Caracterización mecánica al impacto de uniones de polietileno soldadas por termofusión

Abstract

La soldadura térmica de polímeros es utilizada en la actualidad como una de las principales técnicas de unión de polímeros y compuestos de polímeros en diversas aplicaciones tecnológicas, que abarcan desde pequeñas piezas para la industria automotriz hasta piezas de mayor espesor como tuberías para transporte de agua o gas. Las tuberías de polietileno de alta y media densidad (HDPE y MDPE) se utilizan debido a sus buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, combinado con su bajo peso y excelente relación costo – calidad. Es una solución rentable para varios problemas de tuberías en aplicaciones municipales, industriales, de marina, minería, vertederos, ductos y agricultura. Normalmente, tanto el MDPE como el HDPE, presentan un comportamiento dúctil, pero cuando son sometidos a altas velocidades de deformación y bajas temperaturas, pueden fallar en forma frágil. Esto tiene especial importancia en aplicaciones de tubería de PE soldadas para la distribución de agua y gas, donde es esencial una alta tenacidad ya que las consecuencias de una falla inestable son graves. Además de la utilización de polímeros tradicionales como polietileno o polipropileno, en las últimas décadas ha avanzado considerablemente el desarrollo de nuevos materiales para lograr una mayor resistencia, menor costo, y menor impacto ambiental. Sin embargo, uno de los principales problemas que surgen con estos avances es la dificultad en la fabricación y procesamiento de piezas de aplicación tecnológica. Uno de los aspectos de la producción de piezas de plástico es la etapa de soldado. Los espesores de piezas soldadas por termofusión que se utilizan en la industria varían desde unos pocos milímetros en piezas pequeñas, y pueden llegar a superar los 50 mm como en el caso de tuberías para transporte de agua o gas. Es por esto que es de suma importancia contar con equipos y procedimientos que permitan simular y estudiar las condiciones de soldado reales de dichas piezas. Objetivos de esta investigación: 1.Estudiar la influencia de uniones soldadas - mediante la técnica de “butt fusion” - en el comportamiento mecánico a impacto de piezas de PE de media y alta densidad. 2. Estudiar la resistencia de la soldadura analizando en forma independiente las etapas de iniciación y propagación de las fisuras en piezas de PE de media y alta densidad. 3. Analizar la efectividad de la Soldadora por termofusión desarrollada en la Facultad de Ingeniería de la UNMdP con el fin futuro de poner a punto técnicas de unión de materiales avanzados (por ejemplo Nanocompuestos).