International Tube Association premia a Jon Etxeberria Uranga, investigador del CEIT

2002/04/04 Andonegi Beristain, Garazi - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa

• Industria

¿Esperabais recibir este premio?

- La verdad es que cuando presentas un trabajo en un congreso no piensas en ningún caso que vas a recibir un premio; además, en algunos congresos estos premios no existen. Cuando presentamos el artículo en el Congreso de Bilbao y realizamos la inscripción, en un apartado se preguntaba si se quería o no inscribirse al premio. Nos dimos cuenta de que el trabajo que presentamos en octubre del año pasado ha sido el ganador. La sorpresa ha sido enorme; además, algunos de los congresos que organiza la organización se repiten año tras año, otros se repiten semestralmente y el trabajo que presentamos fue para un congreso bianual. Cuando presentamos el trabajo no sabíamos la frecuencia del congreso y cuando se sabía que se hacía cada dos años nos alegramos mucho más.

¿Qué importancia tiene la International Tube Associattion en el mundo de los tubos?

- Nosotros conocimos la organización de la mano de una empresa que fabrica tubos, Tubacex. Ellos nos comentaron que esta entidad debía organizar un congreso en Bilbao en octubre de 2001 y nos animaron a presentar su trabajo con ellos. Después me encargé de recopilar información sobre la organización y vi que la International Tube Association es una organización que reúne a los principales fabricantes de tubos a nivel mundial.

¿Cuándo comenzó y con qué objetivos aquel proyecto que habéis presentado?

- El proyecto comenzó en el año 1997 con la subvención del Gobierno Vasco y fue un proyecto coordinado entre empresas y centros tecnológicos. En el proyecto se encontraban el fabricante de tubos Tubacex, el fabricante de bienes Babcock Wilcox y el propietario de las centrales térmicas en las que se iban a instalar los tubos Iberdrola.

Tubacex había realizado estudios previos sobre tubos bimetálicos pero sin un seguimiento adicional. Posteriormente, con el objetivo de sacar nuevos productos, se quiso impulsar la investigación de estos tubos bimetálicos, iniciándose así el proyecto. Con los tubos bimetálicos se pretendía unificar las propiedades de ambos materiales, es decir, aprovechar la alta resistencia mecánica que puede proporcionar un acero con sus propiedades anticorrosivas. De esta forma, se combinan las propiedades de ambos metales en un único tubo.

¿Cuáles fueron los principales pasos dados en la investigación?

- El estudio debía estudiar la posibilidad de extruir simultáneamente ambos materiales y la viabilidad de su fabricación. Posteriormente, en los ensayos de laboratorio se midieron los parámetros de optimización de la fabricación y se comprobó que las propiedades podían mejorarse mediante tratamientos térmicos.

Según los parámetros establecidos en el laboratorio se fabricaron los tubos de Tubacex y posteriormente se colocaron en una instalación de Babcock Wilcox. En él se realizaron ensayos de plegado de tuberías, soldadura de tubos bimetálicos con otros tubos monolíticos (monomateriales), etc. De esta forma se analizaron todos los pasos a seguir en el proceso de sustitución de las tuberías antiguas por otras nuevas en una instalación.

Una vez finalizado el proceso, se volvió a medir en el laboratorio las propiedades de los tubos para comprobar si había cambios o no y se comprobó que no se produjeron. Finalmente, estos tubos curvos y soldados se llevaron a una planta de Iberdrola, donde llevan funcionando más de 10.000 horas.

¿Qué características buscáis en los tubos bimetálicos?

- Normalmente hablamos de aceros y dependiendo de las aplicaciones habituales que se vayan a utilizar, se requiere una alta resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. La alta resistencia mecánica permite al tubo no romperse ante esfuerzos, aunque el material esté a alta temperatura. Además, de cara al entorno en el que van a trabajar, la resistencia a la corrosión es una propiedad imprescindible. Tú puedes hacer tubos de acero inoxidable para combatir la corrosión, pero normalmente son débiles desde el punto de vista de la resistencia mecánica. Además, el acero inoxidable es caro. Sin embargo, si el interior de las tuberías se construye con un acero más barato pero resistente y después se coloca una capa exterior de acero inoxidable, se consigue unificar ambas propiedades a un precio competitivo.

En el caso de las centrales térmicas, por ejemplo, las tuberías deben llevar vapor de agua que se calienta externamente. La transmisión de este calor requiere además una buena conductividad térmica, que en el caso del acero inoxidable suele ser baja. Por tanto, la formación del núcleo con un acero más normal permite aumentar la conductividad y conseguir una transferencia de calor más adecuada para el vapor de agua.

¿Qué características físicas de los tubos habéis trabajado? Se modifican las propiedades de los tubos bimetálicos en cuanto a tamaño, espesor, anchura interna, etc. ¿de acuerdo?

- Los tubos que fabricamos eran del tamaño de los tubos de acero convencionales. Tenían el mismo diámetro, pero lo que se cambiaba era el grosor de las paredes del tubo. Este espesor normalmente es de 6 mm y nosotros utilizamos dos materiales para darle ese espesor: Acero común 4,5 mm y acero inoxidable 1,5 mm. En muchas ocasiones puedes jugar con estos espesores en función de las características que quieras, haciendo una capa más gruesa. La capa de acero inoxidable utilizada era de 1,5 mm, más gruesa de lo necesario, pero se trató de buscar seguridad ante la corrosión.

¿Para quién sirven los resultados de esta investigación, para qué sector industrial?

- El proyecto tiene tres aplicaciones: centrales térmicas, plantas de incineración de basuras y plantas de gasificación de hulla. En las tres se utilizó una composición de tubos diferente para las características requeridas. Por ejemplo, en la incineradora de basuras la corrosión provocada por el entorno era mayor que en otras ocasiones y se utilizó acero inoxidable de mayor calidad.

Existen otras aplicaciones, como los tubos bimetálicos utilizados para la explotación del petróleo, pero en estos casos el acero inoxidable se coloca en el interior y el acero común en el exterior. En el caso del petróleo el riesgo de corrosión lo proporciona un material que pasa por dentro y no por fuera.

¿Cuál es la principal desventaja de un tubo bimetálico? ¿O todas son ventajas?

- La principal desventaja puede ser el precio, ya que el proceso de fabricación de los tubos bimetálicos es algo más complejo. El proceso, la propia extrusión, es muy similar a la hora de realizar un tubo convencional o un tubo bimetálico, pero el ensamblaje entre la capa interna y la externa es más difícil y puede haber problemas, entre otros, porque al perforar el material interior se puede desprender la capa externa. Sin embargo, el precio es el principal problema comparado con los tubos de materiales monolíticos, por lo que es necesario buscar aplicaciones más especializadas para estos tubos bimetálicos.

¿Cuál ha sido la principal novedad que habéis ofrecido?

- La principal novedad ha sido la revisión del funcionamiento real de los tubos bimetálicos. Ya existían ensayos realizados en Tubacex, incluso parametrizaciones de laboratorio, pero las investigaciones anteriores no sabían cómo debía ser el procesamiento de los tubos, ni cuál sería su comportamiento en el trabajo. El trabajo realizado por nosotros, además de analizar todos ellos, ha investigado composiciones bimetálicas no analizadas anteriormente. Además, nosotros hemos demostrado que el acero inoxidable se puede colocar en el exterior.

¿Qué otras técnicas existen para la fabricación de estos tubos bimetálicos?

- Existen dos vías, una de coextrusión y otra de aplicación de recubrimientos mediante sprays o proyecciones. Estas últimas técnicas presentan dificultades notables, ya que se debe trabajar con tuberías de gran longitud, ya que la capa exterior debe tener un espesor determinado y no se produce una unión química entre ambas capas. Esto puede hacer elevar la capa superior e incluso llegar a caer. Sin embargo, en la coextrusión se produce un enlace químico, es decir, metalúrgico, entre ambos metales, por lo que funciona como un único material.

¿Esperamos, por tanto, que estos tubos bimetálicos se extiendan en el futuro en el mercado?

- Bueno, la fiabilidad de los tubos se demostró hace tiempo, pero parece que no está muy claro si hay mercado para esos tubos bimetálicos. Patente Tubacex, etc. por lo tanto, les preguntamos si tenían intención de empezar a fabricarlos, pero dado que el mercado y la demanda no son seguros, todavía no han abierto camino para ello.

Las únicas que se han realizado actualmente se encuentran en las instalaciones de las dos centrales de Iberdrola, que se revisan periódicamente. Estos estudios demuestran que todo va perfectamente, por lo que esperamos que en el futuro se vayan utilizando estos tubos.