Cuando un proyecto requiere un estanque, una línea de piping o un equipo expuesto a condiciones industriales exigentes, una de las primeras decisiones suele ser el material.
FRP o acero.
La comparación parece sencilla, pero en la práctica rara vez existe una respuesta universal.
Ambos materiales presentan características que pueden resultar convenientes dependiendo del fluido, las condiciones de operación, las cargas mecánicas, la geometría del activo, su ubicación y los requerimientos establecidos por el proyecto.
Por eso, antes de comparar precios o intentar determinar cuál posee una vida útil mayor, conviene responder otra pregunta:
¿qué condiciones deberá soportar realmente este activo?
Estos son seis criterios que ayudan a orientar esa decisión.
1. Compatibilidad química y ambiente corrosivo
La primera variable es el medio al que estará expuesto el equipo.
Ácidos, sales, cloruros, salmueras, humedad permanente y otros agentes químicos pueden producir mecanismos de degradación muy diferentes según el material seleccionado.
En aplicaciones donde la corrosión constituye uno de los principales riesgos del activo, los materiales compuestos FRP pueden resultar especialmente interesantes debido a que su comportamiento frente al medio depende de la combinación de fibra, matriz de resina y barrera química especificada.
En los sistemas metálicos también existen diferentes alternativas de material, revestimiento y protección.
Por eso no basta con indicar que una instalación estará expuesta a un “ambiente corrosivo”.
Para especificar correctamente deben conocerse al menos el fluido, su concentración, temperatura y condiciones de exposición.
2. Temperatura y presión de operación
La compatibilidad química por sí sola tampoco define la selección.
Un material puede responder correctamente ante determinado fluido y dejar de ser adecuado cuando cambian la temperatura, presión o condiciones transitorias del proceso.
En sistemas de piping, estanques y equipos de proceso deben considerarse tanto las condiciones normales de operación como las situaciones contempladas en las bases de diseño.
Esto incluye, dependiendo del proyecto:
- presión de diseño;
- temperatura de diseño;
- vacío;
- ciclos térmicos;
- variaciones de presión;
- y condiciones de partida o detención.
La selección debe realizarse sobre ese conjunto de variables y no utilizando únicamente una tabla genérica de resistencia química.
3. Exigencias mecánicas y estructurales
El comportamiento estructural requerido constituye otro criterio fundamental.
Peso propio, cargas externas, acciones sísmicas, viento, soportación, vibraciones, conexiones y geometría pueden modificar considerablemente la solución.
El acero posee características estructurales conocidas y una extensa aplicación industrial.
El FRP, por su parte, presenta una elevada relación resistencia/peso, pero su comportamiento debe analizarse considerando las propiedades particulares de un material compuesto.
Por esta razón, dimensiones y espesores no deberían definirse únicamente replicando una solución utilizada anteriormente.
La ingeniería debe verificar que la configuración seleccionada responda a las cargas reales del proyecto.
4. Fabricación, transporte y montaje
Un activo industrial no termina en el plano.
También debe fabricarse, transportarse y finalmente instalarse en terreno.
Las dimensiones máximas de transporte, capacidad de izaje, accesos a faena, disponibilidad de espacio, secuencia de montaje y conexiones con infraestructura existente pueden cambiar qué alternativa resulta más conveniente.
El menor peso de determinados componentes FRP puede facilitar algunas maniobras y configuraciones de montaje.
En otras situaciones, las necesidades estructurales o constructivas pueden favorecer una solución metálica.
Incluso puede resultar conveniente desarrollar una configuración que combine materiales según la función que cumple cada componente.
Por eso, analizar fabricación y montaje desde las primeras etapas puede evitar modificaciones posteriores del diseño.
5. Inspección, mantenimiento y ciclo de vida
El precio de fabricación es solo una parte del costo asociado a un activo industrial.
Durante su operación también deberán considerarse inspecciones, mantenimiento, protección anticorrosiva cuando corresponda, reparaciones, accesibilidad y posibles reemplazos.
Por esta razón, una comparación económica técnicamente útil debería analizar el ciclo de vida previsto para ese proyecto específico, utilizando sus propias condiciones de operación y mantenimiento.
No existe una cifra universal que permita afirmar que FRP o acero tendrá siempre un menor costo total.
El resultado dependerá de las características del servicio y de las intervenciones que cada alternativa requiera durante su operación.
6. Normas, trazabilidad y requerimientos del mandante
Finalmente, la selección debe considerar desde el comienzo las especificaciones contractuales y normativas del proyecto.
Dependiendo del activo pueden existir requerimientos sobre:
- diseño;
- materiales;
- fabricación;
- procedimientos;
- inspección;
- ensayos;
- trazabilidad;
- documentación de calidad;
- y criterios de aceptación.
Estos requisitos pueden condicionar tanto el material como el proceso de fabricación que debe utilizarse.
Por eso, revisar las bases técnicas antes de fabricar resulta tan importante como seleccionar correctamente el material.
Entonces, ¿FRP o acero?
La respuesta depende del proyecto.
Cuando predominan ambientes químicos o corrosivos compatibles con el sistema de resina seleccionado, el FRP puede ofrecer ventajas relevantes.
Cuando las condiciones estructurales, térmicas o constructivas son determinantes, una solución en acero puede ser la alternativa adecuada.
Y algunos proyectos pueden requerir configuraciones multimaterial donde cada material se utiliza allí donde entrega mejores prestaciones.
La decisión, por tanto, no debería comenzar intentando demostrar qué material es superior.
Debería comenzar caracterizando correctamente el servicio.
Ingeniería antes que preferencia de material
Grupo EC cuenta con un Área de Materiales Compuestos FRP y un Área de Fabricación en Acero, complementadas por capacidades de ingeniería para evaluar las condiciones particulares de los activos industriales.
Esto permite abordar la especificación desde el problema técnico que debe resolverse y no desde una única tecnología de fabricación.
¿Estás evaluando materiales para un estanque, piping o equipo industrial?
Conocer las condiciones de operación y requerimientos del proyecto es el primer paso para definir una solución técnicamente adecuada.