CPVC frente a PEX: ¿Cuál es la mejor opción para los sistemas de rociadores contra incendios en el hogar?

CPVC o PEX en rociadores contra incendios domésticos: ¿Qué termoplástico es el ganador?

El acero Schedule 40 solía ser el material de elección para las tuberías de rociadores contra incendios hasta mediados de la década de 1970, seguido por tuberías de acero más delgadas y un impulso hacia el cobre. 1985 vio la introducción de un material no metálico que todavía se usa ampliamente en la actualidad: el cloruro de polivinilo clorado (CPVC). Un termoplástico que se había utilizado en los sistemas de distribución de agua desde 1959, pudo hacer el trabajo debido a su fuerza, tolerancia a la presión y resistencia al calor.

En las décadas posteriores, se le ha unido el polietileno reticulado (PEX). Utilizado por primera vez en sistemas de distribución de agua en la década de 1970, PEX “ha crecido rápidamente hasta convertirse en el producto de tubería más instalado para sistemas de plomería potable en aplicaciones residenciales en todo el país, más que el cobre y el CPVC combinados”. El CPVC sigue siendo el material más utilizado en las instalaciones de rociadores contra incendios en el hogar, aunque PEX está ganando terreno rápidamente, especialmente en los sistemas de rociadores multipropósito que están integrados con la plomería general de una casa.

Ambos están aprobados explícitamente para su uso en rociadores contra incendios domésticos «húmedos» por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA). Y ambos tienen numerosas ventajas sobre la tubería metálica, con menos desventajas. Los materiales son menos costosos, la instalación es más fácil y rápida, y las tuberías termoplásticas permiten que el agua fluya a través de ellas con menos fricción y muchas menos posibilidades de corrosión.

¿Pero cuál es mejor?

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Una mirada al CPVC en los rociadores contra incendios domésticos

El CPVC se fabrica tomando cloruro de polivinilo (PVC) estándar y «agregando cloro… en un proceso de cloración en lecho fluidizado o suspensión de agua» que se «inicia con luz ultravioleta». Agregar este elemento le da al material una resistencia mucho mejor a la corrosión y la capacidad de soportar temperaturas más altas que el PVC. Está “disponible en tamaños nominales de 1/2″ a 24″ y está aprobado en todos los modelos de plomería y códigos mecánicos en los Estados Unidos y Canadá”.

Los beneficios del CPVC

• El agua fluye a través de una tubería hecha de CPVC más fácilmente que las alternativas de metal. “El factor C de Hazen-Williams se usa para describir la cantidad de pérdida por fricción que se encuentra cuando el agua fluye a través de una tubería. La tubería de acero tiene un factor C de 120 en comparación con el factor C de 150 de la tubería de CPVC. Este valor C más alto indica que la tubería de CPVC tiene menos pérdida por fricción, lo que a menudo permite reducir el tamaño de la tubería al menos un tamaño más pequeño en diámetro que el acero”.
• Es resistente a la corrosión que ocurre en las tuberías metálicas, lo que significa menos posibilidades de fugas y la acumulación de sedimentos que bloquean el flujo de agua. Esto también significa que el sistema continuará funcionando según lo diseñado (manteniendo el mismo factor C de Hazen-Williams), que es una de las razones por las que tiende a durar más que la tubería metálica; una red de CPVC correctamente instalada puede durar 30 años.
• Es más fácil de instalar que la tubería metálica. Es más ligero; los instaladores pueden hacer nuevos cortes flexibles sin la ayuda de herramientas pesadas y ruidosas; las uniones se ensamblan a mano utilizando un compuesto que las suelda químicamente (no se requiere soplete); y debido a que tiene mejores características de flujo, es posible que se necesiten menos aspersores según los cálculos hidráulicos del sistema.
• Se considera un material «sostenible» en comparación con el acero, según un «LCA revisado por pares que cumple con ISO realizado por Environmental Resources Management Ltd. (ERM)».
• Con “una temperatura de ignición instantánea de 900 grados F”, no se quemará. Tampoco lo harán las tuberías metálicas, por supuesto.
• Tanto porque el material es más barato como la instalación es más fácil, cuesta menos que instalar tubería metálica. Los costos de mano de obra de instalación son hasta un 50 por ciento menores que las opciones metálicas.

Inconvenientes o consideraciones especiales para el CPVC

• Si se usa anticongelante en un sistema, no puede estar compuesto de glicol, aunque se puede usar glicerina. El glicol se absorbe en la tubería y provoca el “agrietamiento por tensión ambiental”.
• El rendimiento del CPVC depende de cómo se fabrique y almacene; por ejemplo, el CPVC sin pintar puede degradarse con la exposición prolongada a la luz ultravioleta. Sin embargo, estas no son preocupaciones importantes al comprarlo de un fabricante confiable y usar un instalador profesional.
• No es compatible con ciertos «materiales a base de hidrocarburos o petróleo utilizados en la instalación de sistemas de construcción», que pueden causar fracturas por tensión química. “Ejemplos de esta incompatibilidad incluyen la instalación de tuberías de CPVC aguas abajo de tuberías de acero que han sido protegidas con recubrimientos antimicrobianos y tuberías de CPVC que han estado en contacto con aceites usados ​​para cortar tuberías de acero”. Seguir las instrucciones del fabricante durante la instalación debería evitar este problema.
• Al igual que las tuberías de metal, es susceptible de sufrir daños por congelación. Si el agua en un sistema húmedo se congela y se expande, puede agrietarse o romper por completo las tuberías, lo que provoca daños importantes y fallas en el sistema. Las tuberías de CPVC deben colocarse en ambientes constantemente cálidos o con clima controlado, o estar lo suficientemente aisladas de la caída de las temperaturas.
• El CPVC tiene un coeficiente de expansión térmica más alto que el metal, lo que significa que se expande a medida que aumenta la temperatura. Los diseñadores deben tener en cuenta esta expansión al diseñar hidráulicamente un sistema.
• El CPVC debe estar protegido/separado de las áreas que podrían estar expuestas a un incendio, con algunas excepciones. Las medidas de protección comunes son “paneles de yeso de 3/8 de pulgada de espesor mínimo y madera contrachapada de 1/2 pulgada de espesor mínimo o tejas de cielo raso con un peso mínimo de 0.35 libras por pie cuadrado”. El CPVC puede estar expuesto en ciertas áreas, como sótanos sin terminar o bajo condiciones especiales sujetas a la aprobación de la autoridad competente (AHJ; la autoridad del gobierno local que aprueba un sistema de rociadores).
• Debe estar unido correctamente. Los tubos metálicos se unen con calor y el PEX se une mediante presión o prensado mecánico. El CPVC se ensambla con un compuesto especial que suelda químicamente las conexiones. Un instalador que use muy poco o demasiado adhesivo, lo una «a temperaturas ambiente por debajo de los mínimos indicados por el fabricante» o no le dé suficiente tiempo para que se seque podría comprometer el accesorio. Además, existe la posibilidad de que un instalador coloque una conexión seca mientras instala la red, lo que provocaría una fuga masiva una vez que el sistema se active o se someta a una prueba hidrostática. Una vez más, la solución a esto es contratar a un instalador calificado. que sabe lo que está haciendo y sigue las instrucciones del fabricante. A continuación se muestra un video tutorial sobre cómo unir correctamente la tubería de CPVC:

El veredicto sobre el CPVC

El CPVC es una solución más fácil, más económica y de mayor rendimiento que las tuberías metálicas en un sistema de rociadores contra incendios en el hogar. Tiene una historia de décadas de seguridad y durabilidad tanto en aplicaciones de plomería como de seguridad contra incendios y está explícitamente aprobado por NFPA para este último. Y las desventajas o consideraciones pueden minimizarse o evitarse por completo con un diseño e instalación adecuados del sistema.

Una mirada a PEX en rociadores contra incendios domésticos

PEX se fabrica mediante la reticulación química de cadenas de polímeros de moléculas de polietileno, lo que hace que la sustancia original sea más fuerte y más resistente a los productos químicos, la abrasión y el calor. Los tubos PEX varían en tamaño desde aproximadamente 3/8” a 4”. Inicialmente, este termoplástico solo fue aprobado por la NFPA para su uso en sistemas de rociadores de tubería húmeda residenciales de usos múltiples debido a los requisitos de tolerancia a la alta presión, pero esto cambió: Si un sistema cumple con algunos requisitos adicionales (énfasis añadido):

De la edición 2016 de NFPA 13D

5.2.2.4 Tubería no metálica utilizada en sistemas de rociadores de tubería húmeda que no están equipados con una conexión para el departamento de bomberos y provisto de una válvula reductora de presión ajustada a no más de 80 psi (5,5 bar) debe estar diseñado para soportar una presión de trabajo de no menos de 130 psi (9 bar) a 120 °F (49 °C) y 100 psi (6,9 bar) a 180 °F (82 °C).

5.2.2.4.1 Si la presión estática máxima del suministro de agua es inferior o igual a 80 psi (5,5 bar)tubería diseñada para soportar una presión de trabajo de no menos de 130 psi (9 bar) a 120 °F (49 °C) y 100 psi (6,9 bar) a 180 °F (82 °C) se permitirá su uso sin un reductor de presión válvula.

5.2.2.4.2 Si se utiliza una válvula reductora de presión para cumplir con 5.2.2.4, se instalará un medio automático de alivio de presión en el lado del sistema de rociadores de la válvula reductora de presión.

Básicamente, esto significa que ahora se puede usar PEX o cualquier otro material no metálico listado en un sistema de rociadores húmedos contra incendios autónomo. “si la presión estática máxima del suministro de agua no supera los 80 psi”, o se usa una válvula de liberación de presión y un medio automático de liberación de presión cuando la presión del suministro de agua es superior a este límite.

Los beneficios de PEX

• Al igual que con el CPVC, el agua fluye más fácilmente a través de las tuberías de PEX que de las metálicas, ya que tiene un factor C de Hazen-Williams más alto.
• También similar al CPVC, es más resistente a la corrosión que el metal y, por lo tanto, es más probable que dure más y tenga un mejor rendimiento.
• Una gran ventaja de PEX es que se puede doblar, lo que hace que la instalación sea más fácil y (literal y figurativamente) más flexible. Esta flexibilidad permite diferentes diseños para la red de tuberías y significa que un instalador tendrá que usar muchas menos juntas; menos juntas significan menos tiempo de instalación, menos posibles puntos de fuga y un gasto potencialmente menor.
• También como el CPVC, las adaptaciones son más fáciles que las del metal; simplemente corte una nueva longitud de la tubería y únala a mano.
• PEX también se considera un material más sostenible que el metal.
• Es menos susceptible que el CPVC “al agrietamiento por estrés ambiental cuando está en contacto con materiales de construcción comunes, como detectores de fugas, selladores de roscas, envolturas de tuberías, lubricantes y masillas”. Sin embargo, es sensible a la degradación de la luz ultravioleta, por lo que no debe almacenarse al sol.
• Utiliza uniones de tipo mecánico, obviando la necesidad de cualquier soldadura química o térmica.
• Otro beneficio de PEX es su resistencia al daño relacionado con la congelación. Si bien desarrollará debilidades con la expansión repetida, «PEX puede expandirse hasta tres veces el diámetro exterior de la tubería». Dicho esto, las tuberías PEX aún deben prepararse para el invierno para evitar la congelación. Vea esta demostración de cómo PEX resiste la congelación:

Inconvenientes o consideraciones especiales para PEX

• Al igual que el CPVC, el PEX tiene un coeficiente de expansión térmica más alto que el metal: se expande 1 pulgada por 10 °F por 100 pies de longitud. Esto debe compensarse en el diseño del sistema.
• Al igual que el CPVC, el PEX debe protegerse de la habitación donde puede ocurrir un incendio, aunque al menos una forma de tubería PEX, AquaSAFE™ de Uponor, ha sido listada para uso expuesto “en sótanos sin terminar con madera dimensional, madera de ingeniería o madera I -vigas”. Donde el CPVC y el PEX difieren es que el PEX tiene un “índice de oxígeno límite” (LOI) más bajo, que es “el porcentaje de oxígeno que debe estar presente para soportar la combustión del plástico”. Por lo tanto, el PEX es menos resistente a la combustión que el CPVC (y, por supuesto, el metal). Los métodos comunes de protección contra incendios incluyen la instalación de las mismas barreras de yeso/madera contrachapada o baldosas que el CPVC.
• Si se usa PEX, especialmente en un sistema multipropósito donde se suministra agua potable, puede haber problemas relacionados con la filtración de productos químicos en el suministro de agua. Esto realmente depende de la calidad del suministro de agua de su hogar, y el problema más común es el exceso de cloro en el agua. Los pasos para mitigar/evaluar cualquier lixiviación incluyen probar el suministro de agua para asegurarse de que el pH sea igual o superior a 6.5 y el cloro es menos de 4.0 partes por millón, y/o instalando un filtro de agua en el hogar. Lo ideal es que el sistema también se enjuague después de la instalación.
• Las tuberías PEX deben unirse correctamente. Los tubos se unen mediante un proceso mecánico, sin necesidad de productos químicos ni calor, que puede incluir engaste de cobre, abrazaderas de acero inoxidable, un método de conexión a presión y expansión en frío con anillos de refuerzo de PEX. Una instalación puede tener problemas si no se realiza correctamente. Por ejemplo, una herramienta calibrada incorrectamente puede estropear el método de engaste/sujeción, y aquí se cubren algunos errores comunes con los accesorios de empuje. Dicho esto, esta demostración de Uponor muestra que unir tubos a través de la expansión en frío con el método de anillos de refuerzo PEX es bastante simple. :

El veredicto sobre PEX

PEX también es una solución más fácil y económica que usar tubería metálica en un sistema de rociadores contra incendios en el hogar. Al igual que el CPVC, tiene una historia de décadas de seguridad y durabilidad tanto en aplicaciones de plomería como de rociadores contra incendios (aunque en el último caso es mucho más breve), y está aprobado explícitamente por la NFPA. Y las desventajas o las consideraciones especiales se pueden minimizar o evitar por completo con un diseño e instalación adecuados del sistema, así como una evaluación de la calidad del suministro de agua y el uso de un sistema de filtración de agua en un sistema multipropósito.

Entonces, ¿cuál es mejor?

Las opiniones pueden variar, pero es básicamente un empujón. Un propietario no puede equivocarse con ninguno de los dos materiales en un sistema de rociadores contra incendios.

Los sistemas multipropósito con PEX pueden requerir un poco menos de mantenimiento y menos componentes (como un dispositivo de prevención de reflujo que evita que el agua regrese al suministro de agua potable), y PEX también tiene una mejor resistencia al daño por congelamiento. Por otro lado, el CPVC tiende a ser un poco más resistente a las llamas. Pero ambos materiales son excelentes opciones.

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