10 Oct

Plásticos y Elastómeros

Plastómeros

Materiales que contienen como elemento fundamental sustancias de elevado peso molecular. Son materiales orgánicos sintéticos que se pueden ablandar mediante calor en alguna etapa de su transformación. Se utilizan en pavimentos y revestimientos, impermeabilización, aislamientos, etc.

Definiciones Clave

  • Polimerización: Proceso donde se coloca en un reactor agua destilada más carbonato cálcico y se mantiene la temperatura del plástico para obtener polímeros.
  • Polímero: Producto químico que tiene la misma formulación química inicial, pero que en el proceso de polimerización altera su estructura molecular, lo que conlleva un cambio en sus propiedades físicas.

Transformación de las Materias Plásticas

El plástico, al salir de su proceso químico a partir de los hidrocarburos procedentes de derivados petrolíferos, se presenta generalmente en forma de polvo fino (granza) que se mezcla después con aditivos y colorantes en mezcladoras con cilindros calientes. Por último, se realiza el moldeo.

Productos Plásticos según su Elaboración

  • Plásticos Semielaborados: Requieren modificación antes de su empleo.
  • Plásticos Elaborados: Salen de fábrica listos para su utilización.

Procesos de Obtención de Productos Semielaborados

  • Extrusión: Consiste en verter la materia plástica en una tolva que pasa por un cilindro giratorio caliente que la comprime. El material es impulsado por una boquilla que le da forma (tubos y barras).
  • Laminación: El material blando sale arrastrado por dos pesados rodillos calientes que transportan y comprimen el material, pasando por un rodillo enfriador y adoptando forma de hoja o plancha (películas y telas).

Procesos de Obtención de Productos Elaborados

  • Moldeo por Compresión: Se comprime el polvo de plástico entre las dos paredes del molde sometido a presión. Al plástico se le aplica calor, volviéndose fluido y adoptando la forma de la prensa.
  • Moldeo por Inyección: Se inyecta una cantidad de material termoplástico a través de un cilindro calefactor donde se reblandece y se comunica con el molde. La masa plástica se distribuye y endurece por enfriamiento.

Clasificación de los Materiales Plásticos

  • Termoplásticos: Plastómeros que se vuelven blandos mediante el calor y que se pueden remoldear con calor, conservando sus propiedades.
  • Termoestables: Una vez sometidos al calor y presión, se endurecen definitivamente, no ablandándose con un nuevo calentamiento.

Termoplásticos: Tipos y Usos

  • Polietileno: Se obtiene por polimerización directa del etileno procedente de la deshidratación del alcohol etílico. Muy ligero, sólido, incoloro, translúcido y flexible. Se usa en tuberías para líquidos.
  • Poliestireno: Se obtiene por la polimerización del etilbenceno. Incoloro, vítreo, transparente, ligero y resistente a la intemperie. Se usa en forma de espuma, expandido o extruido.
  • Poliuretano: Se usa en forma de espuma, utilizado como aislamiento térmico en fachadas y cubiertas.
  • Polimetacrilato: Sólido, vítreo, estable frente a la temperatura, con buena resistencia mecánica. Se usa para rótulos, muebles u objetos decorativos.
  • Policarbonato: Parecido al anterior, pero más flexible. Se utiliza en lucernarios.
  • Polipropileno: Rígido, transparente, duro, poco resistente a las bajas temperaturas. Se usa en tuberías sometidas a altas temperaturas (calefacción).
  • Nitrato de Celulosa: El más antiguo. Procede de la reacción del ácido nítrico con el algodón y ácido sulfúrico. Se utiliza como explosivo.
  • Policloruro de Vinilo (PVC): Se utiliza en forma de planchas, películas, revestimientos y tuberías para saneamiento.
  • Poliacetato de Vinilo: Adhesivo, masilla, pintura, pavimentos.
  • Resinas Acrílicas: Resistente y de cualidades ópticas.
  • Poliéster: Suele estar reforzado con fibra de vidrio, fibras sintéticas, etc. Se usa en carrocerías, embarcaciones, cubiertas y depósitos.
  • Poliamida: Blanco, translúcido, ligero, inalterable frente a la luz solar. Se utiliza en la decoración.

Termoestables: Tipos y Usos

  • Plásticos Fenólicos: Se vuelven amarillos frente a la luz solar, soportan temperaturas elevadas, tienen buena resistencia mecánica y carácter aislante. Se utilizan en tableros estratificados (Fórmica, Railite).
  • Urea-Formaldehído: Se usa en conmutadores, interruptores, enchufes, tableros laminados y estratificados.
  • Melamina: Buen resistente químico (excepto ácido), pesado, estable a la luz. Se usa en chapas de madera, pinturas y esmaltes.
  • Silicona: Incombustible, ligero, buen resistente químico. Se usa para impermeabilizaciones, aislantes y juntas.
  • Epoxi: Se presenta en forma de resina y se utiliza como adhesivo.

Elastómeros

Poseen propiedades opuestas a los plásticos, destacando especialmente su gran elasticidad.

Materiales Bituminosos

Tienen en su composición un producto orgánico (betún), y su característica más sobresaliente es la impermeabilización. Para la utilización de estos materiales, se deben calentar y fundir en la mayoría de los casos. Al solidificarse, adquieren su resistencia. Son muy pegajosos en estado líquido y se adhieren con facilidad a cualquier superficie. Se utilizan en morteros hidrófugos, pavimentos, etc.

Materiales para la Impermeabilización

  • Alquitrán: Derivado de la destilación de carbones, de color marrón/negro y viscoso.
  • Betún: Sustancia sólida, viscosa, de color negro o marrón, dúctil. Existen dos tipos: de origen natural (resina) y como subproducto en la destilación del petróleo (obtenido a partir del petróleo crudo).
  • Asfalto: Mezcla de betunes con productos minerales inertes, como el sílice, algunos tipos de arenas, arcilla, etc.

Propiedades del Betún, Alquitrán y Brea

  • Punto de Reblandecimiento: Temperatura a la que el betún o la brea adquieren un determinado estado de fluidez.
  • Penetración: Capacidad de admitir la entrada de una aguja.

Usos de los Compuestos Bituminosos

  • Láminas Asfálticas: Láminas formadas por dos capas de betún asfáltico entre las que se dispone un filtro.
  • Aglomerados Asfálticos: Mezcla de áridos y compuestos bituminosos.

Aislamientos

Aislamiento Térmico

Aislar térmicamente significa dotar al elemento de separación de una resistencia térmica suficiente para evitar o reducir la transferencia de calor o frío entre dos espacios.

Función del Aislamiento Térmico

Todos los materiales aislantes se utilizan para:

  1. Evitar pérdidas de calor de un espacio “caliente”.
  2. Mantener un espacio “frío” a temperatura inferior a la de su entorno.

Uso en la Construcción

  • Paredes de cerramiento y cubiertas, para aislar al edificio de su entorno.
  • Forjados, para mejorar el aislamiento entre plantas.
  • En paredes interiores del edificio.
  • En otras aplicaciones específicas: conducciones de calefacción, calderas, conductos de AA, cámaras frigoríficas, etc.

Características de los Materiales Aislantes Térmicos

  • Resistencia Térmica: Caracterización del producto frente a la transmisión de calor.
  • Coeficiente K: Cantidad de calor que atraviesa un cerramiento en un tiempo determinado.

Puente Térmico

Punto débil dentro del conjunto que permite la transmisión rápida del calor/frío. Ejemplos:

  • La ventana con cristal de 4 mm.
  • Las rendijas que puede haber en la caja de persiana.
  • Rejillas de ventilación.
  • Techo de último piso si no está aislado.

Aislamiento Acústico

El Ruido: Tipos a Evitar

Para determinar qué materiales deben utilizarse, hay que tener claro qué tipo de ruidos se deben evitar. Se puede diferenciar entre:

  1. Ruido Aéreo: El que llega a través del aire (ej. tráfico).
  2. Ruido de Impacto: El que aparece cuando se producen impactos sobre el suelo o las paredes de un edificio (ej. vecino).
  3. Ruido Reflejado: Se produce cuando una onda sonora llega a la superficie de una pared, y una parte de la onda transmitida rebota (se refleja) y vuelve al mismo espacio donde se inició el ruido (ej. restaurante lleno de gente).

Cuantificación del Ruido

  1. Por su nivel de intensidad, que se mide en decibelios.
  2. Por su nivel de reverberación, a través del coeficiente de absorción.

Confort Acústico

  1. Asegurar en su interior un nivel de intensidad acústica no superior a un determinado valor.
  2. Asegurar una protección suficiente frente al ruido de impacto provocado en espacios colindantes.
  3. Asegurar un nivel de reverberación no superior a un determinado valor.

Materiales Aislantes Específicos

Materiales Aislantes de Origen Mineral

  • Lana de Vidrio (LV)

    Formada por fragmentos cortos de fibras de vidrio aglomeradas con resinas, con aire en su interior. Se obtiene por estirado por centrifugación o por estirado mecánico.

    Propiedades:
    1. Incombustible.
    2. No produce gases tóxicos.
    3. No es atacada por roedores.
    4. No se pudre.
    5. Poco peso.
  • Lana de Roca (LR)

    Más densa (mejor comportamiento acústico) y tiene un mejor comportamiento frente a altas temperaturas que la lana de vidrio.

  • Arcilla Expandida (Arlita) (AE)

    Se obtiene por cocción de la arcilla. Baja densidad, no se pudre y es incombustible. Se usa para relleno de cámaras de aire.

  • Hormigón Celular (HC)

    No es un material aislante, pero al tener burbujas en su interior por la mezcla de un material espumante, resulta un material ligero y con una capacidad de aislamiento algo mejor que el hormigón normal. Se utiliza en:

    • Recrecido de forjados para dar pendientes en cubiertas planas.
    • Confección de bloques aligerados (YTONG, Siporex).

Materiales Aislantes de Origen Plástico

  • Poliestireno Extruido (XPS)

    Más denso que el poliestireno expandido y de mejor calidad. Es el único aislante térmico capaz de mojarse sin perder sus propiedades. No absorbe el agua. Aplicación en cubiertas invertidas.

  • Poliestireno Expandido (EPS)

    Poliestireno + agente expansor + vapor de agua = aumento de volumen (50 veces) (Porexpan).

  • Poliuretano (PUR)

    Es una espuma rígida obtenida a partir de la mezcla de dos productos (isocianato + poliol) y un gas expansor. Se emplea, aplicándolo:

    1. Por proyección (fachadas, cubiertas).
    2. Por inyección, en la fabricación de paneles sándwich (cubiertas, paramentos de naves industriales y/o edificios).
    3. Por inyección in situ, en la misma obra.
    4. En paneles de forma similar al EPS.

Materiales Aislantes de Origen Vegetal

  • Corcho

    Material de origen vegetal (alcornoque) y estructura celular. Se presenta aglomerado con resinas y expandido. Se emplea para mejorar el aislamiento acústico (buen absorbente).

  • Paneles de Fibras Vegetales

    Formados por virutas de madera prensadas y tratadas con resinas inertes. Empleo para falsos techos. Buen absorbente acústico.

Geotextiles

Se dividen en dos categorías: no tejidos y tejidos. Los geotextiles pueden ser de polipropileno o de poliéster (los de poliéster no deben ir en contacto con el hormigón).

Tipos de Geotextiles

  1. No Tejidos: Estructuras planas constituidas por fibras que se unen mediante sistemas mecánicos o térmicos. Son utilizados para las funciones en ingeniería civil de separación, filtro, protección, etc.
  2. Tejidos: Estructuras regulares planas formadas por el entrelazado de dos o más series de fibras. Son muy utilizadas para reforzar.

Funciones de los Geotextiles

  1. Separar: Separación de dos tipos de terreno diferentes (carreteras, ferrocarriles).
  2. Filtrar: Libre circulación de agua a través del geotextil, reteniendo los finos (obras hidráulicas).
  3. Drenar: Garantiza el transporte del agua y gas.
  4. Reforzar: Estabilización de suelos y refuerzo contra el vuelco (muros de contención).
  5. Proteger: Contra los daños mecánicos, tanto al punzonamiento como a la abrasión (túneles).

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