglés de policloruro de vinilo. Este material es un polímero, lo que significa que esta compuesto de un conjunto X de monómeros. Es decir digamos que el PVC es una cadena, compuesta por un conjunto de eslabones que son los monómeros. En este caso los monómeros son el cloruro de vinilo, por eso se llama policloruro, porque es un conjunto de muchos cloruros de vinilo.

Trabajemos entonces a partir de ese concepto. Es decir, el plástico de un tubo de PVC está compuesto por infinidad de pequeñas cadenas que son las moléculas de PVC. El PVC a temperatura ambiente es sólido y rígido. La estructura cristalina del PVC es amorfa, es decir las cadenas que componen el sólido carecen de una estructura ordenada.  Es aquí donde podemos empezar a pensar sobre la orientación. Si en estado sólido las moléculas de PVC no presentan orden alguno, ¿Que pasaría si pudiéramos ordenarlas?.

¿Entonces cómo se orienta?

 Ya que hemos entendido que el proceso de orientar el PVC no es más que darle un orden u orientación a los polímeros que lo componen (cadenas). Vamos a ver como podemos orientarlo. Todos sabemos que el PVC es un plástico, y como todos los plásticos cuando se calienta lo suficiente se vuelve maleable y viscoso. Esto ocurre porque a estas temperaturas, las moléculas dejan de estar fijas y empiezan a moverse, la estructura cristalina comienza a romperse. Por tanto, queda claro que la temperatura va a ser la herramienta que nos permita mover nuestras cadenas desordenadas para conseguir un orden.

En el caso del PVC, este fenómeno empieza a ocurrir a partir de los 80°C, aunque la temperatura óptima para orientar el PVC es de 90°C. Entonces, si tenemos nuestro tubo de PVC y lo calentamos a 90°C, las moléculas se volverán móviles. ¿Y como las orientamos?. Pues estirando. Si sometemos al PVC calentado a una tensión lineal, conseguiremos estirarlo, este estiramiento producirá varios efectos. El primero y más evidente es que aumentará la longitud y disminuirá el grosor de las paredes. El segundo, las moléculas se orientarán en la dirección en la que se aplique la tensión lineal. Tal y como se muestra en la figura. Lo único que resta es enfriar el material, de esta forma las moléculas volverán a fijarse y se mantendrán orientadas.

Lo último que queda por explicar es el término bi-orientado. Pues es tan sencillo como aplicar tensión en dos direcciones en lugar de una, esta segunda dirección se suele conseguir sellando el tubo y aumentando la presión, como si hinchásemos un globo. Se puede aplicar la tensión de dos formas, simultáneamente en ambas direcciones, o de forma secuencial, primero en una y luego en otra. De esta forma las moléculas se orientan biaxialmente lo que conlleva aumentos más consistentes en las propiedades del material.

¿Qué propiedades tiene el pvc bi-orientado?

Todo este proceso de orientación de los polímeros de la estructura del PVC conlleva una importante mejoría del rendimiento del material. Las propiedades que experimenta un aumento de rendimiento son las siguientes:

• Aumento de la resistencia al estrés a largo plazo.
• Mejora de la resistencia a la presión.
• Incremento de la resistencia al impacto.
• Aumento de la rigidez del material.
• Reducción del agrietamiento por estrés ambiental.

Históricamente (ya que estas técnicas llevan aplicándose 40 años). Primero se producían los tubos de PVC con un grosor superior para posteriormente calentarlos y orientarlos reduciendo el espesor de la pared. Hoy en día las mejoras en el proceso de fabricación permiten que los fabricantes más avanzados realicen el proceso en una sola etapa, durante la fabricación del tubo.

En resumen, este procedimiento industrial permite la obtención de tuberías más fuertes y resistentes. Esto conlleva la posibilidad de reducir el grosor de la pared y por tanto, la cantidad de material y el peso de las tuberías utilizadas en instalaciones de presión.