El poliuretano es el nombre genérico de los materiales fabricados mediante una polimerización de uretano.

El poliuretano flexible

El poliuretano flexible es también conocido como, “Espuma”, “Hule esponja”, "Hule Espuma", "Espuma de Poliuretano", "Poliuretano Espumado", y “Esponja". En ingles se conoce como PUFF (Poliurethan Flexible Foam) o solamente "Foam".

Se forma básicamente por la reacción química de dos compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera unos gases, (dióxido de carbono) que son los que van formando las burbujas.

El poliuretano flexible está fabricado esencialmente de los siguientes productos:

Poliol (Polioxipropilenglicol) en un 55% a 70% aproximadamente

TDI (Di-isocianato de Tolueno) en un 25% a 35%

Agua

Catalizador Metálico (Octoato Estañoso)

Catalizador Amínico

Surfactante o Estabilizador

Agente Soplante Auxiliar

Colorantes

Aditivos (Retardantes a la flama, Antiestáticos, Antioxidantes, etc.)

De acuerdo al sistema de fabricación utilizado, las espumas de poliuretano se pueden clasificar en dos tipos:

Espumas en caliente

son las espumas que liberan calor durante su reacción, fabricadas en piezas de gran tamaño, destinadas a ser cortadas posteriormente. Se fabrican en un proceso continuo, mediante un dispositivo llamado espumadora, que básicamente es la unión de varias máquinas, de las cuales la primera es un mezclador, que aporta y mezcla los diferentes compuestos de la mezcla; la segunda es un sistema de cintas sin fin, que arrastra la espuma durante su crecimiento, limitando su crecimiento para darle al bloque la forma deseada; y la parte final de la espumadora es un dispositivo de corte, para cortar el bloque a la longitud deseada. Generalmente son las más baratas, las más utilizadas y conocidas por el público.

Espumas en frío

son aquellas que apenas liberan calor en la reacción, se utilizan para crear piezas a partir de moldes; como rellenos de otros artículos; como aislantes, etc. Se fabrican mediante una espumadora sencilla, que consiste en un dispositivo mezclador. Normalmente suelen ser de mayor calidad y duración que las espumas en caliente, aunque su coste es bastante mayor.

La espuma de poliuretano es un material muy versátil, ya que según los aditivos y los sistemas de fabricación utilizados se pueden conseguir espumas de poliuretano de muy distintas características, y destinadas a usos muy diferentes. Desde los bien conocidos bloques de espuma elástica para colchones hasta espumas casi rígidas para juguetería, automoción o calzados.

Otro criterio para clasificar a las espumas es su densidad.

La densidad normalmente se expresa en libras por pié cubico (pcf) o kilogramos por metro cúbico (kg/m3). La densidad es fundamental porque el poliuretano flexible está formado por material y espacios vacíos.

La firmeza del poliuretano flexible es independiente de su densidad. Puede haber espumas de baja densidad y superficie firme o de alta densidad y superficie blanda. Por lo tanto no existe el concepto de densidad “dura” o “blanda”.

Por otro lado existe una diferencia entre “firmeza” y “soporte”. La firmeza es un medida de las características de la superficie del poliuretano. El soporte es la capacidad de “empujar” contra un peso y que previene que la espuma se deforme. Las espumas de mayor densidad previenen que la espuma se colapse con el peso del cuerpo en aplicaciones finales.

Se suele utilizar mucho la densidad para comparar las distintas espumas, pero solo sirve como elemento comparativo cuando hablamos de espumas con la misma composición, ya que distintas fórmulas nos dan características diferentes. En unas espumas buscaremos la mayor duración posible, en otras el precio más económico, en otras la transpirabilidad, la capacidad aislante, la facilidad de perfilar o dar forma, la ligereza, etc.

La espuma de poliuretano tiene múltiples usos en el mundo actual, algunos de ellos son:

En colchones como relleno principal o como integrante de los acolchados;

en muebles en asientos de sofás y sillas, relleno de acolchados, etc.

En la construcción, como aislante térmico o como relleno;

En la industria del automóvil como elemento principal de defensas, asientos, etc.

En muchos artículos como juguetes, prendas de vestir, esponjas, calzados, almohadas, cojines, envases y en general todo tipo de acolchados o rellenos.

En general el poliuretano flexible tiene aplicaciones como acojinamiento en muebles, calchones, bajo alfombras e interiores de automóviles. También ofrece un buen desempeño como absorbedor de golpes con aplicaciones en empaque y automóviles.

La Espuma rígida de poliuretano

La espuma rígida de poliuretano aplicada por aspersión, es la forma mas eficaz de aislar y sellar de manera simultanea prácticamente cualquier tipo de substrato, ya que se obtiene una capa monolítica sin juntas, ni puentes térmicos, adherida por si misma de manera hermética, se aplica sobre cualquier tipo de superficie que este limpia y seca.

La espuma rígida tiene varias aplicaciones como:

Aislamiento e impermeabilización de techos, losas, muros divisorios y acusticos.

Frigoríficos y Bodegas

Refuerzo estructural paneles

Aislamiento de conductos de agua caliente, ductos de calefacción.

Carrocerías de camiones y microbuses

Bases de firmes de azotea como antiruido e impermeabilizante

La espuma de poliuretano tiene magnífica resistencia al agua, agua salada, aceites, ácidos muy diluidos y soluciones alcalinas, no es afectada por hongos, bacterias y malos olores, elimina ruidos excesivos.

Las propiedades térmicas de la espuma de poliuretano

La espuma de poliuretano es un recurso cada vez más utilizado, ya no sólo para el sellado de puertas, ventanas y saneamientos o reparación de muros para aislar del frío, del calor y de la contaminación acústica los hogares, sino también como elemento decorativo.

Algunas de las características de las espumas de poliuretano que le han hecho convertirse en un excelente material aislante son sus buenas propiedades térmicas, puesto que ofrece una gran resistencia a temperaturas extremas, manteniendo todas sus propiedades técnicas en un espectro que va de los 50ºC bajo cero o a 110ºC.

Las planchas o paneles que se realizan son fácilmente ajustables a cualquier necesidad puesto que pueden ser cortadas, perforadas, pintadas, pulidas y pegadas con precisión. Otras de las ventajas de las espumas de poliuretano son su peso reducido y su ausencia de goteo en caso de incendio.

A la hora de utilizarlo hay que saber que éstas espumas pueden aumentar de dos a cinco veces su volumen desde que se aplican hasta que se endurecen completamente. Al aplicar la espuma, ésta se adhiere a todo aquel elemento que entre en contacto con ella, así que es aconsejable proteger aquellas zonas que se encuentren cercanas con bandas adhesivas especiales.

En el mercado se pueden encontrar sprays de espuma de poliuretano de dos tipos, los que están constituidos exclusivamente por el poliuretano o los compuestos que tienen otro elemento (además del poliuretano) con el que hacen la reacción.

La principal diferencia es que las espumas de un sólo componente se endurecen como consecuencia del contacto con la humedad del aire, mientras que las compuestas reaccionan cuando se mezclan los dos componentes y se endurecen con mayor rapidez que las primeras.

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Usos y aplicaciones de la espuma rígida de poliuretano

El uso de la espuma rígida de poliuretano (PUR) ha crecido sustancialmente en los últimos años debido a sus excelentes características como aislante térmico, su impermeabilidad al agua y a los combustibles y sus excepcionales características físicas.

El poliuretano es un aislante térmico rígido que se caracteriza por una estructura de pequeñísimas celdas cerradas, que contienen gas de baja conductividad térmica, libre de agentes CFC y HCFC, perjudiciales para el medio ambiente, que otorgan a este material su excelente capacidad aislante.

La espuma rígida de poliuretano se puede aplicar en sitio y se obtiene cuando un diisocianato y un poliol se mezclan en presencia de una agente activador. El activador es liberado junto con el calor que se genera en la reacción, dándole a la espuma un volumen cercano a las 30 veces del que tienen los componentes en estado líquido.

El material que queda en contacto con la superficie forma una capa que le da protección a la espuma y sello adicional.  Las cualidades físicas y mecánicas del producto son, en general, función de su densidad, que puede oscilar entre 27 y 80 Kgs/m3 según el uso a que sea destinado.

El grado de aislación térmica que ofrece una capa de esta espuma rígida equivale al de espesores mucho más amplios de otros materiales utilizados tradicionalmente.

Una equivalencia sería a grandes rasgos la siguiente:

25 mm espuma rígida de Poliuretano = 40 mm de lana de vidrio = 40 mm de poliestireno expandido de 20 kg/m3 = 50 mm de corcho = 65 mm de tablero de fibra = 140 mm de madera = 380 mm de bloques de concreto.

La Espuma Poliuretano (PUR) puede obtenerse a través de los siguientes métodos:

Sistema Spray
Consiste en mezclar los componentes del Poliuretano con una máquina equipada para aplicar el material atomizado en sitio en capas superpuestas y sucesivas. Esta técnica se basa en la capacidad autoadhesiva de la espuma durante su proceso de reacción, que la hace adherirse a casi cualquier superficie limpia y seca.

Vertido o Colado
Se mezclan los componentes en un recipiente cuyo contenido se vuelca en un molde o en una cavidad que se quiera aislar. Esta técnica se usa especialmente para la fabricación de grandes bloques, que luego son cortados en piezas del tamaño y forma que se desee, incluyendo caños y otros.

Inyección
Consiste en mezclar los componentes en una máquina, que permite inyectar el material entre dos superficies de tal forma que al espumar, ambas quedan unidas.

Las principales ventajas de la espuma de poliuretano son:

Actúa como capa distribuidora de cargas
Adherencia a todo tipo de materiales
Ahorro de espacio
Autoextinguible
Bajas pérdidas dieléctricas y de reflexión
Constante dieléctrica muy baja
Estable dimensionalmente, no se elonga, contrae ni deforma.
Excelente capacidad aislante
Excelente sello (debido a su estructura cerrada)
Fácil y rápida aplicación
Impermeabildad avanzada
Muy buena estabilidad
Muy buena resistencia a la compresión.
No es atacado por roedores
No necesita mantenimiento posterior
No pueden anidar insectos, contrariamente a lo que ocurre con el poliestireno expandido.
Peso ligero
Puede aplicarse en casi cualquier superficie
Resistencia a los agentes químicos
Resistente a los ácidos
Resistente a sacudidas y vibraciones.
Resistente al fuego

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Productos Especiales para Pisos Industriales

La construcción de pisos industriales involucra la utilización de una gran variedad de productos que complementan al concreto mismo, con el fin de facilitar su construcción o incluso de mejorar su desempeño ante la exposición de distintos factores, tales como: abrasión, impacto, cargas concentradas, choque térmico, ataque químico, derrames, etc.

Los productos que comúnmnte se utilizan son:

Desmoldantes

Su función principal es evitar la adherencia entre el concreto y la cimbra, facilitando así, la limpieza y aumentando la vida útil de la misma, además de mejorar de manera importante el aspecto del concreto mismo. Es muy importante asegurarse que estos desmoldantes no manchen o dejen residuos de grasa en el concreto.

 

Endurecedores superficiales

Materiales de soporte para juntas

Membranas de curado

Morteros de reparación y coronamientos

Retardadores de evaporación

Son compuestos líquidos monomoleculares aplicados con atomizador, que forman una membrana protectora temporal, que retarda la rápida evaporación del agua contenida en el concreto, disminuyendo así la aparición de fisuras por contracción plástica. Esta membrana se rompe una vez que se comienza a trabajar el concreto, por lo que en ocasiones se requieren varias aplicaciones entre las distintas etapas de flotado y/o pulido del piso. El uso de estos retardadores es particularmente importante cuando se está colando en intemperie bajo condiciones de altas temperaturas o fuertes corrientes de viento. Cabe mencionar que este tipo de productos no sustituyen la utilización de membranas de curado.

 

Selladores superficiales

También conocidos como endurecedores químicos, son compuestos fabricados a base de distintos compuestos tales como: flúor silicatos, silanos, siliconatos, acrílicos, entre otros, cuya función principal es preservar una buena apariencia y facilitar la limpieza de los pisos de concreto. Estos sistemas se dividen en dos grandes grupos: los que forman película, y los que forman cristales. Los primeros generalmente impiden de manera más eficiente la penetración de líquidos derramados y proporcionan un brillo inmediato, pero dado el hecho de ser una película expuesta tienden a rayarse y desgastarse rápidamente al estar expuestos a tráfico continuo, en cuyo caso se elevan los costos de mantenimiento. Sin embargo, por el mismo hecho de formar película, existen varios productos que cumplen con la norma ASTM-C309 para membranas de curado, además de su función como selladores. Por otro lado, los segundos se aplican de manera que el compuesto sea absorbido por el concreto, para que éste reaccione con la cal libre presente en el concreto, formando cristales dentro del microporo del concreto, los cuales a su vez, reducen, pero no impiden totalmente la penetración de líquidos derramados. Así mismo, dado que estos sistemas no forman película, no proporcionan brillo de manera inmediata, sino que se va obteniendo mediante frotado o abrasión, ya sea inducida intencionalmente o que se dé de manera natural por el uso cotidiano, de tal suerte que el piso va adquiriendo mayor brillo con el paso del tiempo. También es importante mencionar que estos sistemas contribuyen a mejorar el curado del piso, pero no lo sustituyen completamente, por lo que generalmente se recomienda curar el piso con agua antes de su aplicación. De igual forma aún cuando en algunas ocasiones se manifiesta que éstos selladores o endurecedores densifican la superficie de concreto aumentando la resistencia a la abrasión del mismo, el efecto es mínimo cuando se compara contra un piso de concreto bien curado, pero la diferencia puede ser muy significativa cuando se observa el aumento en resistencia a la abrasión que presenta un piso mal curado después de un tratamiento con este tipo de productos.

 

Selladores para junta

Son productos cuya función principal es evitar el deterioro de las aristas de las juntas y prevenir el paso de líquidos que puedan deteriorar eventualmente las terracerías. Estos productos se dividen principalmente en elastoméricos y semirígidos, los cuales a su vez pueden estar fabricados a partir de distintos materiales, tales como: poliuretano, resina epóxica, polyurea, silicón, poliuretano-asfalto, etc. Los selladores elastoméricos se utilizan principalmente en juntas que requieren una gran capacidad de elongación, pero no una dureza superficial importante. Esta condición se da generalmente en juntas de control y construcción de áreas exteriores donde los gradientes de temperatura y humedad generan procesos de expansión y contracción del concreto suficientes para presentar movimientos importantes entre las secciones de concreto. O bien, en juntas de aislamiento donde se esperan movimientos importantes entre las distintas secciones de concreto, como es en las juntas de diamante alrededor de columnas, juntas alrededor de cimentaciones especiales para equipos, juntas perimetrales, etc. Por otro lado, los selladores semi-rígidos son empleados en juntas de control y construcción sujetas a tráfico continuo de vehículos con ruedas pequeñas tales como: montacargas de rueda maciza, patines, etc, ya que dichos vehículos dañan de manera importante las aristas de las juntas rellenas con selladores elastoméricos, mientras que los semi-rígidos tienen la dureza superficial suficiente para proteger dichas aristas.

 

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