key to your succes - Construnario.com · 2008. 7. 17. · 711 Encofrado de techos; cuerpos de entalladura 712 Encofrados de techos, techos nervados,cuerpos de encofrado recuperables

Styropor®

Edición 2001

InformacionesTécnicas

Bienvenido a las “Informaciones Técnicas Styropor”

Nos permitimos darle a Ud. como cliente de Styropor,las siguientes indicaciones para el uso de las “Informaciones Técnicas Styropor”.

El CD-ROM sobre las “Informaciones Técnicas Styropor” que obra en su poder está a su disposiciónen tres idiomas (alemán, inglés, español).

En el índice puede Ud. seleccionar los sectores espe-ciales de Styropor que sean de su interés, pulsando elratón en el título correspondiente.

En caso de que Ud. aún tenga preguntas sobre las“Informaciones Técnicas Styropor”, sírvase dirigirse ala siguiente dirección:

BASF AktiengesellschaftE-KSF/MN – D 21967056 Ludwigshafen, AlemaniaTel.: (+49 621) 60-9 90 38Fax: (+49 621) 60-7 22 26

BASF Plastics

Plásticos celulares

key to your succes

Styropor Información

Styropor, Neopor, Peripor

Neopor

Ecoeficiencia

Construir con Styropor

Embalajes con Styropor

Películas sobre Styropor

Styropor® Folletos e InformaciónHacer selección pulsando en un tópico:

Menú principal

2 Transporte

1 Styropor Información

3 Propiedades/Ensayos

4 Transformación

5 Aplicación en la construcción

6 Construcción de carreteras/Aislamiento/Otras aplicaciones en la construcción

7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Transporte

060 Instrucciones para el transporte

Styropor® Información TécnicaHacer selección pulsando en un tópico:

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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Propiedades/Ensayos

100 Propiedades generales

101 Propiedades generales construcción

110 Contracción inicial y posterior de bloques y planchas de espuma rígida

120 Resistencia química de la espuma rígida de Styropor

121 Resistencia de la espuma rígida a los parásitos animales y vegetales

125 Aspectos de derecho alimentario

129 Comportamiento técnico en fuego de espumas rígidas de Styropor

130 Seguridad contra incendios durante la transformación de Styropor

141 Envejecimiento de la espuma rígida

150 Conductividad térmica de espuma rígida

180 Espuma rígida de Styropor; Medio ambiente

181 Espumas rígidas de Styropor; aspectos medioambientales de suaplicación en la construcción

198 Propiedades importantes

205 Control de recepción y producción en las fábricas transformadoras deStyropor

220 Resistencia a la compresión de espuma rígida

270 Dispositivos para la medición de la presión de espuma rígida

290 Control del contenido de agente de expansión en el aire ambiente


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Transformación

340 Vapor de agua como portador de energía para la transformacióna espuma rígida

345 Técnicas de vacío en la transformación de espuma rígida

360 Agua de enfriamiento en empresas transformadoras de Styropor

361 Instalaciones para depurar los desagües en las fábricastransformadoras de Styropor

400 Menguas en el peso y volumen durante la transformación

440 Producción de espuma rígida de marcas Styropor-F bajoaspectos técnicos de protección contra incendios

460 Transporte de la materia prima

461 Transporte del Styropor preexpandido

490 Medidas de seguridad recomendadas para la manipulación delas partículas expandidas

540 Preexpansión de Styropor

545 Expansión del Styropor de perlas finas para obtener una bajadensidad aparente

560 Secado del Styropor preexpandido (lecho fluidizado)

570 Reposo intermedio de Styropor preexpandido

770 Limpieza de herramientas de moldeo para la transformación deStyropor


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Aplicación en la construcción

140 Comportamiento a largo plazo, eficacia práctica en el sectorconstrucción

250 Cámaras frigoríficas

280 Aislamiento de tubos

324 Aislamiento interior; placas compuestas

352 Piezas de construcción tipo sandwich; paredes interiores ligeras

421 Aislamiento acústico al ruido de pasos debajo de baldosas

432 Planchas visibles para techos

433 Planchas visibles para techos – admisibilidad según las normaslegales en materia de construcción

515 Cubierta plana caliente

620 Adhesión de espuma rígida de Styropor, general

621 Pegado de espuma rígida de Styropor, adhesivos

700 Sistemas integrados de aislamiento térmico

711 Encofrado de techos; cuerpos de entalladura

712 Encofrados de techos, techos nervados,cuerpos de encofradorecuperables

761 Encofrados especiales para ventanas de sótanos


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Construcción de carreteras/Aislamiento/Suelos/Otras aplicaciones en la construcción

800 La espuma rígida de Styropor, un material ligero para laconstrucción de cimientos de carreteras

805 Construcción de carreteras resistentes a las heladas, estudioteórico de las propiedades térmicas

906 Aislamiento de establos; ejemplos de ejecución

920 Piscinas; información general

950 Revestimiento de juntas


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Embalajes

310 Construcción de modelos con espuma rígida de Styropor

410 Propiedades de embalaje condicionadas por el material y latransformación

415 Cuestionario de embalaje

450 Embalaje de productos sensibles a la humedad

510 Dimensionado de embalajes de espuma rígida amortiguantes dechoques

520 Efectos de la densidad aparente en la capacidad deamortiguación de impactos de la espuma rígida

610 Embalajes de espuma rígida resistentes a la compresión

710 Embalajes termoaislantes


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

Reciclar/Eliminar

810 Procedimientos de reciclado y eliminación de espuma rígida deStyropor usada

820 Producción y propiedades de Styromull

830 Hormigón ligero de material reciclado EPS, una alternativa rentable?


Menú principal

2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

... aislamiento térmico en toda la casa

El aislamiento térmico en la construcción con Styroporsignifica para el propietario una planificación previsible yventajes considerables de costes/beneficios.

Styropor se puede utilizar como material aislante alrede-dor de la casa, ya sea en el techo, en la fachada o comoaislamiento perimétrico en la zona del sótano.

Como material termoaislante Styropor contribuye demanera importante a llevar a la práctica económicamenteel concepto de la casa de baja energía.

... como material de embalaje, para que el contenidollegue con seguridad

En la economía del embalaje, la capacidad de rendi-miento y el costo bajo son de importancia decisiva.

Styropor también en este sector cumple con todas lasexigencias. Es económico, sumamente liviano, se lepuede dar forma, aserrar, fresar o cortar. También sepuede pintar sin problemas.

Embalajes de Styropor ofrecen protección contra daños,ayudando a reducir la cuota de daños durante el trans-porte y almacenamiento y a conservar valores.

Materiales celulares

Styropor es un polietileno expandible, que contiene unagente expansor. Se forma por la polimerización demonoestireno aditivando pentano.

Styropor fue inventando hace más de 50 años por BASF. El surtido Styropor comprende más de 30 marcas, y se haconvertido en sinónimo para la construcción ahorradora deenergía y embalajes racionales.

Styropor se distingue por tener una muy buena capacidadde aislamiento térmico, una alta resistencia a la compresión,excelente amortiguación de choques, peso bajo e insensibi-lidad a la humedad. Una ventaje decisiva de Styropor es su relación coste – rendimiento favorable. Esto se puedeapreciar en muchos sectores de aplicación.

Styropor®

– con propiedades termoaislantes considerablementemejoradas

Neopor es una materia prima recientemente desarrolladasobre la base de poliestireno, que contiene un agenteexpansor. Las partículas negras, en forma de perlas, setransforman en un material expandido de color granito,que tiene, también en el sector de densidades aparentesbajas, una capacidad termoaislante considerablementemejor que los materiales aislantes EPS usados hasta lafecha.

En general, Neopor presenta ventajesprincipalmente en aquellos sectores,en los cuales por motivos constructi-vos y económicos es necesario limitarel grosor de la capa aislante, sinreducir la capacidad aislante. Porejemplo:

• el aislamiento de fachadas• el aislamiento acústico al ruido de

impactos en combinación con aislamiento térmico,

• el aislamiento interior de paredesexteriores,

• el aislamiento de mampostería depared doble;

• el aislamiento de cabrios centrales,• el sistema de colocado en cubiertas

inclinadas.

Neopor®

Peripor es también un producto difi-cilmente inflamable de la familiaStyropor y especialmente adecuadopara producir planchas aislantes ypiezas moldeadas para aplicacionessometidas a esfuerzos de compre-sión y humedad, como por ejemplo:

• para el aislamiento de áreas deedificios que están en contactocon el suelo (“aislamiento perimétrico”),

• para el aislamiento de cubiertasplanas encima de la obturación dela cubierta (“principio del techoinverso”, cubiertas ajardinadas),

• como capa de protección contralas heladas en la construcción decarreteras (plataformas de carrete-ras y vías férreas)

Peripor®

… Peripor para aplicaciones sometidas a esfuerzos de compresión y humedad

Neopor®

Poliestireno expandible

Desarrollo yPropiedades

BASF Plasticskey to your success

Neopor® ...

Neopor es un poliestirenoexpandible para la producciónde espuma rígida de color granito con propiedades de aislamiento térmico considerablemente mejoradas,especialmente en la gama dedensidades aparentes bajas.

Neopor es una materia prima nueva desarrollada por BASFAktiengesellschaft, sobre la basede poliestireno con agentes de expansión, para aplicaciones innovadoras. Las partículas negras,en forma de perlas, se transforman en una espuma rígida color granito,que tiene una capacidad de aislamiento térmico considera-blemente mayor que la de los materiales de aislamiento EPS®

usuales hasta la fecha, especialmente en la gama de densidades aparentes bajas. Esto es, se obtiene el mismo aislamiento con una cantidad claramente menor de materiaprima, o un menor grosor de material aislante.

Las ventajas referentes a la técnicade aplicación que resultan de lamenor densidad aparente y de laexcelente capacidad de aislamientode las espumas rígidas abren nuevos campos de aplicación ypermiten encontrar soluciones deaislamiento económicas. Esto esde suma importancia sobre todo en vista de las exigencias cada vezmayores en cuanto al aislamientotérmico en la construcción.

Principio defuncionamientoLa conductibilidad térmica de materiales aislantes de la mismadensidad se ve influenciada por elgas celular (por ejemplo aire), por laestructura y de manera importantepor la permeabilidad a radiaciones.La parte correspondiente a la permeabilidad a radiaciones hastala fecha sólo se podía reducir a través de un aumento de la densidad de la espuma rígida.

En el caso de Neopor la mayorparte de la acción de la radiacióntérmica es eliminada a través deabsorbedores o reflectores de infrarojo, obteniéndose así aún en el caso de densidades muybajas un aislamiento térmico considerablemente mejorado. A este acabado finalmente tambiénse debe el aspecto inconfundible,color granito, de la espuma rigida.

Desarrollo del productoEl desarrollo de Neopor se basa en trabajos fundamentales de loslaboratorios de investigación deBASF, asegurados a través de laspatentes correspondientes.

Propiedadesdel productoLa materia prima Neopor se puedetransformar en espuma rígida en las máquinas de transformación de EPS usuales.

La espuma rígida Neopor cumplecon las exigencias para el grupo deconductibilidad térmica 035 (segúnDIN 18164 T.1) a una densidad de12 kg/m3. En el caso de la EPS tradicional se necesita casi la dobledensidad, y por lo tanto también la doble cantidad de materia primapara cumplir con estas exigencias(véase también Fig.).

® =

Mar

ca r

egis

trad

a de

la B

ASF

Aktie

nges

ells

chaf

t

Densidad [kg/m3]

Conductibilidad térmica [mW/m·K]

45

40

35

30

25

5 10 15 20 25

EPS

Neopor®

Neopor, al igual que Styropor® F de BASF Aktiengesellschaft, es difícilmente inflamable (Grupo dematerial de construcción B1).

Las propiedades físicas y ecológicas, con excepción del aislamiento térmico, que se havisto mejorado, son comparablescon las de las EPS convencionales.

... marca nuevas pautas

Aplicación en la prácticaUna de las primeras aplicaciones de Neopor en el sector de la construcción es el aislamiento defachadas. En el caso de sistemascombinados de aislamiento térmicose obtienen ventajas en cuanto a la construcción y a la técnica deaplicación, además de las mejorasen cuanto al aislamiento térmico.

En general Neopor tiene ventajassobre todo en aquellos sectores de aplicación, en los cuales pormotivos de la construcción oeconómicos es necesario limitar el grosor de la capa de aislamientosin reducir el aislamiento térmico.

Sistema compuesto deaíslamiento térmico conplanchas de espumarígida de Neopor®.

BASF AktiengesellschaftFoam Products Regional Business Unit Europe67056 Ludwigshafen/Alemania

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conocimientos y experienciasactuales. No presuponen unagarantía juridica relativa a determinadas propiedades ni a la idoneidad para una aplicaciónconcreta. Debido a las numerosasinfluencias que pueden darsedurante la manipulación y empleo

KS

FR 0

004

es 0

5.20

01

Son ejemplos para estoscampos de aplicación:• Aislamiento al ruido de pasos

en combinación con aislamientotérmico (en el caso de techossobre ambientes sin calefaccióno sistemas de calefacción desuelo; limitación por la altura dela habitación).

• Aislamiento interior de paredesexteriores (menor pérdida desuperficie habitable).

• Aislamiento en el caso de mampostería doble (distancialimitada entre las paredes).

• Aislamiento entre cabrios (limitaciones por la altura de los cabrios).

• Sistema de colocación en eltejado inclinado (influencia delgrosor sobre conexiones yfijaciones).

Aislamiento interiorcon sistemas de cartón-yeso

Aislamiento en el casode mampostería doble

Aislamiento al ruido depasos en combinacióncon aislamiento térmico.

de nuestros productos, no eximenal transformador o manipulador de realizar sus propios controles y ensayos. Todo el que reciba nuestros productos será responsa-ble por sí mismo de la observanciade los derechos de patentes existentes así como de las leyes y disposiciones vigentes.

EcoeficienciaEl objetivo del análisis de ecoeficienciadesarrollado por BASF Aktiengesellschaftes comparar productos o procedimientossimilares. Con ayuda de él se lleva a caboun examen global de las alternativas desolución. Están incluidos la determinaciónde los costes totales y los perjuicios quecausan al medio ambiente durante todo suciclo de vida. Con los resultados se pue-den hacer comparaciones con la compe-tencia. Puede elevar las posibilidades en elmercado o contribuir a mejorar el pro-ducto.

Ecoeficiencia

Análisis de ecoeficiencia

Costos

Con

tam

inac

ión

del

med

io a

mb

ien

te

Ecoeficiencia alta

Contaminación del aire y del agua

Consumo de materia prima y energía

BASF ha desarrollado elanálisis de ecoeficienciaArmonizar la economía y laecología – este es el objetivodel análisis de ecoeficiencia.La BASF Aktiengesellschaften Ludwigshafen, como unade las primeras empresas dela industria química, ha des-arrollado ahora este métodopara su empresa. A base deeste análisis, en el futuro setomará la decisión, en cuálesproductos y procedimientosla BASF va a invertir.

En 1996 la BASF empezó con el desarrollo de esta herramienta interna de la empresa.Hasta la fecha aproximadamente setenta productos y procedimientos de producción hansido analizados con este nuevo método. Uno de los objetivos es producir con ayuda deeste análisis de ecoeficiencia, los productos con un consumo bajo en materia prima yenergía, evitando en lo posible las emisiones. Simultáneamente los productos BASF ayu-dan al cliente a ahorrar recursos durante su aplicación.

En el análisis de ecoeficiencia el ciclo de vida de un producto o de un procedimiento defabricación se analiza “de la cuna hasta la sepultura”. Así, por ejemplo, se registra la conta-minación del medio ambiente causada por los productos aplicados por BASF, pero tambiénaquella de los productos de partida producidos por otros. También se analizan el comporta-miento de consumo de los consumidores finales, así como las diferentes posibilidades dereciclaje y eliminación.

Lo nuevo en el análisis de ecoeficiencia es la orientación en el beneficio del cliente. En eltranscurso de un análisis de ecoeficiencia de indigo – el producto que tiñe de azul losvaqueros – por ejemplo, se compara el producto de venta de BASF con nuevos productosen desarrollo y con los productos de la competencia. La pregunta es: ¿Qué cantidad delproducto necesita el cliente para teñir, por ejemplo, 1000 vaqueros? ¿Cuánta energía senecesita para esto, cuáles emisiones y desechos se tienen, y durante qué período detiempo se mantiene el teñido de la tela? Así se puede determinar, cuál producto cumplemejor con las necesidades del cliente, ofreciendo la solución más ecoeficiente.

¿Cómo funciona el análisis de ecoeficiencia?El efecto en el medio ambiente se describe abase de cinco categorías:

• Consumo de materia prima• Consumo de energía• Emisiones al aire y al agua así como

durante su eliminación• Potencial tóxico• Potencial de riesgo

Combinando todos estos datos individuales seobtiene la contaminación del medio ambientepor el producto o procedimiento.

Paralelamente se reúnen los datos económicos. Todos los costos que se producendurante la producción o el uso del producto se incluyen en este cálculo. El análisis econó-mico, junto con la contaminación total del medio ambiente, conforman la base para lascomparaciones de ecoeficiencia.

Los datos económicos y ecoló-gicos se transfieren a un gráficobiaxial. En el eje horizontal serepresentan los costos y en eleje vertical la contaminación delmedio ambiente. Mediante estegráfico se puede distinguir laecoeficiencia de un producto oprocedimiento en comparacióna otro. Y también permite echarun vistazo al futuro. Porque elanálisis de ecoeficiencia se uti-liza para tomar decisionesestratégicas, ayudando así también a reconocer y a utilizar potenciales de mejoramientoen la ecología y en la economía.

¿Qué es ecoeficiencia?

Betrachtung des ganzen Lebenswegs einesProdukts

Transportey reparto

Límite del sistemaMateria prima Recursos energéticos

Emisiones aire Desechos (suelo)Emisiones agua

Puesta a disposici nde materia prima

ProducciónElaboraciónFormulación

Reciclaje

UsoReutilización

Mantenimiento

Recuperaciónde desechos

Consumo de energía

Emisiones

Potencial de riesgo

Consumo demateria prima

Potencial de toxiciad

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

Ökoeffizienzportfolio

Beneficiodel clientesimilar

Ecoeficiencia baja

Ecoeficiencia alta0,3

1,0

1,7

Co

nta

min

ació

n d

el m

edio

am

bie

nte

Variante 4

Variante 3

Variante 2

Variante 1

0,31,01,7

Costos

Alternativas

Variante 1

Variante 2

Variante 3

Variante 4

Desarrollo

Objetivo del estudio:

En el marco de la rehabilitación del barrio de Brunck se debe dotar las paredes exterioresde un edificio existente de un sistema integrado de aislamiento térmico. Se deben obser-var determinadas normas técnicas, como por ejemplo un valor k de 0,29 W/m2K. Este ais-lamiento se puede alcanzar mediante diferentes sistemas : con materiales convencionalescomo Styropor® o fibras minerales, pero también con Neopor®, un material aislante nuevodesarrollado por BASF a partir de poliestireno expandible.

Determinación de la contaminación del medio ambiente – Evaluación de datos

Entonces se determinan todos los costos – empezando por la producción de los materia-les de aislamiento y auxiliares, la colocación del sistema integrado de aislamiento térmicoen la pared hasta el reciclado de materiales – desde el punto de vista de la empresa deviviendas. Lo mismo se hace para todos los materiales contaminantes del medio ambiente,que se dividen en cinco categorías: consumo de energía, consumo de recursos, emisionesal aire, agua y suelo, potencial tóxico así como potencial de riesgo.

Continuación Evaluación de datos

Estos datos se colocan en una cartera de ecoeficiencia. En el eje x se distinguen los costos totales, encontrándose los valores altos en el lado izquierdo, los valores bajos a laderecha. El eje y describe la contaminación medioambiental con los valores altos abajo ylos valores bajos arriba. Así se obtiene un sistema de cuatro cuadrantes. Los produtos ubicados en el cuadrante superior derecho, tienen una ecoeficiencia alta. Causan una contaminación medioambiental baja, a la vez con costos bajos.

Sistemas integrados de aislamiento térmico

Wandaufbau

Pared existente(no incluida en el balance)

Repisa de aluminio

Tarugo (plástico)

Listón terminal del aluminio

Aislamientoó•Neopor 10 cm•Styropor 12 cm•Fibra de rocas 12 cm

Adhesivo

Clavo

Tejido de fibra de vidrio

Revoque silíceo

Valor U de la construcción completa: 0,29 W/m2K

Categoría de acción

•Consumo de material

•Consumo de energía

•Emisiones

•Toxicidad

•Potencial de riesgo

Huella dactilar ecológica1)

Determinación dela posición relativadel producto paracada ceategoriade acción

Evaluación delos valorescaracterísticospara determinarla influencia en elmedio ambiente

Ventaja ecológica

Influencia relativa enel medio ambiente

baja

alta

1.0

Consumo de energía

Potencialde riesgo

0,00

0,50

Toxicidad

Neopor Styropor Fibras minerales

Consumo dematerial

Emisiones-

Conclusiones

Al lado inferior izquierdo, en cambio, se encuentran los productos con una ecoeficiencia baja.Causan una contaminación medioambiental alta con costos altos. Es decir, la ecoeficienciaevalúa los costos y la contaminación medioambiental a un mismo nivel. Cuanto más hacia laderecha de la diagonal se encuentra un producto, cuanto mayor es su ecoeficiencia.

En esta cartera figuran tres posibilidades para el sistema integrado de aislamiento térmico. Enel eje de los costos se puede observar, que el aislamiento con fibra de roca es la alternativamás costosa, seguida por Styropor. Esto también está relacionado con la colocación de lasplanchas aislantes más delgadas por el operario.

Pero esta es solamente la cara económica de la medalla. El segundo aspecto importante enel análisis de ecoeficiencia es la contaminación del medio ambiente. Styropor presenta frentea la fibra de roca de elevada densidad una contaminación del medio ambiente claramentereducida. El Neopor tiene más ventajas ecológicas por su elevada capacidad de aislamiento.El nuevo material de aislamiento presenta ventajas medioambientales claras frente a unoscostos similares. El consumidor final por lo tanto no tiene que pagar más por la proteccióndel medio ambiente.

El tamaño de los círculos indica la cuota de mercado de los diferentes sistemas integrados deaislamiento térmico en Alemania. Principalmente debido a su precio favorable Styropor hastala fecha se ha podido mantener como líder del mercado. Neopor recién se ha utilizado enalgunas pocas aplicaciones, pero esperamos que la participación en el mercado de este pro-ducto ecoeficiente se eleve.

Como Ud. puede observar, en la aplicación del sistema integrado de aislamiento térmico, elecoeficiente Styropor se puede sustituir por el producto Neopor, de mayor ecoeficiencia aún.Aunque así se ha logrado un avance importante en la investigación se sigue trabajando en eldesarrollo de Neopor. También en este sector el análisis de ecoeficiencia ofrece importantespuntos de referencia, hacia qué dirección se deben dirigir las siguientes actividades en lainvestigación. Así se puede seguir mejorando el producto sistema integrado de aislamientotérmico.

Resumiendo se puede afirmar que los sistemas integrados de aislamiento térmico en base aNeopor representan, tanto económica como también ecológicamente, una alternativa prácticaa los materiales convencionales. Es importante considerar el ciclo de vida completo del producto para la aplicación respectiva y no comparar solamente los materiales. El punto departida de las consideraciones al fin y al cabo es que el consumidor final desea una viviendaóptimamente aislada a un costo bajo y causando la menor contaminación del medio ambienteposible. Todo esto lo obtiene utilizando Neopor.

Neopor

Styropor

Fibra de rocal

0,7

1,0

1,3

0,71,01,3Costos (normalizados)

Con

tam

inac

ión

del m

edio

am

bien

te (n

orm

aliz

ado)

Ventajasrelacionadascon el cliente:1 m2 sistemainterado deaisalamientotérmico en larehabilitacióndel barrioBrunck

Alternativasconsideradas

Tamaño del círculo:Cuota de mercado (D)

Ecoeficiencia baja

Neopor

Styropor

Fibra de roca

13 g/l035

15 g/l035

10 g/l035

10 g/l ya se realizarona inicos de 2000

Ecoeficienciaalta

Grupo de la Asamblea Federal Bündnis 90/Die Grünen (Los Verdes): Ecoeficiencia esun modelo ejemplar, innovador…A pesar de un nuevo inicio de diálogo entre la industria química y una política medioam-biental y de salud comprometida con la previsión, siguen existiendo contradicciones deintereses, que deben ser discutidos, pero no se les debe dejar caer. Un modelo ejemplar,innovador, que ayuda a minimizar esta contradicción entre economía y ecología, es el“análisis de ecoeficiencia” de productos químicos que BASF últimamente está llevando acabo. Pero también en este caso es válido: la ponderación de los datos ecológicos y eco-nómicos no puede hacerla la empresa por sí misma, sino debe hacerse a través del diá-logo con la sociedad…

Bundestagsfraktion Bündnis 90/Die Grünen (Los Verdes)Oficina de Prensa11011 BerlinTeléfono: ++49 30 227-5 72 12/5 72 13Fax: ++49 30 227-5 69 62E-mail: [email protected]

Fuente: Noticia de prensa 0377/99 – La Química en el diálogo – Ciudadanos deben tomarde la palabra a la industria química

Simposio de ecoeficiencia – BASF coopera con el Instituto Wuppertal

“Ecoeficiencia – puente entre la economía yla ecología”, este es el lema del simposio deecoeficiencia organizado por BASF y el Insti-tuto Wuppertal para Clima, Medio ambiente,Energía, SRL, que se celebra hoy, 20.02.01en Mannheim. Expertos de las empresas eInstitutos medioambientales discuten sobrenuevas posibilidades de aplicación de consi-deraciones de ecoeficiencia, por ejemplo enel sector Construcción y Vivienda, Tráfico oen la Tecnología de la Información. En 1996BASF empezó con el desarrollo del análisisde ecoeficiencia. Para la evaluación de lacartera de productos pone en un primerplano las ventajas para el cliente y considerael producto en su ciclo de vida total, desdela cuna hasta la sepultura.

Más de 100 análisis de ecoeficiencia implementados

“¿Cómo deben ser los productos del futuro?”, es por lo tanto la pregunta a la cual sepuede responder con ayuda del análisis de ecoeficiencia de BASF evaluando factores económicos, ecológicos y sociales. A base de los análisis la empresa química decide, encuáles productos y procedimientos invertir. “Ya hemos implementado más de 100 análisis– más de la mitad de ellos en cooperación con clientes de BASF – siete análisis paraempresas industriales externas”, explica el Dr. Walter Seufert, Gerente de la DivisiónMedio Ambiente, Seguridad y Energía de BASF Aktiengesellschaft. “Nuestro método deanálisis de ecoeficiencia puede apoyar el proceso de un desarrollo sostenible para elfuturo”, prosigue Seufert. Ahora se sigue desarrollando el análisis de ecoeficiencia. Esnueva la cooperación con el Instituto Wuppertal y el Öko-Institut Freiburg, así como co-operaciones con asociaciones y la política. La BASF establece contactos entre otros en laIniciativa Europea de Ecoeficiencia del World Business Council for Sustainable Develop-ment (WBCSD), en la cual empresas líder impulsan este tema en la política y en ciencias.Además la BASF busca cooperaciones adicionales respecto a este tema en la economía.

Mesa redonda con la industria y las ciencias

En el transcurso del Simposio de Ecoeficiencia los representantes de BASF, del InstitutoWuppertal así como de diferentes empresas y organizaciones presentan hoy en brevesexposiciones el desarrollo de las herramientas de ecoeficiencia en la práctica. Una mesaredonda ofrece un foro adecuado para discutir los puntos de vista empresariales, políticosy científicos de consideraciones de ecoeficiencia. Los participantes son Professor Dr.Ernst Ulrich von Weizsäcker, Instituto Wuppertal, Dr. Walter Seufert, BASF Aktiengesell-schaft, Professor Dr. Norbert Walter, Deutsche Bank AG, Dr. Rainer Griesshammer, Öko-Institut y Claude Fussler, DOW Europe. Se presentarán ejemplos de aplicación en la prác-tica en tres talleres en los sectores Construcción, Vivienda y Química, en el sector Movili-dad, Tráfico y Química, así como en el sector Información, Electro, Comunicación yQuímica. Los participantes aprenden frente al trasfondo de su propio sector y productoslas herramientas del análisis de ecoeficiencia y discuten los requisitos previos para suaplicación en otros ejemplos prácticos.

Comentarios de prensa

Styropor®

Poliestireno expandible (EPS)



2

3

Fig. 1 El tejado inclinado comoun elemento destacadode la Arquitectura. Lasuperficie del tejado seconvierte en un espaciode uso exterior. Para ellolos sistemas de aisla-miento de tejados a basede Styropor ofrecen una duradera proteccióntérmica, tanto en veranocomo en invierno. ® = Marca registrada de BASF Aktiengesellschaft


4 Aislamiento térmico en la construcciónConstruir con Styropor

5 Materiales expandidos a base de Styropor en la cubierta– Materiales expandidos a base de Styropor en la cubierta plana– Materiales expandidos a base de Styropor en la cubierta inclinada

7 Materiales expandidos a base de Styropor en la pared10 Revoque aislante de Styropor11 Hormigón ligero de Styropor

Sistemas de construcción prefabricada con materiales expandidos a base de Styropor

13 Materiales expandidos a base de Styropor en suelos– Aislamiento contra el ruido de impactos (pasos)– Caiefacción del suelo (calefacción por suelo radiante)

14 Styropor en torno a la obra– Placas de drenaje– Encofrado perdido– Materiales expandidos a base de Styropor en obras de infraestructura

16 Materiales expandidos a base de StyroporComportamiento a la temperaturaComportamiento al fuegoComportamiento biológico

Con este folleto les presentamos unmaterial que gracias a sus propieda-des ha ganado en el transcurso demás de 30 años una posición firme ysegura como material aislante en laconstrucción: el material expandido abase de Styropor, una espuma rígidade poliestireno para una modernaconstrucción, junto con una economíaen la energía.

El Styropor es el poliestireno expan-dible de BASF. Se suministra a losfabricantes (transformadores) delmaterial expandido como granuladoen forma de perlas.

BASF tiene un total de 12 plantas entodo el mundo donde se está produ-ciendo Styropor, la materia primadestinada a una diversidad de secto-res de aplicación, en los cuales sonpredominantes los materiales aislan-tes y de construcción.

Materiales expandidos a base de Styropor

La fabricación de materiales expandi-dos a base de Styropor se realiza entres fases: preexpansión, reposointermedio y expansión final. Primerose preexpande el granulado de Styro-por por calentamiento. El agente deexpansión infla el granulado hastaaprox. cincuenta veces su volumenoriginal para formar partículas expan-didas de células cerradas. Sigue untiempo de reposo intermedio duranteel cual el aire se difunde dentro delmaterial y el gas impulsor se disipa,en parte, del material.

Finalmente las partículas se introdu-cen en moldes y se expanden, con locual éstas se sueldan entre sí. Así seobtiene un material expandido rígidocon un gran contenido de aire, el cualse halla imbuido en muchas pequeñascélulas – causa para una buena yduradera capacidad de aislamientotérmico.

El especial procedimiento de produc-ción posibilita la amplia variación en ladensidad de los materiales expandi-dos a base de Styropor. Ya que laspropiedades del material expandidodependen sustancialmente de la den-sidad, éstos pueden fabricarse en unamplio espectro de propiedades refe-ridas a su aplicación. De la planchade material aislante hasta el elementoligero para construcción.

La construcción actual y futura, secaracterizará sustancialmente por lasexigencias del ahorro energético y laprotección contra el ruido y el medioambiente.

En la actualidad, en casi todos lospaíses industrializados se regulanmediante disposiciones legales, unasexigencias mínimas en el aislamientotérmico en la construcción de edifi-cios provistos de calefacción y aireacondicionado.

También en países con una climatolo-gía moderada se han promulgado, a un nivel que puede considerarsecomo relativamente elevado, disposi-ciones legales para el aislamiento tér-mico en la construcción, al igual queen el caso de países con temperatu-ras invernales relativamente bajas.Ello es debido a que el coste energé-tico para la climatización en verano de edificios representa un factor significativo en el cálculo energéticode éste. Así, los gastos energéticospara el acondicionamiento de un edificio en los días calurosos de estíoson más elevados que los preciospara calefactar el edificio durante elperíodo invernal de bajas temperatu-ras.

La obligatoriedad del empleo decapas aislantes adicionales significahoy en día para el técnico prescriptor,por un lado, una intervención tanto en la libertad de proyectar como en elde la obra; por el otro, esta interven-ción tiene un efecto favorable sobre el desarrollo de nuevos sistemas. ElStyropor, debido a sus excelentespropiedades como material para elaislamiento de elementos constructi-vos, juega un destacado papel en ellodesde hace muchos años.


Con el empleo de la espuma rígida deStyropor, el técnico de la construc-ción hace uso hoy en día, al mismotiempo, de las posibilidades de lossistemas y los incorpora en sus pro-yectos según la función. La tendenciaes claramente hacia sistemas aislan-tes especiales, como son los siste-mas aislantes para paredes exterioresy de cubierta, sistemas de calefacciónde suelos, etc.

Tales sistemas aportan al constructorno sólo considerables ventajas en larelación costes/efectividad, sino quereducen también el riesgo de errorestanto en la ejecución del proyectocomo en la obra.

Los ejemplos en las siguientes páginas muestran cómo se emplea el Styropor “con sistema” en la obra.Son ejemplos actuales de la prácticacotidiana de una aplicación universaldel Styropor en la construcción.

Ofrecen ideas interesantes sobre la multiplicidad de aplicaciones de los materiales expandidos a base de Styropor como materiales de sistemas. Naturalmente no pueden tratarse todas las posibilidades de aplicación en construcción en esta“exposición práctica”, ya que existeninnumerables. Incluso hoy en día, tresdecenios después de su invento, elStyropor no ha perdido nada de suatractivo y es más actual que nunca.

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Aislamiento térmico en la construcción

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Materiales expandidos a base de Styropor en la cubierta

Desde el punto de vista físico-cons-tructivo, la cubierta es la parte deledificio que se halla sometida a unmayor esfuerzo. Calor y frío, seque-dad y humedad, lluvia y nieve incidendesde el exterior, humedad ambientedesde el interior, de forma alternativao conjuntamente al mismo tiempo. Eldiseño en el proyecto y los materialesde la cubierta deben adaptarse aestas condiciones, si la cubierta debecumplir su función protectora. Losplásticos juegan con ello un papelimportante como capas aislantes,membranas impermeabilizantes,barreras de vapor, bandas de sujecióninferior, goterones, tuberías parabajantes y otros muchos diversos elementos.

Se trate de cubierta plana o inclinada,vivienda o edificio de oficinas, edifi-cios industriales, terrazas ajardinadaso garajes subterráneos: los materialesexpandidos a base de Styropor sehallan siempre presentes por su exce-lente capacidad aislante y porqueofrecen una solución económicacomo sistema aislante.

Materiales expandidos a base deStyropor en la cubierta plana

El aislamiento de la cubierta planarepresenta un importante sector deaplicación para materiales expandidosa base de Styropor. En función deldiseño de la cubierta, el material aislante se coloca suelto, fijado con

adhesivo en caliente o en frío o pormedio de una fijación mecánica.

El aislamiento de una cubierta planano ventilada se efectúa de forma sim-ple y racional mediante elementos ais-lantes a base de Styropor que estánrecubiertos previamente con láminasasfálticas (doblado), por ejemplo,mediante planchas recubiertas o ban-das enrollables. El doblado protege labanda aislante del vertido del betúnen caliente utilizado para el pegadode la membrana impermeable (fig. 2).

Con las bandas aislantes enrollables,el doblado se considera como primera capa de la membrana deimpermeabilización.

Las planchas de espuma rígida a basede Styropor no dobladas se empleanen las denominadas cubiertas planasde “grandes lienzos” (fig. 3). En estecaso, las planchas aislantes se colo-can sueltas y la membrana impermea-ble a base de lámina de plástico.Como fijación del conjunto se puedeemplear p. ej. grava (fijación porsobrecarga) o tacos especiales.

Fig. 2:Bandas aislantes enrollables

Fig. 3:Cubiertas pianas

Materiales expandidos a base deStyropor en la cubierta inclinada

En muchos países, en la fase de pro-yecto de un nuevo edificio se tiene yaen consideración el aprovechamientodel espacio inferior de la cubierta incli-nada para áreas de vivienda. Igual-mente en las viviendas antiguas seadecúa progresivamente el espacio dela cubierta como área adicional (p. ej.habitaciones para invitados, salas dejuego u ocio). Para ello la superficie dela cubierta debe estar provista de unaislamiento térmico suficiente que pre-serve adecuadamente.

Para el aislamiento térmico de lascubiertas inclinadas son adecuadoslos materiales de espuma rígida abase de Styropor como las planchasaislantes dispuestas entre los cabios,como sistemas de apoyo de las latasbase de la piel de cubierta (fig. 4 – 6)o como elementos constructivos com-binados aislantes. Tales sistemas ais-lantes hacen posible una construccióneconómica, a la vez que ofrecen unaprotección térmica duradera.

Un ejemplo que ofrece ventajas y enparticular en el caso de un aislamientoposterior de cubierta: las planchasmoldeadas a base de Styropor provis-tas de barrera de vapor en su carainferior se colocan configurando lapendiente de la cubierta. A continua-ción se vuelven a colocar las tejasdirectamente sobre los elementos aislantes (fig. 7).

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Fig. 7:Planchas aislantes moldeadas

Fig. 5:Sistema de colocación

Fig. 4:Construir y aislar conespuma rígida Styropor

➀ ➁ ➂ ➃

➄

➅➆

➇

1 = Tejas2 = Latas3 = Latas base (para ventilación interna)4 = Clavado a través del aislamiento5 = Styropor6 = Cabios7 = Revestimiento de madera8 = Pared exterior (p. ej. aislamiento intermedio)

• ••••

•

••

Fig. 6:Clavado de contralatas

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Materiales expandidos a base deStyropor en la pared

La pared es al mismo tiempo un ele-mento constructivo portante y protec-tor. Protege el espacio circundantecontra los efectos de la temperatura,de la intemperie, asi como contra elruido. Hoy en día, la función del aisla-miento térmico es asumida por mate-riales aislantes modernos, como porejemplo materiales expandidos a basede Styropor.

Bajo el punto de vista físico-construc-tivo, el aislamiento exterior óptimo, seconsigue colocando la capa aislantede Styropor en el lado exterior de lafábrica de ladrillo portante, capa pro-tegida contra la intemperie por unrevoque armado especial o por unacapa antepuesta ventilada. Otro tipoeficaz de aislamiento exterior es elrevoque aislante, aplicado como capacontinua, con partículas preexpandi-das de Styropor como material derelleno ligero. También se consigueuna protección térmica adecuadamediante el aislamiento interior de lasparedes exteriores, por ejemplo conelementos combinados deStyropor/cartón yeso.

Un sistema de amplia utilización entoda Europa es el aislamiento exteriorcon planchas de Styropor y recubri-miento a base de revoque armadocon un tejido (malla). El sistema con-siste en fijar las planchas aislantescon un mortero adhesivo a la fábricade ladrillo, que a continuación serecubren con el revoque de dispersiónarmado con un tejido (fig. 8 y 9).

Fig. 8 y 9:Aislamiento exterior conel sistema compuestode aislamiento térmico

Enlucido

Muro defábrica

Styropor

Protecciónarmada

Revoque

•

•

•

•

•

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La armadura de la capa de revoqueformada por bandas de tejido de fibrade vidrio, resistentes a los álcalis,absorbe las tensiones producidas enla capa de revoque por causa delmaterial y las fluctuaciones de la temperatura en la fachada aislada.

En Estados Unidos se han introducidode modo especial los elementos de pared ligeros de gran superficieprovistos de un aislamiento exterior.Sobre una estructura portante a basede perfiles y planchas de acero, se dispone la capa de aislamiento y elrevoque de recubrimiento. Los ele-mentos constructivos son de fácilmontaje y ofrecen la impresión de unapared exterior maciza (fig. 10).

Otro sistema de aislamiento térmico,igualmente muy empleado, es la apli-cación de piezas moldeadas a basede Styropor para paredes exterioresde edificios. Las piezas moldeadas secolocan en seco y a continuación serellenan con hormigón.

Las paredes y los techos se configu-ran prácticamente “en una sólacolada” empleando piezas moldeadaspara encofrados (bovedillas) a basede Styropor en la constitución de unforjado nervado a base de hormigónarmado. Las piezas de encofrado(bovedillas) a la vez que son de fácilcolocación, ofrecen una superficieinferior lisa del techo, con capacidadde aislamiento térmico, que permiteser revocada o revestida (fig. 11).

Fig. 12:Piezas de encofrado detechos

Fig. 11:Montaje

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Respecto a los sistemas de piezamoldeada para paredes existe unavariada gama de opciones: elementosde gran formato para pared, fabrica-dos en máquinas de moldeo conti-nuas, como por ejemplo piezas mol-deadas a base de Styropor conelementos de unión a base de aceroinoxidable (fig. 12) o encofrados depared provistos de un recubrimientoprevio para la adhesión del revoque.

En el caso de un cerramiento defábrica de ladrillo de dos capas, lacapa aislante se coloca entre la paredportante y la de cierre exterior. Lasplanchas de Styropor, provistas deencaje perimetral, permiten prescindirde la usual cámara o capa de aire,entre el aislamiento y la pared de cierre exterior. El hueco entre ambascapas puede aprovecharse completa-mente para el aislamiento (fig. 13).

Para el aislamiento posterior (rehabili-tación) de un cerramiento de fábricade ladrillo de dos capas, existe tam-bién un método económico: se insu-flan las partículas expandidas deStyropor en el hueco entre ambascapas del muro. Para ello, se efectúandiversos agujeros en una de las capasy una vez insufladas las partículashasta el relleno del hueco, se cierra.El suministro de las partículas expan-didas de Styropor se efectúa en vehí-culos especiales provistos de silos.

Un método constructivo igualmentefácil y económico es el empleo deladrillos especiales de pared, en loscuales se ha introducido el aisla-miento de Styropor en el interior delladrillo. Esto puede realizarse por laincorporación manual de planchasaislantes en los huecos del ladrillo o“moldeando” el aislamiento durante elproceso de producción del ladrillo.

Otro método permite rellenar los hue-cos de ladrillo con perlas preexpandi-das de Styropor y a continuaciónexpandirlas con vapor.

Este económico método de produc-ción posibilita un aislamiento inte-grado y así, una capacidad aislanteconsiderablemente mejorada en losladrillos huecos.

Para reducir los puentes térmicos através de las juntas de mortero en elcerramiento, se emplean general-mente morteros ligeros.

Fig. 12:Sistema de construcciónde paredes

Fig. 13:Aislamiento en el hueco

Revoque aislante de Styropor

Otra posibilidad de mejora del aisla-miento térmico de paredes exteriores,es el recubrimiento con un revoqueligero aislante a base de Styropor. Eneste caso, al mortero se mezclan partículas expandidas de Styropor,que permiten reducir de forma consi-derable la densidad del revoque yaumentar así el aislamiento térmico.

La mezcla en seco se suministra ensacos o contenedores a la obra y seprepara sólo añadiendo agua. Talesrevoques ligeros a base de Styroporpueden elaborarse a máquina y pro-yectarse hasta un espesor de 6 cm enuna sola fase de trabajo (fig. 14). 3 a5 días después de la aplicación de lacapa aislante de revoque, se añadeun revoque mineral como protecciónsuperficial. Según el espesor del revoque, su perfil y el recubrimientosuperficial, son también factibles diseños de fachada fuera de lo con-vencional (fig. 18).

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Fig. 14:Revoque aislante

Fig. 15:Fachada con revoqueaislante. Objeto:Les Grottes, Ginebra

Hormigón ligero de Styropor

Las partículas expandidas deStyropor no sólo son apropiadas pararevoques ligeros sino también para lafabricación de hormigones ligeros yladrillos celulares. Desde hace años,se investigaron por parte de BASF lasposibilidades técnicas de aplicacióndel hormigón de Styropor como mate-rial constructivo ligero y aislante, y seelaboraron distintas dosificacionespara diferentes densidades y caracte-rísticas del hormigón.

Desde el punto de vista constructivode la protección térmica, así como dela elaboración económica, el hormi-gón de Styropor es de particular inte-rés, sobre todo en el campo de lasdensidades bajas y muy ligeras:

por ejemplo, los sistemas especialesprefabricados, como los elementosligeros de pared de hormigón a basede Styropor, provistos de núcleoscilíndricos huecos susceptibles de serrellenados con hormigón en masa,con lo cual se confiere al sistema unafunción portante y de refuerzo. Pue-den cortarse fácilmente con sierra,entalladuras o aberturas (fig. 16).

Otro ejemplo de aplicación singular esla fabricación de viviendas en formade cúpula empleando un encofradohinchable, sobre el cual se proyecta elhormigón de Styropor.

Sistemas de construcción prefabricada con materiales expandidos a base de Styropor

El empleo de planchas expandidas de Styropor como aislamiento térmicoen elementos de fachada de gran for-mato a base de hormigón en masa(sistema de construcción sandwich)se ha acreditado desde hace muchotiempo (fig. 17). La elevada capacidadde carga, junto con la estabilidaddimensional de la espuma rígida deStyropor permiten la fabricación deelementos ligeros de gran superficie,sin ningún problema. Estos elementosson susceptibles de ser recubiertospor diferentes materiales según sucampo de aplicación (fig. 18, p. 12).

– Como, por ejemplo, en la construc-ción de casas prefabricadas a basede tableros de madera o planchasaglomeradas como elemento por-tante de pared o de cubierta: unatécnica económica de aislamientoen seco, empleada sobre todo enAmérica del Norte, donde se hareconocido que los elementos pre-fabricados de Styropor permitenuna mayor economía en la cons-trucción, junto con un importanteahorro energético, en comparacióncon los métodos constructivosconvencionales.

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Fig. 17:Elemento prefabricadode hormigón

Fig. 16:Elementos de pared de hormigón a base de Styropor

– Como, por ejemplo, elementossandwich recubiertos con planchasde cemento reforzado con fibra,como elementos aislantes defachada.

– Como, por ejemplo, sistemas cons-tructivos a base de elementos depared y cubierta de gran formatoprovistos de un recubrimientometálico, para la construcciónindustrial y las cámaras frigoríficas.Especialmente en países con unagran demanda en el sector del fríoindustrial, como es el caso deSuramérica y Australia, se utilizancon preferencia estos sistemasconstructivos. En esta aplicación ytambién en el aislamiento de losconductos frigoríficos, el excelenteaislamiento térmico, junto con la estabilidad dimensional del materialexpandido a base de Styropor, seha acreditado de forma destacadaen el ámbito de las bajas tempera-turas.

Los elementos prefabricados ligerospueden transportarse a larga distan-cia con un coste favorable. Por estemotivo se emplea también como sistema constructivo en viviendas yurbanizaciones, especialmente enzonas donde se deben edificar viviendas en condiciones climáticas ytécnicas adversas. Tanto en el frío delAntártico, como en el calor de laszonas desérticas: los elementos com-puestos a base de Styropor permitenuna construcción económica y ofrecenunas condiciones de vida agradables(fig. 19 y 20).

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Fig. 19:En Australia occidental.se presentan tormentasciclónicas y temperatu-ras en verano de 45 °C.Todos los edificios deeste poblado, se cons-truyeron con el sistema“sandwich” de Styropor.Para ello se transporta-ron paneles recubiertoscon chapa de acero deun espesor total de 50 a75 mm desde una dis-tancia de 1600 km.

Fig. 20:Centro de investigaciónaustraliano en las tierrasdel Antártico. El edificioconsiste en elementos“sandwich” de Styroporcon un espesor de 100a 150 mm, que debensoportar inclemenciasatmosféricas del ordende -40°C, con vientoscuya fuerza es de hasta280 km/h.

Fig. 18:Elemento compuesto deStyropor (detalle)

Materiales expandidos a base de Styropor en suelos

Aislamiento contra el ruido deimpactos (pasos)

En algunos países, la protecciónacústica en la construcción tiene tansólo una importancia secundaria. Noobstante, en todas partes, principal-mente en zonas de concentración, lasmolestias por causa del ruido son tangrandes que se hace cada vez másnecesaria una protección acústicasuficiente. Aparte de la limitación dela transmisión acústica mediante ele-mentos constructivos exteriores, esde gran importancia considerar el ais-lamiento contra el ruido de impactos(pasos). Para obtener una proteccióncontra el ruido de impactos (pasos)eficaz, debe evitarse que el ruido quese origina al pisar el suelo se trans-mita a otros elementos constructivos.Por ejemplo, sobre un suelo de hormi-gón puede colocarse una alfombra.Pero esto sólo es una solución tem-poral ya que se desgasta o se puedequitar. Otra posibilidad es aumentar elpeso del techo y reducir de estemodo la transmisión acústica. Peroello sólo es posible de forma muy limitada por motivos económicos otécnicos. Todas estas consideracio-nes llevaron finalmente al desarrollodel llamado “pavimento flotante”, unaconstrucción de suelo usual, sobretodo en Alemania y algunos otros paises europeos (fig. 21).

Es un pavimento realizado sobre unacapa elástica aislante (por ejemplopavimento de cemento mortero decemento), que actúa con su basecomo un sistema de masa muelle,que puede oscilar libremente. Así seevita sustancialmente la penetracióndel ruido de impactos a través deltecho.

Para el aislamiento contra el ruido deimpactos (pasos) se han acreditadolas planchas de material expandido abase de Styropor, a las cuales se lesconfiere elasticidad mediante un tratamiento especial. Tales planchasposeen una rigidez dinámica baja(comparable con una almohadilla neumática), pero son suficientementeresistentes a la compresión parasoportar permanentemente las cargasque gravitan sobre el suelo.

Calefacción del suelo(calefacción por suelo radiante)

El aislamiento contra el ruido deimpactos (pasos), en ocasiones secombina también con una calefaccióndel suelo. Para evitar las pérdidas térmicas hacia abajo, se coloca unacapa aislante de espuma rígida deStyropor entre la propia calefaccióndel suelo y el aislamiento contra elruido de impactos (pasos) a base deStyropor. Para ello se emplean plan-chas moldeadas de espuma rígidaprovistas de cavidades o tetones enla cara superior, con el fin de posibili-tar una fácil colocación de los tubosde agua caliente del sistema de calefacción (fig. 22).

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Abb. 22:Calefacción del suelo

Fig. 21:Composición de un pavimento flotante

Fig. 23:Japón: Colocación deelementos moldeados abase de Styropor en elaislamiento térmico desoluciones constructivashabituales de suelos.

Styropor en torno a la obra

Además de las aplicaciones en elcampo del aislamiento térmico yamortiguamiento del ruido de impac-tos (pasos), los materiales expandidosde Styropor cumplen otras diversasfunciones en la obra.

Placas de drenaje

Las placas de drenaje a base deStyropor están compuestas por partí-culas (perlas) expandidas de Styroporunidas entre sí, de tal modo que loshuecos e intersticios entre partículasproducen un volumen de porosgrande y continuo. Como capa filtrante vertical dispuesta delante de paredes de un sótano, las placasde drenaje evitan la acumulación del agua de lluvia, la cual ejerce una presión hidrostática en el suelo. Con-figuran un camino de filtración delterreno hasta la tubería de drenajedispuesta al pie de la pared (fig. 24).Las placas de drenaje son tambiénespecialmente indicadas para el dre-naje de las cubiertas ajardinadas.Aquí las ventajas son el aislamientotérmico adicional y la escasa carga en comparación con una capa de drenaje convencional (p. ej. grava).

Encofrado perdido

Con el fin de reducir el peso propio encubiertas de hormigón de gran luz, yespecialmente en los casos de forja-dos nervados y reticulares, se empleanlos encofrados a base de Styropor.Según las necesidades, estos encofra-dos se cortan del bloque o se obtienencomo elementos moldeados (fig. 25).Encofrados de gran formato parapared y techo a base de planchasexpandidas de Styropor, se obtienenmediante la introducción de las plan-chas aislantes en una estructura for-mada por una malla de acero galvani-zado. Después del montaje de loselementos de encofrado se rellenan loshuecos con hormigón. A continuaciónse revoca o se reviste el encofrado aislante con lo cual se consiguen, através de la malla de acero, exteriorescon un perfecto anclaje (fig. 26).En ocasiones, en el diseño de facha-das de hormigón se emplean encofra-dos estructurales a base de Styropor.La consecución de formas artísticas enuna pared de hormigón se consiguecortando (p. ej. con un alambre encaliente) el relieve de imagen en elmaterial expandido. Posteriormente sefija al propio encofrado para la obten-ción final de las formas diseñadas.14

Fig. 26:Encofrado del funda-mento

Abb. 25:Piezas de encofradopara techos

Fig. 24:Drenaje

Materiales expandidos a base deStyropor en obras de infraestructura

Especialmente en los países nórdicos,donde los inviernos son severos y lasheladas del suelo frecuentes, la espumarígida de Styropor se ha acreditadocomo un destacado material aislante enla protección contra las heladas en losfundamentos y tuberías colocadas bajotierra (fig. 27).Las especiales características del mate-rial expandido de célula cerrada, comoson la estabilidad y durabilidad, lainsensibilidad contra las humedades ybacterias y el buen aislamiento térmico,llevaron al empleo de planchas deespuma rígida a base de Styroporcomo capa de protección contra lasheladas, en la construcción de los firmes de carreteras y de ferrocarriles.Las experiencias prácticas, de las queexisten resultados desde el año 1968,sobre todo en los países escandinavos,dieron la base para un nuevo métodoconstructivo, que se desarrolló en elaño 1972 en Noruega y que en laactualidad se ha puesto en práctica enotros países: el empleo de bloques deStyropor como infraestructura para ladistribución de carga en rampas decarreteras y puentes en zonas cuyascondiciones técnicas del suelo son deescasa capacidad de carga. En talesregiones se originaron en el transcursode los años grandes asentamientos delconjunto del pavimento que hicieronnecesarias costosas medidas de sane-amiento. La solución del problema fueposible con el empleo de bloques deespuma rígida a base de Styropor, conuna densidad mínima de 20 kg/m3, loscuales presentaron las característicastécnicas de resistencia necesarias paraesta aplicación. La elevada resistencia a la flexión y al deslizamiento de los bloques ligeros de material expandido,hicieron posible una buena distribuciónde la carga sobre el fondo pantanoso.El escaso peso de tal infraestructuraevita para siempre el hundimiento delfirme de la carretera. Los bloques deespuma rígida se anclan contra el desli-zamiento por medio de unas plaquitasprovistas de garras y se estiban hastauna altura de 10 m. A continuación secoloca una capa de hormigón de unespesor de 10 cm armado con malla deacero y sobre ella un recubrimientobituminoso a base de bandas.Después de las positivas experienciascon este método constructivo en paísesescandinavos, se practica también enmuchos otros países: por ejemplo enlos terrenos desecados de los PaísesBajos (fig. 28) y en América del Norte.

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Fig. 27:Encofrado para el fundamento

Fig. 28 Styropor como infraestructura para ladistribución de cargas

Comportamiento a la temperatura

En el sector de la construcción, parala aplicación de la espuma rígida de Styropor no existe prácticamenteningún límite inferior de temperatura.Donde se presente una contraccióntérmica volumétrica (por ejemplo, enel frío industrial), debe tenerse encuenta tal aspecto en la fase de pro-yecto. Si la espuma rígida de Styroporse halla sometida a una temperaturamás elevada, la temperatura máximaadmisible depende de la duración de la acción de ésta y de la cargamecánica a que esté sometida (ver tabla 1, p. 17).

En el caso de una acción corta (fijación con betún en caliente), laespuma rígida a base de Styroporpuede someterse a una temperaturamás elevada. Bajo la acción prolon-gada de temperatura de más de100 °C, la estructura de espuma presenta un ablandamiento y se iniciala sinterización de ésta.

Comportamiento al fuego

Como muchos otros materiales deconstrucción, los materiales expandi-dos a base de Styropor son combusti-bles. En la valoración de su comporta-miento al fuego debe observarse queeste comportamiento depende, nosólo de influencias del propio material,sino también y de forma esencial, delas condiciones de su aplicación. Esespecialmente importante considerarla combinación con otros materialesconstructivos y la disposición necesa-ria o deseada de las capas de protec-ción y recubrimiento.

Respecto a las influencias propias delmaterial, se debe diferenciar entremateriales expandidos a base deStyropor tipo P y tipo F. Los últimoscontienen un agente ignífugo, quereduce considerablemente la inflamabi-lidad y propagación de la llama. Estosalcanzan, según las diferentes disposi-ciones oficiales, la mejor clasificaciónposible para materiales combustibles.

Con arreglo a la legislación vigente enAlemania, la norma DIN 4102, Parte 1(Mayo 1998), los materiales expandi-dos de la marca Styropor, tipo P, debe-rán ser clasificados como “fácilmenteinflamables” (Clase de materiales deconstrucción B 3), por lo que no sonadecuados como materiales construc-tivos. Con arreglo a la norma españolade ensayo UNE 23.727-81 “Ensayosde reacción al fuego. Clasificación demateriales utilizados en la construc-ción”, éste puede clasificarse como M 4/M 5 y su aplicación está reguladaen función de la normativa básica del sector. Respecto a los materialesexpandidos de la marca Styropor, tipo F, cumplen las exigencias de lanorma DIN 4102, Parte 1 (Mayo 1981)para materiales “difícilmente inflama-bles” (Clase de materiales de cons-trucción B 1) y no originan un goteo dellama. En lo referente a la norma UNE23.727-81 este tipo está clasificadocomo M 1.

La aplicación en construcción demateriales expandidos a base deStyropor, tipo F son más aconsejablesen la mayoría de los casos. De todosmodos, deben observarse las disposi-ciones correspondientes.

Según se ha comprobado en investi-gaciones biológicas, la toxicidad delas fases de incendio y de destilación,en el caso de incendio de unaespuma rígida a base de Styropor, esmenor que el que desarrolla la mismacantidad de madera.

Comportamiento biológico

Los materiales expandidos a base deStyropor no representan substratonutritivo de animales. No se pudren,no son solubles al agua ni cedenmateriales solubles en medio acuoso,que pudieran contaminar las aguassubterráneas. Observando las dispo-siciones locales correspondientes,pueden depositarse junto con lasbasuras domésticas.

Los materiales expandidos a base deStyropor se fabrican y transformandesde hace ya algunos decenios.Hasta la fecha no se ha observadoningún tipo de repercusión perjudicialpara la salud. La inocuidad en elempleo de las planchas de espumarígida a base de Styropor viene ade-más refrendada por el hecho de quese emplean embalajes a base deStyropor para uso alimentario.

Materiales expandidos a base de Styropor:el otro comportamiento

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Tabla 1: Resistencia de los materiales de Styropor a los productos químicos

Agente Styropor® P Styropor® F Styropor® FH

Soluciones salinas (agua de mar) + + +

Jabones y soluciones humectantes + + +

Lejías, como hipoclorito, agua clorada,soluciones de peróxido de hidrógeno + + +

Acidos diluidos + + +

Acido clorhídrico al 35 %, ácido nítrico al 50 % + + +

Acidos anhidros, p. ej. salfumán,ácido fórmico al 100 % – – –

Hidróxido sódico, hidróxido potásico,agua amoniacal + + +

Disolventes orgánicos,como acetona, éster de ácido acético, benceno,xileno, diluyentes para barnices, tricloretileno – – –

Hidrocarburos alifáticos saturados, gasolina purificada, white-spirit – (+ –) – (+ –) – (+ –)

Aceite de parafina, vaselina + – (+) + – (+) + – (+)

Gasóleo – (+) – (+) – (+)

Gasolina (normal y super) – – –

Alcoholes, p. ej. metanol, etanol + – + – + –

Aceite de silicona + + +

– No resistente:el material se contrae con mayor o menor rapidez o se disuelve.

+ – Relativamente resistente:el material puede contraerse o sufrir desperfectos superficiales en caso de una exposición prolongada.

+ Resistente:el material no sufre ningún desperfecto ni siquiera después de una exposición prolongada.

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Otras informaciones

Este folleto sólo ofrece un resumen de los múltiples campos de aplicaciónde los materiales expandidos a basede Styropor. Las “Informaciones Técnicas” de la BASF contienen deta-lles sobre las técnicas de aplicación,técnica de construcción y física de laconstrucción.

Documentación fotográfica

Figura 11: Rhodius – Chemie-Systeme GmbH,5475 Burgbrohl, Alemania

Figuras 19 y 20: BONDOR PTY LTD, Australia

Figura 22: Felix Schuh & Co. GmbH, 4300 Essen 13, Alemania

Figura 27:ISORA OY, Finlandia

Figura 28: ISO Bouw, Países Bajos

Observación

Las indicaciones de esta publicaciónse basan en nuestros conocimientos yexperiencias actuales. No presuponenuna garantía jurídica relativa a deter-minadas propiedades ni a la idonei-dad para una aplicación concreta.Debido a las numerosas influenciasque pueden darse durante la manipu-lación y empleo de nuestros produc-tos, no eximen al transformador omanipulador de realizar sus propioscontroles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos será res-ponsable por sí mismo de la obser-vancia de los derechos de patentesexistentes así como de las leyes y dis-posiciones vigentes.

Tabla: Propiedades de espumas rígidas de Styropor para aplicaciones en la construcción

Propiedades 1) Ensayo según Unidad Resultado del ensayo

Tipos de protección de calidad Especificaciones decalidad GSH PS 15 SE PS 20 SE PS 30 SE

Tipos de aplicación DIN 18164, parte 1 W WD WS + WD

Densidad aparente mínima EN ISO 845 kg/m3 15 20 30

Clase de material de construcción DIN 4102 B1, difícilmente B1, difícilmente B1, difícilmente(Tipo de producto Styropor F) inflamable inflamable inflamable

Conductividad térmica medida a +10 °C DIN 52612 mW/(m · K) 36 – 38 33 – 35 31 – 34

Valor calculado DIN 4108 mW/(m · K) 40 40 35

Tensión por compresión con 10 % de recalcado EN 826 kPa 65 – 100 110 – 140 200 – 250

Resistencia a la presión permanente conrecalcado < 2 % después de 50 años ISO 785 kPa 20 – 30 35 – 50 70 – 90

Resistencia a la flexión EN 12089 kPa 150 – 230 250 – 310 430 – 490

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kPa 80 – 130 120 – 170 210 – 260

Resistencia a la tracción DIN 53430 kPa 160 – 260 230 – 330 380 – 480

Módulo E (Ensayo de compresión) EN 826 MPa 1,0 – 4,0 3,5 – 4,5 7,5 – 11,0

Estabilidad dimensional al calor, a corto plazo DIN 53424 °C 100 100 100

Estabilidad dimensional al calor, a largo plazocon 20 kPa °C 75 80 80

Coeficiente de dilatación térmica lineal 1/K 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5

Capacidad térmica específica DIN 53765 J/(kg · K) 1210 1210 1210

Absorción de agua por inmersión despuésde 7 días DIN 53 434 Vol. % 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5

de 28 días Vol. % 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor DIN 52 615de agua Cálculo según DIN 4108 parte 4 (valor más y menos ventajoso) 1 20/50 30/70 40/100

1) = Conforme a la norma de ensayo 1 N/mm2= 1000 KN/m2=1 MPa =1000 kPa

KS

F/M

K 8

601

sp 0

3.01

BASF AktiengesellschaftFoam Products Regional Business Unit Europe67056 LudwigshafenAlemania

Mejor juntos –

juntos mejor

BASF Tecnologia de la espuma rígida

http://www.basf.de

E-KSF/MN – D 219Tel.: +49-621-60-9 90 38Fax: +49-621-60-7 22 26

Styropor®

Poliestireno expandible (EPS)

Embalajesde Styropor


3

Esto es Styropor

4 Esto es StyroporDesarrolloGama de productos

5 Del Styropor al plástico celularPreexpansiónReposo intermedioExpansión final

6 MecanizadoModeladoElastificadoImpresiónPinturaRecubrimiento

7 PropiedadesPropiedades relevantes para embalajesLegislación alimentaria

13 Especificaciones de los embalajesConformado fácilVariedad de tipos de embalajePrecintado del embalajeEmbalaje y promoción de ventasSeries pequeñas: uno para todoA prueba de golpes y de presión Refuerzos estructurales

20 Amortiguación de impactosDimensionado de los elementos amortiguadoresRecomendaciones para el diseño

26 Resistencia a la compresiónDimensionado de embalajes a prueba de presiónRecomendaciones para el diseño

29 Aislamiento térmicoDimensionado de embalajes termoaislantesRecomendaciones para el diseño

32 El embalaje y el contenidoPruebas y normasRentabilidad

36 Reutilización y eliminaciónReutilizaciónFabricación de Styromull®Sinterizado, fusión y granuladoIncineraciónVertidoConclusiónObservación

Fig. 1:Línea de embalaje detelevisores.

4

Esto es Styropor®

Styropor se ha ganado una gran repu-tación, también como material deembalaje. En todo el mundo se haceuso de las grandes ventajas queofrece Styropor, convenientementetransformado en un proceso de mol-deo de bajo coste, para proteger todaclase de productos envasados.

Muy pronto se descubrió la variedadde usos que brinda Styropor. Pero paralos ingenieros, técnicos del embalaje ydiseñadores, sus posibilidades noestán aún agotadas, ni mucho menos.Este plástico celular económico y dealtas prestaciones aún tiene muchoque ofrecer. Con este folleto queremosinformar de todo lo que tiene que vercon Styropor como material de emba-laje; pero al mismo tiempo pretende-mos estimular también el surgimientode nuevas ideas y nuevos desarrollos.

Desarrollo

La primera síntesis del estireno tuvolugar en la fábrica de BASF enLudwigshafen. Esto ocurrió en elaño 1929; al año siguiente ya se pro-ducía poliestireno a escala industrial.Pero tuvieron que pasar 20 añospara conseguir la fabricación de poli-estireno como plástico celular. El 14 de agosto de 1952, la OficinaAlemana de Patentes publicaba el“Procedimiento de fabricación demasas porosas con materiales poli-merizados”: es el acta de nacimientode Styropor.

Tanto el estireno, es decir, el ele-mento molecular de Styropor, que sefabrica en varias etapas sucesivas,como el pentano, un agente deexpansión que se precisa para latransformación ulterior del material,son derivados del petróleo y consis-ten en hidrocarburos puros que,sometidos a polimerización ensuspensión, dan lugar al poliestirenoexpandible.

Gama de productos

La siguiente lista muestra qué marcasestán actualmente disponibles. En las“fichas técnicas” se describen contodo detalle los productos de venta yexperimentales.

Styropor® PPara la fabricación de bloques o plan-chas, y piezas moldeadas.

Styropor® FProductos ignifugados, idóneos parala fabricación de bloques y planchasdifícilmente inflamables segúnDIN 4102, y de piezas moldeadasque reúnen los requisitos de la claseF1 según DIN 53 438, parte 3.

Styropor® FHProducto ignifugado (véase StyroporF). Los plásticos celulares de Styroporson resistentes a los hidrocarburosalifáticos (véase IT 100)

Neopor®

Producto ignifugado (véase StyroporF). Los plásticos celulares de Neoporson de color gris plateado y tienenuna capacidad más elevada de aisla-miento térmico.

Peripor®

Producto ignifugado (véase StyroporF). Los plásticos celulares de Periporabsorben particularmente poca agua.

Styropor es el poliestireno expan-dible de BASF. Se fabrica en formade perlas de 0,2 a 3,0 mm dediámetro, y se suministra en estaforma a los transformadores deplástico celular.

Fig. 3:Comparación deltamaño de la materiaprima con el deStyropor preexpandido.

Fig. 2:Aumento de volumen deStyropor preexpandido.

® = Marca registrada de BASF

5

Del Styropor al plástico celular

La materia prima se transforma a lolargo de tres etapas en bloques opiezas moideadas:

preexpansión – reposo intermedio –expansión final.

Preexpansión

La materia prima se calienta en unasinstalaciones especiales, con vaporde agua, a temperaturas situadasentre aprox. 80 y 110 °C. En funciónde la temperatura y del tiempo deexposición, la densidad aparentedel material disminuye de unos630 kg/m3 a unos 10 kg/m3. Parala fabricación de embalajes y otraspiezas moldeadas, el Styropor seexpande normalmente entre 18 y30 kg/m3.

En el proceso de preexpansión,las perlas compactas de la materiaprima se convierten en perlas de plástico celular, con pequeñasceldillas cerradas.

Reposo intermedio

Al enfriarse las partículas reciénexpandidas se condensa el agentede expansión y el vapor de agua enlas celdillas, generando un vacío quees preciso compensar con la pene-tración de aire por difusión. De estemodo, las perlas alcanzan unamayor estabilidad mecánica y mejo-ran su capacidad de expansión, loque resulta ventajoso para la trans-formación ulterior. Este proceso sedesarrolla durante el reposo inter-medio del material preexpandido ensilos ventilados. Al mismo tiempose secan las perlas.

Fig. 4:Preexpandidor continuo.

Fig. 5:Epansión final de laspiezas en moldes.

Expansión final

La cavidad formada por los dos semi-moldes que suelen utilizarse en esteproceso, se llena de material preex-pandido por medio de un alimentadorneumático. Las paredes del moldeestán provistas de toberas (orificios orendijas) que comunican la cavidadcon la cámara de vapor. La energíanecesaria para la expansión final seaporta en forma de vapor de agua.

Un choque de vapor vuelve a reblan-decer las perlas, que se expanden. Lapresión de expansión las comprime ylas aprieta también contra las paredesdel moldes de manera que quedansoldadas entre sí.

Seguidamente, al rociar con agua y enfriarpor vacío, se anula la presión de expan-sión y se desmoldea la pieza acabada.

Concluido este proceso se pueden fabri-car grandes bloques, planchas y piezasmoldeadas de cualquier forma y tamaño.

6

Mecanizado

Los materiales de Styropor se meca-nizan con herramientas que suelenutilizarse también en carpintería,como por ejemplo sierras, fresas ycuchillas. Además pueden utilizarsealambres calentados y/u oscilantespara cortar planchas y piezas senci-llas de los bloques moldeados loque constituye una forma especial-mente racional de obtener el pro-ducto final.

Con este procedimiento se fabricanplanchas aislantes y embalajes enpequeñas series. También se prepa-ran modelos para las más diversasaplicaciones como embalajes de pruebas, modelos de demostracióny didácticos, objetos de arte, mate-riales decorativos, etc. (véase Tl N° 310: “Modelado con plásticos celulares de Styropor”).

Modelado

Con los plásticos celulares deStyropor pueden prepararse conrapidez y a bajo coste modelos paralas más diversas clases de embalaje.El fácil mecanizado del materialpermite modificar progresivamenteel modelo hasta obtener un embalajede pruebas.

Fig. 6:Corte del plásticocelular con unalambre calentado.

Elastificado

Para incrementar la elasticidad delos plásticos celulares de Styropores preciso:– comprimirlos en el molde, o incre-

mentar su volumen durante laexpansión final

– comprimirlos posteriormente olaminar las planchas

7

Impresión

Los plásticos celulares de Styroporpueden imprimirse con todos losprocedimientos conocidos. Laspiezas moldeadas con carácteres enrelieve se colorean muy fácilmentemediante rodillos entintadores.

Cualquiera que sea el procedimientoque se aplica, es preciso que las tin-tas utilizadas no contengan disolven-tes, pues éstos atacan el plásticocelular. La consistencia y velocidadde secado de las tintas se seleccio-narán en función del procedimientode impresión utilizado en cada caso.

Pintura

Pintar las piezas moldeadas deStyropor no es problema; al contra-rio, la pintura puede incrementar laresistencia mecánica, la resistenciaa la intemperie y a la difusión delvapor de agua, y la dureza superficialdel embalaje. Además, por supuesto,este tratamiento permite obtenerunas decoraciones y efectos de brilloy color especiales.

También en este caso es preciso utili-zar pinturas que no ataquen el mate-rial, tanto si se aplican por inmersióncomo por laminado o pulverización.Por esta razón es imprescindibleutilizar exclusivamente pinturas es-peciales adecuadas.

Recubrimiento

Con poliuretano pueden obtenerseunos recubrimientos más o menosblandos o duros (en función de lacomposición de la mezcla), aplica-bles al plástico celular en una ovarias operaciones de trabajo, enfunción del grosor especificado.

Las resinas epoxídicas libres dedisolventes pueden aplicarse direc-tamente sobre el plástico celular. Encambio, si se emplean resinas depoliéster es necesario intercalar unacapa protectora impermeable a losdisolventes.

Incorporando esteras de fibra devidrio se obtiene un recubrimiento aprueba de golpes.

El flocado electrostático de las pie-zas moldeadas abre interesantesposibilidades al diseño. También seutilizan recubrimientos de film deplástico, chapa fina de madera, etc.

El plástico celular también admitecalcomanías, etiquetas aplicadas enfrío y en caliente. Para estos procedi-mientos se utilizan tanto aparatosmanuales como máquinas automáti-cas o semiautomáticas. La capaadhesiva debe ser compatible conlas propiedades químicas delplástico celular.

Un método de recubrimiento espe-cialmente adecuado para la produc-ción de grandes series es la com-binación con film de plástico(figura 19), planchas o piezas mol-deadas de plástico compactos, asícomo con papel y cartón. El revesti-miento puede aplicarse inmediata-mente después de la expansiónfinal, en la misma línea de produc-ción, o después de un tiempo dereposo de las piezas en una plantaespecial de recubrimiento.

Designación normalizada

Los embalajes de Styropor sedesignan con arreglo a la normaDIN 55 471, parte 1.

Una designación normalizada tienela siguiente forma (por ejemplo):

Plástico celular DIN 55 471 – EPS 20 B – F

Esto significa:

DIN 55 471 – EPS: Clase de material: plástico celular deEPS (poliestireno expandible),expandido en molde 20: Densidad aparente: 20 kg/m3

Tolerancia: ± 2,5 kg/m3

B:Grado de sequedad:Humedad resal ≤ 0,1%(en volumen)F:Combustibilidad (ausencia de silicona): Reúne los requisitos de la clase F1según DIN 53 438, parte 3.

Indicación: Considerando la posibilidad dereciclar los envases de Styroporsegún el lema “Clasificado según eltipo, limpio y seco”, recomendamosutilizar moderadamente tintas deimprenta ó recubrimientos.

Propiedades

8

Propiedades físicas

La densidad aparente y la naturalezadel proceso de transformación influ-yen en las propiedades físicas delmaterial. Un resumen en forma detabla de las propiedades más impor-tantes de los plásticos celulares deStyropor se encuentra anexada alfolleto.

Resistencia a la compresiónsegún EN 826. En los materiales que se deformanelástica o plásticamente bajo la inci-dencia de una fuerza, la resistencia ala compresión viene determinadapor el grado de deformación (véasefig. 10). Por esta razón, con respectoa los plásticos celulares se indica laresistencia a la compresión (d10 conun 10 % de deformación, para que losvalores sean comparables.

La resistencia a la compresión delos materiales de Styropor aumentaproporcionalmente a la densidadaparente (figura 7).

En las probetas con piel de espu-mados, los valores de la resistencia ala compresión son algo más bajosque en las probetas cortadas deidéntica densidad aparente. Esto sedebe a que la densidad aparente noes igual en toda la sección de la pro-beta: en el borde es mayor que en elcentro. Por ellos la ventaja prácticaque comporta una piel de espumadolisa, un poco compactada, no quedareflejada en el ensayo según EN 826.

Resistencia a la tracción según EN 826A medida que aumenta la densidadaparente también se incrementa laresistencia a la tracción de los mate-riales de Styropor. Esto se observa enla figura 8. El alargamiento de roturaen el ensayo de tracción forma partede las propiedades que dependen,entre otras, de las condiciones detransformación concretas (por ejem-plo, de la calidad de la soldadura).

Resistencia a la flexión según EN 826.También la resistencia a la flexiónaumenta proporcionalmente a ladensidad aparente, como se observaen la figura 9. La flexión de rotura(tenacidad) disminuye al aumentar ladensidad aparente y al reducirse elgrado de soldadura.

Fig. 7:Influencia de ladensidad aparente enla resistencia a lacompresión con un10 % de deformación(EN 826).

Fig. 8:Influencia de ladensidad aparente enla resistencia a latracción (EN 826).

Fig. 9:Influencia de ladensidad aparente enla resistencia a laflexión (EN 826).

Resi

sten

cia

a la

com

pres

ión

(kPa

)

Densidad aparente (kg/m3)

600

500

400

300

200

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Promedio

Resi

sten

cia

a la

trac

ción

(kPa

)

Densidad aparente (kg/m3)

1000

500

400

300

200

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

600

700

800

900

Promedio

Resi

sten

cia

a la

fle

xión

(kPa

)

Density (kg/m3)

1000

500

400

300

200

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

600

700

800

900

Promedio

9

Deformación (%)

600

500

400

300

200

100

010 20 30 40 50 60 70 80

Margen útil para embalajesamortiguadores

Margen útil para embalajes aprueba de presión

DIN 53 421

Densidad aparente 30 kg/m3

20 kg/m3

Resi

sten

cia

a la

com

pres

ión

(kPa

)

Def

orm

ació

n (%

)Tiempo de esposición (dias)

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 100 200 300 400 500 600

70 kPa

60 kPa

30 kPa

Exposición

Def

orm

ació

n (%

)D

efor

mac

ión

(%)

Tiempo de esposición (dias)

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 100 200 300 400 500 600

140kPa

100 kPa

60 kPa

Exposición

Resistencia a la compresión: kg/m3

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

500 Dias

100 Dias

1 Minute

Exposición: 60 kPa



Fig. 11:Comportamiento delos materiales deStyropor bajo cargapermanente y depen-dencia de la densidadaparente después dediferentes tiempos.

Comportamiento a largo plazobajo presión

La deformación no sólo depende dela magnitud de la presión, sino tam-bién de la duración de su incidencia(Fig. 11).

La edad de la probeta influye asi-mismo en la resistencia a la compre-sión: los plásticos celulares reciénfabricados no alcanzan más queaproximadamente el 70 % de su resis-tencia final, valor que asciende aaproximadamente el 90 % al cabo de24 horas, y que no se alcanzaplenamente hasta después de unascuatro semanas.

El aumento relativamente rápido dela resistencia en las primeras24 horas tiene que ver sobre todocon el equilibrio de la presión de aireen las celdillas del plástico celular,mientras que el incremento posteriorse debe a la lenta emisión del agentede expansión residual.

La figura 11 muestra los diagramasde deformación en función delesfuerzo de compresión para densi-dades aparentes de 20 a 30 kg/m3.

Fig.: 10:Comportamientode los materialesde Styropor a ladeformación porcompresión.

10

Comportamiento térmico

Las propiedades mecánicas del mate-rial dependen de la temperatura. Lafigura 12 muestra la variación relativade la resistencia a la compresión conun 10 % de deformación a tempera-turas situadas entre -20 °C y +60 °C.

Los materiales de Styropor se carac-terizan por tener una conductividadtérmica particularmente baja.

La conductividad térmica dependede la densidad aparente y de latemperatura del material (tabla 3,página 30), al igual que del conte-nido de humedad.

El calor específico de los materiales deStyropor es independiente de la densi-dad aparente (véase tabla 1, página 11).La estabilidad de forma a la tempera-tura (DIN 18 164) aumenta paralela-mente a la densidad aparente y enproporción inversa a la carga. Elmaterial recién fabricado alcanza suplena estabilidad de forma a la tem-peratura después de un período dereposo. Los plásticos celulares nosometidos a carga soportan tempo-ralmente temperaturas de hasta100°C independientemente de la den-sidad aparente (Tabla véase anexo).

El coeficiente de dilatación térmicalineal es independiente de la densi-dad aparente. Su valor se sitúa entre5 y 7 x 10-5 K-1 (tabla1).

Absorción de agua y permeabili-dad al vapor de agua

Los materiales de Styropor no son hi-groscópicos, pero en contacto directocon el agua absorben humedad.

Si un plástico celular presenta distin-tas concentraciones de vapor deagua en una y otra cara, el vapor sedifunde a través del material. Estefenómeno se intensifica si al mismotiempo existe una diferencia de tem-peraturas. Para cuantificar la difu-sión del vapor de agua se utiliza elfactor El de resistencia a la difusión,referido a una capa de aire estáticadel mismo espesor (µ = 1). Este factordepende de la densidad aparente delplástico celular (Tabla véase anexo).

El contenido de humedad y la hume-dad atmosférica no influyen en laspropiedades mecánicas de los mate-riales de Styropor.

Varia

ción

de

la r

esis

tenc

ia a

la c

ompr

esió

n (%

)

Temperatura (°C)

40

20

10

±0

-10

-30

-40-20 ±0 20 40 °C 60

-20

30

Fig. 12:Influencia de la tempe-ratura en la resistenciaa la compresión.

Comportamiento eléctrico

El plástico celular de Styropor eselectroaislante. La constante dieléc-trica de los plásticos celulares condensidades aparentes de 20 a 40kg/m3 es, para valores entre 100 Hz y400 MHz, de 1,02–1,04. El factor depérdida tg d es, hasta 1 MHz, inferiora 0,0005, y hasta 400 MHz, de0,00003. La rigidez dieléctrica especí-fica alcanza valores

de 2 .

La resistencia específica es deaprox.1014 Ω (DIN 53 482) a unatemperatura de 23 °C y con un 50 %de humedad atmosférica relativa.

A raíz de su elevada resistenciaespecífica, la superficie de determi-nadas piezas de plástico celularpuede acumular cargas electrostáti-cas, especialmente en condicionesde baja humedad atmosférica. Eltratamiento con agentes antiestáticospermite reducir la resistencia super-ficial de las piezas moldeadas.

kVmm

Resistencia a sustancias químicas(Véase tabla 2)

Las marcas Styropor P, F, Neopor yPeripor tienen el mismo comporta-miento frente a las sustancias quími-cas que el poliestireno. En caso deataque, el plástico celular, sinembargo, se descompone más rápi-damente que la materia prima, que escompacta y tiene las paredes celula-res más gruesas. Esto significa quelos materiales de baja densidad apa-rente son más sensibles al ataquequímico. Los materiales de Styroporson insensibles al agua, a la mayoríade ácidos y a las lejías.

Los aceites etéricos contenidos enlas pieles y zumos de los cítricos ata-can el plástico celular. Sin embargo,este material es resistente a lasgrasas animales y vegetales y a losagentes anticorrosivos a base deparafina, siempre que no contengandisolventes agresivos.

La sensibilidad frente a los disolven-tes orgánicos es un factor que hayque tener en cuenta sobre todo alencolar o pintar el material. Lo mismocabe decir de los materiales sintéti-cos que contienen plastificantes(migración del plastificante en el PVC).

Antes de poner en contacto un mate-rial de Styropor con sustancias decomposición desconocida es conve-niente ensayar la reacción del material;lo mejor es depositarlo en el productocorrespondiente, o aplicar algún otrométodo adecuado. Un aumento de latemperatura permite acelerar la prueba.

11

Efecto de la luz ultravioleta

Al igual que otros plásticos, los mate-riales de Styropor reaccionan a la luzultravioleta si se exponen directa-mente y durante un tiempo prolon-gado. Sin embargo, este es un fac-tor insignificante a la vista de lacorta duración del período de utiliza-ción normal de este material en elsector del embalaje.

Efecto biológico

Durante el reposo y en el proceso detransformación de Styropor, ésteemite pentano. Al cortar los materia-les espumados con alambres calen-tados es preciso asegurar la aspira-ción de los vapores generados, puesademás de pentano pueden conte-ner también pequeñas cantidades deestireno.

Los índices MAK (concentraciónmáxima en el puesto de trabajo)del estireno y del pentano son de obli-gado cumplimiento (Especificacionesvéase IT 180).

Los materiales de Styropor no sepudren, son insolubles al agua y noemiten sustancias hidrosolublesque pudieran contaminar las aguassubterráneas. Al amparo de la nor-mativa vigente pueden verterse juntocon los residuos sólidos urbanos .

Los materiales de Styropor se fabri-can y transforman desde hace déca-das. Hasta ahora no se ha constatadoningún efecto nocivo para la salud.

Combustibilidad

Al igual que muchos otros materialesde embalaje, el material espumado deStyropor es inflamable. Su comporta-miento frente al fuego no sólodepende de las propiedades específi-cas del material, sino también delas condiciones de aplicación. Sedebe diferenciar entre productos sinacabado ignífugo, como las marcasStyropor P (denominadas a continua-ción marcas P) y marcas con acabadoignífugo, como las marcas Styropor F,Peripor y Neopor (denominadas acontinuación marcas F). Asimismoejercen una influencia sustancial enla combustibilidad los materiales utili-zados para formar compuestos y lascapas protectoras y de recubrimientoque a menudo se precisan.

Las marcas F están “ignifugadas”, esdecir, en ellas la inflamabilidad delmaterial y la expansión de las llamasen la superficie son notablementemás bajas. De este modo, los mate-riales de marcas F han obtenido lacalificación óptima para sustanciasinflamables según distintas normati-vas nacionales, aplicables a los mate-riales de construcción y uso industrial.

Tabla 1: Resistencia de los materiales de Styropor a los productos químicos

Agente Styropor P y F

Soluciones salinas (agua de mar) +

Jabones y soluciones humectantes +

Lejìas, como hipoclorito, agua clorada, soluciones de peróxidode hidrógeno +

Acidos diluidos +

Acido clorhídrico al 35 %, ácido nítrico al 50 % +

Acidos anhidros, por ejemplo ácido sulfúrico fumante,ácido fórmico al 100 % –

Hidróxido sódico, hidróxido potásico, agua amoniacal +

Disolventes orgánicos,como acetona, éster de ácido acético,benceno, xileno, diluyentes para barnices, tricloretileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, gasolina purificadawhite-spirit –

Aceite de parafina, vaselina + –

Gasóleo –

Gasolina (normal y súper) –

Alcoholes, por ejemplo metanol, etanol + –

Aceite de silicona +

+ Resistente: el material no sufre nlngún desperfecto ni si quiera después de una exposición prolongada+ – Relativamente resistente: el material puede contraerse o sufrir desperfectos superficiales en caso de una exposición prolongada– No resistente: el materia se contrae con mayor o menor rapidez o se disuelve

El comportamiento de los embalajesde material espumado de marcas Pfrente al fuego es comparable con elde otros materiales de embalaje fácil-mente inflamables. Para incrementarsu seguridad frente al fuego se utilizancada vez más las marcas F, lo que porcierto es un factor a considerar en elmomento de suscribir el seguro deincendio (véase Tl N° 131, “Envases yembalajes de Styropor F expandido”).

12

Legislación alimentaria

El Ministerio Federal de Sanidadpublica regularmente, en el “BoletínOficial de Sanidad” recomendacio-nes para la valoración de los macro-polímeros y sus materias auxiliaresdesde el punto de vista sanitario,y los correspondientes métodos deanálisis. Estas recomendacionesestablecen, con arreglo al estadoactual de la ciencia y la técnica, enqué condiciones un artículo de con-sumo de materiales macropolímerossatisface los requisitos estipuladosen el artículo 31, párrafo 1, de laLey de Productos Alimenticios y deConsumo del 15. 8.1974 (RFA).

Por su composición, Styropor reúnelos requisitos establecidos en larecomendación V (poliestireno) yVl (copolímeros y polímeros de injertode estireno), en su edición del 15.04.1991, publicadas por el MinisterioFederal de Sanidad (comunicaciónN° 187, Boletín Oficial de SanidadN° 6, [1991], página 296) (RFA).

Siempre que se someta a un procesode transformación correcto, el empleode Styropor para la fabricación de pro-ductos regulados por la Ley de Produc-tos Alimenticios y de Consumo (artí-culo 5, párrafo 1, N° 1 para productosde uso alimentario y N° 5 para jugue-tes) es perfectamente lícito. La aptituddel producto acabado (embalaje) debeser verificada por el fabricante o usua-rio. La condición es que los alimentosno deben sufrir ningún menoscabo ensu sabor u olor a causa del materialutilizado para embalarlos. La compro-bación del olor y sabor así como laobservación de la migración globaldeberá efectuarla la empresa embala-dora.

En la práctica se ha observado que silos embalajes de Styropor se dejanreposar durante un tiempo prudencial,el cumplimiento de estas condicionesno comporta dificultad alguna. Laúnica excepción son los productosgrasientos y particularmente sensiblesal aroma, como por ejemplo el choco-late, la margarina o tartas de crema.En estos casos conviene utilizar envol-torios de papel pergamino, o de hojade plástico o metal.

Fig. 13:Cajas de Styropor para embalarproductos alimenticios.

13

Especificaciones de los embalajes

Los embalajes protegen los productosintermedios y acabados en su caminodel fabricante al consumidor. Se fabri-can desde los simples elementos derelleno hasta los más complejos expo-sitores, en todas las formas y tamaños.Su ámbito de aplicación es tan ampliocomo la variedad de sectores y pro-ductos; sus funciones son múltiples:

• Protección durante el transporte yel almacenamiento

• Fabricación de unidades transporta-bles y de uso corriente en el comercio

• Promoción de ventas con funcionesinformativas y publicitarias.

Frente a los materiales de embalajetradicionales, como la madera, elcartón, el papel, la chapa y el vidrio,con sus envases convencionales, esdecir, cajas, cajetillas, bolsas, envol-torios, latas, tubos y botellas, los plás-ticos se han impuesto en muchosámbitos donde resultan óptimos parael embalaje. Los plásticos permitenresolver prácticamente todos los pro-blemas del embalaje. Resultan econó-micos y su adaptabilidad es superiora la de muchos materiales clásicos.

El empleo de plástico celular deStyropor como material de embalajebrinda una serie de ventajas particula-res, en virtud de sus propiedades físi-cas y químicas:

• Baja densidad aparente, con la con-siguiente disminución del peso delembalaje

• Elevada absorción de energía encaso de caída e impacto, con la consiguiente disminución del grosornecesario para proteger productossensibles durante el transporte y sualmacenamiento

• Gracias a su superficie blanda, peroresistente a la abrasión, los produc-tos embalados no se ensucian nisufren daños

• Su escasa conductividad térmica evitalos bruscos cambios de temperatura

• Su insensibilidad al agua y al vaporde agua es una garantía de susexcelentes propiedades mecánicas

• Son químicamente neutros, por loque también sirven para embalarproductos alimenticios

• Son fáciles de conformar, adaptán-dose por tanto de forma sencilla acualquier diseño.

Fig. 14:Separadores y soportespara el embalaje deproductos sensibles.

Conformado fácil

Con procedimientos de fabricaciónespecialmente sencillos y económicosse producen piezas de plástico celularde prácticamente todas las formas,útiles para las más diversas aplicacio-nes, como por ejemplo:

• Para proteger frente a la acciónde agentes externos (recipientesexteriores y forros)

• Para evitar fuertes aceleracionesen caso de caída, sacudida ovibración

• Para repartir uniformemente lasfuerzas incidentes de posiblesgolpes y cargas sobre el conjuntode la superficie portante

• Separadores y soportes, quefijan el material dentro del embalaje(recortes, piezas moldeadas).

La rigidez mecánica, el escaso peso,las superficies lisas y blandas, laexcelente compatibilidad química conlos productos embalados, todo elloson propiedades que explican el éxitode los materiales de Styropor en esteámbito de aplicación. Una condiciónimprescindible en todos los casos esque su diseño debe ser correcto.Precisamente un aspecto en el que elusuario de Styropor podrá aprovecharla ventaja de la facilidad con que seconforma este material.

14

Variedad de tipos de embalaje

Los embalajes de plástico celular deStyropor se utilizan principalmente enforma de:

• Separadores y soportesPiezas moldeadas que se utilizanpara amortiguar los golpes, distribuirlas cargas, inmovilizar o separarlos productos. A ello se añaden losseparadores o soportes de clasi-ficación y compartimentación utili-zables para el almacenamiento oel transporte interno.

• Envases cerradosCon el interior adaptado: paraformar porciones, compartimentarproductos y protegerlos del calor.

• Piezas de material compuestoEn los casos en que el plásticocelular no puede resolver elproblema por sí sólo, se puedecombinar con otros materiales.El plástico celular de Styroporpermite complementar o reforzarlas propiedades de los materialestradicionales, como el papel, elcartón macizo u ondulado, lamadera y el plástico. Así, por ejem-plo, para el embalaje de productospesados y de regalos, o paralos embalajes que sirven tambiénde expositores, los materialescompuestos con Styropor danexcelentes resultados.

• Cajas para productos alimenticios(Pescado, fruta, verdura)

• Soportes para el transporte y lacompartimentación

Fig. 15:Plástico celular deStyropor: el materialideal para un transporteseguro y una presenta-ción atractiva.

Fig. 16:Embalajes termoaislan-tes para pescado fresco.

15

Precintado del embalaje

Un método acreditado y sencilloconsiste en utilizar cintas autoadhe-sivas, fáciles de aplicar y que seadhieren al instante.

En los casos en que esto es insufi-ciente, los embalajes de plásticocelular también pueden envolverseen film de plástico que seguidamentese suelda, se encola o se retractila;el film retráctil se utiliza especialmentepara los productos paletizados, porejemplo para el embalaje de tubos,vasos, botellas y productos similares(figura 18).

Otro tipo de cierre consiste en esta-blecer uniones articuladas entre pie-zas de plástico celular. Los elemen-tos a articular se fabrican de unasola pieza, y una vez expandidas secomprimen fuertemente a lo largo deuna línea de unión. De este modo, lazona comprimida se torna elástica yfunciona a modo de articulación obisagra durante cierto tiempo(figura 19).

Fig. 18:Embalaje de soportesapilables envueltos confilm retráctil.

Fig. 19:Embalaje conelementos articulados.

Fig. 17 (arriba):Los embalajes desurtidos completosprotegen y confierenmayor atractivo a losproductos

16

Los embalajes de plástico celulartambién pueden equiparse con cie-rres mecánicos. A este fin se formanuna especie de enganches' que unavez ensamblados resultan difícilesde separar (fig. 20).

Igualmente es posible combinar elmaterial con todo tipo de asas, porejemplo con cintas de plástico,correas con articulaciones o asasde madera intercaladas (figura 23).

Fig. 20:Embalaje de tubos concierre mecánico.

Fig. 21:Embalaje para eltransporte de bocasde agua que sirveadicionalmente comoprotección contra lasheladas y cuerpo dedrenaje.

17

Embalaje y promoción de ventas

Los plásticos celulares de Styroporse utilizan también profusamentepara fabricar embalajes atractivos,que exhiben el contenido y promo-cionan las ventas. La libertad dediseño es prácticamente absoluta,y el material admite toda clase deefectos decorativos, aplicables porimpresión, recubrimiento y flocadoelectrostático .

La fabricación de pequeñas seriesde productos distintos no comportaforzosamente un aumento del costedel embalaje. Así, por ejemplo, esposible concebir un embalaje comúnpara artículos que tienen formasdistintas. De este modo aumentanlas cantidades a fabricar y disminuyeel coste unitario, y a pesar de todo elresultado es un embalaje hecho amedida. La única condición estribaen diseñar el interior del embalaje demanera que admita todos los pro-ductos de un surtido.

Los embalajes promocionales deStyropor también pueden diseñarsede forma que sea posible subdividir-los en unidades menores, necesa-rias para el comercio minorista.A este fin se incorporan zonas deruptura preferente, fáciles deromper para obtener unidades máspequeñas.

En muchos casos también se en-cuentran soluciones muy económi-cas si se combina el plástico celularcon otros materiales. Algunosejemplos típicos son las cantonerasde plástico celular con planchas demadera, aglomeradas o de fibra duraincorporadas en el proceso de espu-mado o aplicadas posteriormente.Incluso las combinaciones con papelo cartón brindan a menudo interesan-tes alternativas a la hora de calcularel precio del embalaje.

Fig. 22:Embalaje combinado.

Fig. 23:Asas para un transporteseguro.

Fig. 24:Paletas de venta parauna presentación atrac-tiva de la mercancía.

18

A prueba de golpes y de presión

A la hora de proyectar y diseñar losembalajes de material espumado espreciso proceder con suma precau-ción, sobre todo si se trata de reci-pientes apilables o embalajes paraproductos sensibles a los golpes.Como muestra el diagrama de defor-mación (figura 10, página 9), losmateriales de Styropor tienen unaspropiedades mecánicas que permi-ten su empleo tanto como materialsólido para estructuras portantescomo también para rellenos deamortiguación. La función deseadaviene determinada por la magnituddel esfuerzo a que estará sometido.

Las curvas de deformación de lafigura 10 revelan que los materialesde Styropor apenas se deformanbajo una tensión por compresiónmáxima de aprox. 0,1 N/mm2

(cerca de 1 kg/cm2). Esta resistenciaresulta útil para embalajes a pruebade presión. Bajo esfuerzos más ele-vados, el plástico celular se deformay tiene un efecto amortiguador.Estas propiedades de deformaciónse aprovechan óptimamente condeformaciones del 50 al 60 %.

En los siguientes apartados se expo-nen algunos aspectos generalesrelativos a la ejecución de piezasmoldeadas, con indicaciones sobreel dimensionado y la ejecución deembalajes resistentes a la presión yamortiguadores de golpes. Final-mente se explica, sobre la base dediversos ejemplos, el cálculo delaislamiento térmico de los embalajesde plástico celular de Styropor.

Notas sobre la planificación y desarrollo de los embalajes:

Primeramente es preciso definirtodas las condiciones a que se veráexpuesto un embalaje, para formularseguidamente las especificaciones.Estas incluyen, por ejemplo:

– Dimensiones interiores y contor-nos (… ¿cómo debe quedar sujetoel producto? – ¿es necesario queesté cubierto por todos los lados?)

– Eventual apilado del embalaje(… ¿qué altura tendrá la pila yqué presión ejercerá? – ¿se debenincluir materiales auxililares de api-lamiento?)

– Protección frente a los golpes(… ¿cuál es el grado de sensibilidaddel producto a embalar? – ¿quéalturas de caída máxima puedehaber durante el transporte?)

– Protección frente al calor y al frío(... ¿qué temperaturas admiteel producto? – ¿cuál es la tempera-tura ambiente y cuánto dura eltransporte?)

– Resistencia del embalaje(… ¿cuáles son las condicionesde almacenamiento y transporteprevisibles? – ¿se realizará eltransporte por mar o por tierra?)

– Condiciones particulares (… ¿influyela sensibilidad o el carácter perece-dero del producto a embalar?)

Fig. 25:Embalaje de plásticocelular con film retráctil.

19

Refuerzos estructurales

La rigidez de los elementos deStyropor puede mejorarse no sóloeligiendo una densidad aparentemás alta, sino adaptando su diseño.

Por ejemplo, se puede aumentar elgrosor de las paredes, o incorporarnervaduras, rebordes y elementossimilares, y también evitar formasque puedan tener un efecto deentalladura. A diferencia de lasnervaduras de amortiguación, lasde refuerzo reciben una forma semi-rredonda para reducir el peligro dedaños mecánicos.

Dos ejemplos de embalaje que ilus-tran la conjunción de estos factores:

– Embalaje de medicamentos– Bloque de motor (fig. 26)

Fig. 26:Embalaje cerrado paramotores de automóvil.

Fig. 27:Embalaje de proteccióncontra golpes conacolchado lateral

– A esto se añaden los aspectos dela racionalización del empaquetadoy del transporte: fácil colocacióndel producto, adaptación de lasdimensiones exteriores a los méto-dos de apilado y transporte, ade-cuación a las dimensiones de lospalets y las dimensiones interioresde los medios de transporte, distri-bución ordenada si incluyen variaspiezas, cierre fácil, formación deunidades de almacenamiento ytransporte racionales, diseño atrac-tivo, satisfacción de todos losdeseos y necesidades del comercioy de los consumidores.

El fabricante de embalajes tambiéndeberá tener en cuenta los siguientesfactores importantes: el tamaño delos lotes de producción, la densidadaparente, las dimensiones y toleran-cias admisibles.

Esto significa que el diseño de losembalajes viene determinado por losfactores externos, las propiedadesdel material y las necesidadeseconómicas .

20

Amortiguación de impactos

Fig. 27:Embalajes para tubos de TV.

Una de las principales funciones deun embalaje radica en evitar que seproduzcan daños en el materialembalado en caso de sacudidas ycaídas. A este efecto, el plásticocelular se deforma y amortigua deeste modo las fuerzas. En las pági-nas siguientes se describen losdiversos factores que inciden y losdiseños recomendados por nosotros.

Para trasladar un cuerpo con unpeso (m g) a una determinada alturah, se precisa una energía E = (m·g)·h. Esta energía se liberanuevamente cuando el cuerpo caede la altura h. Según la magnitud delrecorrido de frenado y la curva dedesaceleración hasta alcanzar laposición de reposo, sobre el cuerpoincide una fuerza más o menosgrande.

La figura 28 a muestra que la fuerzaque incide en un cuerpo que tiene unsistema de amortiguación ideal, esdecir, en el caso teóricamente másfavorable, es

Al contrario de lo que sucede con unmaterial de amortiguación ideal, losmateriales de amortiguación reales se comportan de manera menos ven-tajosa. El motivo es la fuerza dedeformación que varía con la defor-mación del material, especialmente enel caso de deformaciones grandes.Las mejores propiedades de amorti-guación de impactos se obtienen porlo tanto no en el caso de una defor-mación completa, sino con deforma-ciones de aproximadamente 50 a 60%.

h / d · (m · g). El factor de variación h/d frente a la incidencia de la fuerzaen posición de reposo se denominafactor de choque G o índice G.

21

espesor de acolchado

fuer

za d

e de

f

0,5.d 0,6.d 1.d

2,5

1,0

0

Acolchado ideal

espuma rígidade Styropor

E

E

(1) Un acolchado ideal se deforma completamente en el caso de carga por caída: la aceleraciónde impacto durante la deformación del acolchado es constante hasta la posición de reposo.

(2) E0 = E1 = m •g • h = m • b • d; por lo tanto b / g = h / db / g = aceleración de impacto (coeficiente de impacto ó valor G) como múltiplo de laaceleración de gravedad.

h=altura de caida

d=espesor del acolchado

g=aceleración de gravedad

acolchado ideal

b=aceleración de impacto

fuerza de peso = m • g

energía E0 = m • g • h

energía E1 = m• b • d

fuerza de deformación = m • b = m • (h / d) • g

Producto embalado(masa m)

Producto embalado(masa m)

orm

ació

n –

acel

erac

ión

de im

pact

o

Fig. 28:Modelo de acolchadoideal y real.

De la ilustración 28 b de la derecha sedesprenden las exigencias a quedebe responder un buen materialamortiguador:

• Aumento de la resistencia a ladeformación a un determinadovalor con un recorrido de deforma-ción reducido

• Invariabilidad de la resistencia a ladeformación en un recorrido dedeformación grande.

En comparación con otros materia-les de amortiguación precisamentelos plásticos celulares de Styroporreúnen claramente estos requisitos.Como se deriva del diagrama defuerza y deformación (figura 28 b),este material acumula muy rápida-mente una elevada resistencia a ladeformación, alterándose muy pocohasta una deformación de aproxima-damente el 60 %. Si el embalaje estácorrectamente dimensionado, el valordel índice G será extraordinariamentereducido.

a) Representación de los valores caracteristicos en el ejemplo de un acolchado ideal

b) Comparación de un “acolchado ideal con plástico celular de Styropor con esfuerzo óptímo”

22

Dimensionado de los elementos amortiguadores

La capacidad de amortiguación deun embalaje no sólo viene determi-nada por las propiedades del material,sino también por los esfuerzosespecíficos a que está sometido. Enla figura 31 se ilustra, como ejemplo,este comportamiento de un salto ala piscina:

• En el salto “en plancha”, la pro-fundidad de inmersión, es decir,el recorrido de frenado, es muyreducido. El saltador nota cómoinciden fuerzas relativamentegrandes en su cuerpo.

• En un salto de cabeza en vertical,la incidencia de fuerzas sobre elcuerpo es muy baja. Pero en cam-bio el agua, como elemento amor-tiguador, tan sólo frena al cuerpomuy lentamente. En el extremodel elemento amortiguador“cabeza” se produce una amorti-guación brusca con gran inciden-cia de fuerzas.

• El comportamiento óptimo sealcanza con un ángulo de inmer-sión determinado. El cuerpo uti-liza el recorrido de amortiguacióndisponible para frenarse paulati-namente. Las fuerzas de frenadogeneradas, o índices G, son lasmás bajas.

Si se alteran las condiciones de par-tida – por ejemplo, la altura de salto,el peso del saltador o la profundidaddel agua –, también es posible variarel ángulo de inmersión, si se trata dereducir al mínimo posible las fuerzasque inciden sobre el cuerpo. Siaumenta la proporción entre alturadel salto y profundidad del agua(h/d), el ángulo de inmersión deberáreducirse (mayor incidencia de fuer-zas sobre el cuerpo)ç para transfor-mar la energía de caída a lo largo dela carrera de inmersión disponible.

Fig. 29:Deformación y recupe-ración de nervadurasamortiguadoras (ensayoen una prensa).

23

h2 =5md =2m

hd( =2,5)

Carga superficial estática = peso corporal/superficies de choque

Baja

Baja Mediana Grande

Grande

Medianah1 =3md =2m(h

d=1,5)

h2

h1

d

Inci

denc

ia m

áxim

a de

fuer

za e

n el

cue

rpo

dura

nte

la in

mer

sión

Fig. 31:Modelo de amortiguación“salto de trampolín”.

Fig. 30:Las escotaduraspracticadas permitenutilizar una mismapieza para distintaslunas de automóvil.

24

Cuando se produce la caída de unproducto embalado se observanfenómenos similares. Gracias a laposibilidad de escoger a voluntad ladensidad aparente del plástico celu-lar y las dimensiones del embalaje,podemos ajustar las propiedades deamortiguación a las necesidadesreales .

En una serie experimental se handeterminado las propiedades deamortiguación bajo distintas cargas,de elementos amortiguadores dedistintos espesores, para caídas dediversas alturas y con materiales dediferentes densidades aparentes; losresultados se reproducen en formade diagramas de amortiguación quela norma DIN 55 471, parte 2,recomienda para el cálculo deldimensionado.

Las características señaladas en losdiagramas tienen el siguiente signifi-cado:

Factor de choque G: valor G(Por este factor aumenta el peso pro-pio del material embalado duranteel choque). El valor máximo admisible de G paraun determinado producto se deno-mina también sensibilidad del pro-ducto embalado.

En los ejemplos de la derecha se ilus-tran las posibilidades de aplicaciónde los diagramas para el dimensio-nado de elementos amortiguadoresde plástico celular de Styropor.

Altura de caída en cmespesor del elementoamortiguador en cm

h =d

Carga superficial estática

Peso del producto embalado en N

Superficie de apoyo en cm2

Carga superficial estática en N/cm2

160

140

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

40

35

30

26

2220

1816

1412108642

h = altura de caídad espesor del elemento amortiguador

28

24

Ejemplo 1

Ejemplo 2Fa

ctor

de

choq

ue G

1 kg · ms2

1)1N =

9,81 ms2m · g = 1 kg · = 9,81 N

Fig. 32: Diagrama deamortiguación paraplástico celular de EPS 20 (DIN 55 471,parte 2)

Fig. 33:Ejemplos decálculo basados enel diagrama deamortiguación paraEPS 20

Ejemplo 1(Cargo óptima sobre el del diagrama de amortiguaciónelemento amortiguado) se desprende que:

Datos de base:DA = 20 kg / m3 1) h / d = 28m = 10 kg (m · g = 98,1 N) = 0,51 N / cm2

m · g = 98,1 N1)

h = 90 cmG = 70 Cálculos:

Incógnitas: A y d

Ejemplo 2(Cargo óptima sobre el del diagrama de amortiguaciónelemento amortiguador) se desprende que:Datos de base:

RD = 20 kg / m3 G = 60m = 10 kg (m · g = 98,1 N) = 0,62 N / cm2

d = 4,2 cmh = 100 cm Cálculos:

h / d = 24

d = h(h / d)

90 cm28= = 3,2 cm

A = m · g

98,1 N0,62 N / cm2

= = 158 cm2

A = m · g

98,1 N0,51 N / cm2

= = 192 cm2

El peso de la masa 1 kg es.

=

Factor Unidad cargo óptima sobreel elemento amortiguador

Ejemplo 1 Ejemplo 2

Peso del producto embalado (m) kg 10 10

Superficie del elemento (A) cm2 ? ?amortiguador

Espesor del elemento (d) cm ? 4,2amortiguador

Altura de caìda (h) cm 90 100

Factor de choque G – 70 ?(sensibilidad del producto embalado)

25

Fig. 34:Indicaciones paraun correcto diseño delas nervaduras

Fig. 35:Diversos diseñosde embalajesamortiguadores.

Junto a los diagramas de amortigua-ción, existen también sistemas decálculo más simples para determinarlos valores óptimos del espesor y lasuperficie de los elementos amorti-guadores. El cálculo dimensional sebasa en los puntos más bajos de lascurvas de los diagramas de amorti-guación (figura 32). Esto significaque no permiten calcular valoresdistintos a los óptimos.

Las superficies calculadas de los ele-mentos amortiguadores son, en lamayoría de los casos, menores quelas disponibles para el apoyo del pro-ducto embalado. Por ellos es precisodiseñar adecuadamente el embalajepara adaptarse a las necesidades(figura 60). Al diseñar nervaduras obotones hay que seguir los siguientescriterios:

• Las nervaduras o botones, o laprofundidad de las cavidades quelos forman, deben representar del50 al 60 % del espesor total calcu-lado del elemento amortiguador.

• Al diseñar nervaduras y botonesse multiplicará el espesor calcu-lado del elemento amortiguadorpor el factor 1,1 (factor de forma).

• Por superficie del elemento amor-tiguador se entiende la situada amedia altura de la nervadura.

• El ángulo de los flancos de lasnervaduras o botones será deaprox. 10°s hasta 15° y los radiosde base serán de aprox. 10 mm.

Recomendaciones para el diseño

Los cálculos proporcionan datossobre el espesor necesario del ele-mento amortiguador, su superficie yla densidad aparente del plásticocelular. Estos valores permiten ob-tener entonces un embalaje ade-cuado, teniendo en cuenta todaslas especificaciones del mismo(véase página 18). La figura 35 ilustralos tipos de embalaje corrientes.Sus características particulares son:

• El diseño número 1 se caracterizapor tener unas superficies exterio-res lisas y presentar nervadurasen el interior. En este caso no espreciso que el embalaje encierretodo el producto; sólo es necesarioprotegerlo, el cerrado puede reali-zarse con cinta adhesiva o flejes deplástico o cartón.

• El diseño número 2 ofrece unaadaptación óptima a los contornosdel producto. Este embalaje tienenervaduras exteriores y permite fijarcon toda seguridad el contenidopara resistir los máximos esfuerzosdurante el transporte .

• El diseño número 3 representa unembalaje parcial con dos cubetaslaterales o una pieza de fondo yuna de cubierta. Estos elementosson especialmente interesantespara amortiguar golpes, por ejem-plo en combinación con cajas decartón ondulado.

• El diseño número 4 muestra ele-mentos de protección de esquinasy cantos, que se emplean especial-mente para muebles y grandesaparatos, utilizándose tambiéncomo elementos amortiguadoresuniversales.

Embalaje cerradocon nervaduras interiores1

Embalaje cerradocon nervaduras exteriores2

Elementos amortiguadoreslaterales3

Elementos amortiguadoresde esquinas y cantos4

A A

I

b

r HdR

H2

26

Resistentea la compresión

Según DIN 7726, los materiales deStyropor están clasificados entre losplásticos celulares rígidos. Styroporforma parte del grupo de los plásti-cos celulares con una máxima resis-tencia a la compresión y una muyescasa deformación. Los valores deresistencia a la compresión son muyfáciles de obtener eligiendo la densi-dad aparente adecuada. Esta pro-piedad del material favorece, encombinación con un procedimientoracional de fabricación de las piezasmoldeadas, la rentabilidad de losprocesos de producción, tanto deembalajes de estructura autoportantecomo de separadores y soportes.

La figura 10 ilustra la elevada capaci-dad de carga que tienen las cajas deplástico celular de Styropor que seutilizan en gran número para embalarproductos alimenticios, como porejemplo pescado, fruta, verduras(véase figuras 13, 15 y 16).

Entre los embalajes compuestos, lascajas plegables de cartón onduladocombinadas con piezas de Styroporson las más extendidas. En ellas seaprovechan las ventajas de un emba-laje plegable combinadas con ele-mentos amortiguadores de plásticocelular moldeado.

De la figura 38 se observa hasta quépunto los separadores y soportes deStyropor pueden contribuir a incre-mentar la capacidad de carga delas cajas de cartón ondulado.Este efecto se refuerza además bajoinfluencia de la humedad –ni siquiera el contacto directo conel agua menoscaba la solidez delplástico celular.

Fig. 36:Embalajes a prueba depresión, para neveras.

27

Fig. 39:Cajas apilablescorrectamentediseñadas.

Dimensionado de embalajes a prueba de presión

Las curvas de resistencia a la com-presión y deformación de la figura 10,página 9, son resultado de unosensayos realizados a velocidad dedeformación constante según EN826. Sin embargo, en la práctica losembalajes están expuestos a esfuer-zos muy distintos, como por ejemplolas cargas duraderas y dinámicas.

Por ello no es posible utilizar los valo-res de compresión indicados paradimensionar los embalajes.

Los valores admisibles para el diseñode los embalajes están fijados en latabla 3 y en DIN 55471, parte 2, quepermiten determinar las cargas admi-sibles de los embalajes de plásticocelular de Styropor a partir de lasiguiente ecuación:

σd Fmax

A

σd resistencia a la compresiónadmisible en N/mm2

Fmax carga máxima en NA superficie de incidencia de la

carga en mm2

Es importante saber que los valoresespecificados en la citada normaconstituyen resistencias a la compre-sión máximas admisibles en climanormalizado 20/65 – 2 DIN 50 014.Bajo temperaturas más altas, se fija-rán unos valores más reducidos dela resistencia a la compresión.

Probetas:a. Caja plegable de cartón ondulado (2,70).

Longitud x ancho x altura = 32 x 29 x 28 (cm)b. Caja plegable de cartón ondulado (2,70)

con dos cubetas laterales de plástico celularde Styropor DA 20, d = 9 cm.

Longitud x ancho x altura= 32 x 29 x 28 (cm)

Fuerza (N)

Deformación (%)

3000

2000

1000

01 2 3 4

100 %

40 %a

b

F

Styropor

B+C flujo vertical de fuerzas, evitando lospeligrosos efectos de entalladura.

A peligro de rotura debido a excesivas fuerzasde entalladura.

Escotaduras de radio grande

Cajas deformables

[ ]

Fig. 37:Sistemas de apilado

Fig. 38:Diagrama dedeformación en funciónde la fuerza

28

Tabla 3: Resistencias a la compresión admisibles

Valores característicosde algunos plásticos celulares

Propiedades EPS 20 EPS 25 EPS 30 EPS 35 EPS 45

Resistencia a la compresión admisible d en N / mm2*

– con densidad aparente nominal 0,039 0,055 0,071 0,087 0,119según DIN 55 471 parte 1

* 1 N / mm2 = 1000 KPa

Disminución de lassuperficies de apoyodebido a la formacónica de las paredesexteriores

Disminución de lassuperficies de apoyodebido a la ejecuciónde los cantos inferiorescon radios exteriores

Aprovechamientoóptimo de lassuperficies deapoyo

x

x

y

y

Sección x–x

Sección y–y

Sección y–y

r

Ejemplo de cálculo:Un embalaje de Styropor ha de some-terse a una carga de Fmax = 2.000 N.¿Qué superficies de apoyo se preci-san si la densidad aparente es DA 20,DA 25 y DA 30?

El cálculo se realiza sobre la base dela siguiente ecuación:


Para diseñar el embalaje hay quetener en cuenta sobre todo, apartede la resistencia a la compresiónadmisible, los siguientes factores:

• Las paredes portantes de losembalajes de plástico celulardeben derivar las fuerzas en línearecta y perpendicularmente alsuelo. Esto es especialmenteimportante al diseñar cajas apila-bles (figura 39).

Fmax d, max · A

Fmax = carga máxima de la pila

d, max = resistencia a la compresiónmáxima admisible (véasa tabla 2)

A = superficie de apoyo(superficie portante delplástico celular)

Para DA 20 obtenemos:

A

=51 282 mm2 ≈ 513 cm2


A

=36 364 mm2 ≈ 364 cm2


A

=28 169 mm2 ≈ 282 cm2

2000 N0,071 N / mm2

2000 N0,055 N / mm2

2000 N0,039 N / mm2

• Para obtener unas superficies deapoyo grandes, los cantos exterio-res del suelo de los embalajesserán rectangulares (figura 40).

• Todos los cantos y esquinas delinterior del embalaje, y de lasescotaduras en las paredes y enel suelo, deberán realizarse conlos radios más grandes posibles(≥10 mm) (figura 41).

Fig. 40:Recomendacionespara el diseño de loscontornos exteriores.

Fig. 41:Recomendaciones parael diseño de esquinasy cantos interiores.

29

Aislamiento térmico

Si es preciso proteger los productosembalados frente a altas temperatu-ras durante el transporte y el almace-namiento, o si han de entregarse alconsumidor fríos o calientes, habráque utilizar embalajes termoaislan-tes. Una aplicación típica de los plás-ticos celulares de Styropor, gracias asu estructura de celdillas cerradascon microscópicas burbujas de aire,este material ofrece unas excelentespropiedades termoaislantes.

La característica decisiva de losmateriales termoaislantes es su con-ductividad térmica. Los valores delplástico celular de Styropor, quedependen de la densidad aparente yde la temperatura en el centro delplástico celular, están indicados enla tabla 3 (pag. 30) y en DIN 55 471,parte 2.

Dimensionado de embalajes termoais-lantes

Sobre la base de los valores de laconductividad térmica y las dimen-siones del embalaje, las propieda-des del producto a embalar y lascondiciones de temperatura impe-rantes, en cada caso es posible cal-cular los tiempos que transcurrenhasta alcanzar una determinadatemperatura límite. En función de lacurva de temperatura del materialembalado distinguimos entre dosprecondiciones en principio diferen-tes, cuyo cálculo se rige por relacio-nes matemáticas particulares:

• La diferencia de temperaturasentre el producto embalado y elentorno permanece aproximada-mente constante durante undeterminado espacio de tiempo,por ejemplo cuando se añadehielo al producto embalado(figura 42 y 45 b).

• La diferencia de temperaturasentre el material embalado y elentorno disminuye con el tiempo.Este caso se da en los productosembalados sin hielo, pero a tem-peratura de congelación (figura 43y 44).

Las fórmulas de cálculo de ambascondiciones están reproducidas enla figura 45 (pag. 31) y en DIN 55 471,parte 2.

Fig. 43:Embalaje termo-aislante para productosfarmacéuticos

Fig. 42:Transporte seguro deproductos perecederoscon cajas termoaislan-tes de plástico celularde Styropor

30

Tabla 4: Conductividad térmica l en W/(m · K)*

Plástico celular Temperatura en el centro del material en °C

+50 +10 60 –50

EPS 15 0,042 0,036 0,029

PS 20 0,040 0,035 0,033 0,028

EPS 25 0,038 0,034 0,031 0,027

EPS 30 0,037 0,033 0,031 0,027

EPS 35 0,037 0,033 0,031 0,027

EPS 40 0,037 0,033 0,031 0,027

*La conductividad térmica aumenta con el contenido de humedad.

BASF ha desarrollado programasinformáticos para miniordenadores yPC, que permiten determinar de formasencilla y rápida los datos deseados .

Para ilustrar el significado de los diver-sos factores que inciden se han modi-ficado en un 20 % los principales valo-res variables del ejemplo descrito acontinuación (véase fig. 44), determi-nando su efecto en el tiempo máximode aislamiento térmico (figura 44).

Sobre la base de los resultados obte-nidos y de las relaciones matemáticasexistentes podemos formular lassiguientes recomendaciones para laconcepción de los embalajestermoaislantes:• Añadiendo hielo a los embalajes

que contienen productos quedeben almacenarse en frío, seincrementa extraordinariamente eltiempo máximo de aislamiento tér-mico. En esta aplicación convieneestudiar siempre el empleo de bate-rías eléctricas para la refrigeración.

• La reducción de la superficie interiordel embalaje permite prolongar eltiempo de aislamiento térmico. Porello, esta superficie debe ser lo másreducida posible, lo que se lograadaptando el producto a embalary el embalaje entre sí y dando alembalaje una forma cúbica.

• Si aumenta el peso del producto em-balado sin que se modifique la geo-metría del embalaje entonces aumen-tará proporcionalmente el tiempomáximo de aislamiento térmico.

• Todo incremento del espesor depared de un embalaje comporta unaumento de su tiempo máximo deaislamiento térmico. El grado demejora viene determinado tambiénpor el coeficiente de transmisióntérmica, por lo que habrá de deter-minarse en cada caso concreto.

• Todo incremento de la densidadaparente entre 0 y 40 kg/m3

comporta un aumento del tiempomáximo de aislamiento térmico.El grado de mejora viene influen-ciado también por el coeficientede transmisión térmica, por loque habrá de determinarse encada caso concreto.

• Si la masa del producto embaladoy el volumen de un embalaje cúbicose incrementan por el factor x, eltiempo máximo de aislamiento tér-mico aumentará por el factor 3√¬x.Por ello conviene utilizar siemprela unidad de embalaje más grandeposible.

Cond

uctiv

idad

en

W/(m

.

1,000,80

0,40

0,20

0,100,080,06

0,04

0,02VidrioPorcelana

0,60

Plástico celularde Styropor

PapelMadera

Polietileno(sin espumar)

K)Va

riaci

ón d

el ti

empo

máx

imo

de a

isla

mie

nto

(%)

90

80

60

50

40

30

20

10

01,2 . RD01 = 0,034W/(m . K)

70

190

180

160

150

140

130

120

110

100

170

200

1,2 . d0d1 = 4,8 cm

1,2 . m0m1 = 9,6 kg

0,8 . A0A1 = 2774 cm2

1,2 . W0W1 = 3,42 kgkJ/(kg . K)

Eis (0,2 . m0mE = 1,6 kg

Ejemblo 1:

Bases de cálculoDensidad RD0 = 20kg/m3 = 0,035 W/(m·k)aparente

Espesor de d0 = 4 cm = 0,04 mpared

Productoembalado(queso) m0 = 8 kg

Capacidadtérmica W0 = 2,85 kJ/(kg . K)

Superficie delembalaje(interior) A0 = 3471 cm2

(L0 x B0 x H0 = 45 x 24 x 9,5 cm3;L1 x B1 x H1 = 21,5 x 21,5 x 21,5)A0 = 3471cm2 A1 = 2774 cm2

Fig. 45:Importantes factores queinfluyen en el tiempomáximo de aislamientotérmico (factor devariación 1,2 ó 0,8respectivamente).

Fig. 44:Conductividad térmicade algunos materialesde embalaje.

30

Tiempo en horasTiempo de transporte máximo

tem

pera

tura

(°C)

0 6 12 18 24 30 36 42

-20

-10

±0

10

20Temperatura ambiente

Temperatura final admisible

a) Producto sin hielo b) Producto con hielo

Fórmula Fórmula

Tiempo en horasTiempo de transporte máximo

0 6 12 18 24 30 36 42

-20

-10

±0

10

20

30

Temperatura ambiente

Temperatura final admisible

tem

pera

tura

(°C)

t = mv · cv · · ln1/+d/A · 3,6

u– au– e

t = mk · s ·1/+d/A · 3,6

1u– i

31


Al calcular las características de losembalajes termoaislantes se parte delsupuesto de que dentro del materialembalado no aparecen diferencias detemperatura. Para ajustarnos almáximo posible a estas condicionesconviene tener en cuenta las siguien-tes directrices a la hora del diseño:

• Inclusión de uniones estancas alaire entre la parte superior y laparte inferior del embalajes porejemplo con ranura y resorte.

• Disposición compacta, a ser posi-ble cúbica, de los productos emba-lados, para obtener una reducidaproporción entre superficie y volu-men.

• Colocación de material refrigerante(hielo ) en el punto más alto delembalaje, si es posible garantizaruna posición determinada del pro-ducto. Si la posición del productono es previsible, el material refrige-rante se distribuirá como mínimosobre cuatro paredes.

• Incorporación de nervaduras inte-riores para minimizar las diferenciasen temperatura dentro del emba-laje.

Fig. 46:Procedimiento decálculo de embalajestermoaislantes deplástico celular de Styropor.

Unidades Observaciones

A Superficie de transmisión térmica m2 Superficie interior delembalaje

a Temperatura del producto embalado al comienzo °C Temperatura al del período de aislamiento térmico embalar

e Temperatura del producto embalado al final del °C Temperatura al tiempo de aislamiento térmico desembalar

i Temperatura dentro del embalaje °C

u Temperatura ambiente media °C –

c V Calor específico del material transportado kJ / (kg · K)

d Espesor de pared del embalaje m –

mk Masa del lastre térmico kg –

m v Masa del producto transportado kg

s Calor específico de transformación del lastre kJ / kg

t Tiempo de aislamiento térmico h –

1 / Resistencia a la transmisión térmica a amboslados de la pared del ambalaje m 2 · K / W

Conductividad térmica del plástico celular W / (m · K) véase tabla 3

Factor de conversión 1Wh = 3,6kJ

32

El embalaje y el contenido

Al calcular las características de unembalaje hay que comprobar si esposible que se produzcan interaccio-nes negativas entre el embalaje y elproducto. Entre ellas se incluyen losefectos indirectos, provocados porunas condiciones particulares delentorno. Merecen especial interéslos siguientes aspectos:

– No se produce ninguna influenciadirecta del plástico celular deStyropor sobre otras materias,pues se trata de un plástico poli-merizado. Los restos de agente deexpansión que aún contiene el plás-tico celular en el momento de suutilización pueden resultar molestosen algunos casos a causa de suolor. Sin embargo, cabe descartartodo efecto directo sobre el con-tenido del embalaje, tanto en virtudde la composición química delagente de expansión, como de lascantidades extraordinariamentereducidas de agente liberado. Enlas recomendaciones del MinisterioFederal de Sanidad se califican deinocuos unos restos de agente deexpansión de 2 gramos comomáximo por litro de plástico celular.Los restos reales de agente deexpansión son aproximadamentediez veces más bajos.

– Las piezas moldeadas de Styroporson permeables a los gases. Estapropiedad tiene la ventaja, en losembalajes utilizados para produc-tos alimenticios perecederos y quecontienen proteínas, como la carnefresca o el pescado, de que graciasa la constante aportación de oxí-geno no se pueden desarrollar losmicroorganismos anaerobios quegeneran la putrefacción. De estemodo, los gérmenes (por ejemplo,Chlostridium butolinum) no des-componen las proteínas en lamisma forma en que lo hacen enlos embalajes impermeables a losgases, desarrollando en este pro-ceso el típico olor a podrido.

Fig. 47:Cajas apilables de fruta:a prueba de presióny reutilizables.

33

Fig. 48:Embalaje de vinos

– El efecto inverso, a saber, el man-tenimiento de una determinadaatmósfera de gas, es importantecuando se almacenan frutas. Paradesacelerar el proceso de madura-ción se frena el metabolismo de lasfrutas incrementando el contenidode CO2 en la atmósfera del emba-laje. Puesto que el CO2 es un pro-ducto del metabolismo propio delas frutas, en las cajas cerradas deplástico celular se establece por símisma una mayor concentración deCO2, que depende de la tempera-tura, es decir, de la actividadmetabólica.

– Entre los efectos indirectos seincluye también la influencia delagua, que está contenida enpequeñas cantidades en las piezasrecién expandidas.

Las piezas moldeadas fabricadasen modernas máquinas automáti-cas presentan, después de un díade reposo (a temperaturaambiente), unos contenidos resi-duales de agua de menos del 0,1 %(en volumen) en la mayoría de loscasos. Esta pequeña cantidad no

ejerce ningún efecto negativo en lamayoría de los productos embala-dos. Los productos especialmentesensibles a la humedad, en cambio,habrán de protegerse tanto frente ala influencia de este contenido resi-dual de agua como frente a lahumedad atmosférica. En este ter-reno se utilizan con excelentesresultados las bolsas de polietilenocon agente desecante.

– En virtud de la resistencia del plás-tico celular a los productos quími-cos (véase tabla 1, página 11), serámuy raro que se produzca unefecto del producto sobre el emba-laje. En realidad sólo cabe citar elefecto que ejercen las grasas, losplastificantes y los disolventesorgánicos. Si las piezas de plásticocelular de Styropor entran encontacto con plásticos que contie-nen plastificantes o pinturas, pue-den quedar adheridos en el puntode contacto, y también puede quese forme un recubrimiento blanco.La razón estriba en la penetraciónde plastificantes en la superficie delplástico celular, que debido a ellose reblandece y se torna adhe-

rente. La mayoría de plastificantesutilizados en el PVC blando tam-bién atacan los plásticos celularesde Styropor, con excepción dealgunas marcas especiales (porejemplo, las marcas Palamollt delsurtido BASF). Pero ocurre que nosiempre el embalador puede deter-minar la selección de plastificantes.En estos casos conviene intercalarfilm de polietileno o papel.

– Cuando se embalan, por ejemplos,productos alimenticios grasientos opiezas metálicas con una capa degrasa anticorrosiva, se produce uncontacto entre el plástico celular deStyropor y la grasa. A medida queaumenta la temperatura se intensi-fica el efecto. Sin embargo, a tem-peratura ambiente normal (25°C),las grasas comestibles no atacan elplástico celular. En todo caso con-viene utilizar las marcas FH, resis-tentes a las grasas, si no es posibledescartar todo contacto con lasmismas. Asimismo hay que estudiarcómo reacciona el plástico celularbajo distintas temperaturas detransporte y almacenamiento.

34

Pruebas y normas

Los esfuerzos a que está sometido unembalaje son muy variados y resultamuy difícil definirlos en su globalidad.En la práctica se identifican determi-nados esfuerzos críticos según el tipode almacenamiento y de transporte,que se utilizan como criterios de califi-cación. Conviene utilizar para ello úni-camente los esfuerzos que puedenproducirse en condiciones de mani-pulación normal. Los esfuerzos extra-ordinarios como los que se dany, porejemplo, en caso de trato incorrecto ode accidente, no resultan útiles y sólodarían lugar a un gasto injustificado.

En las normas (DIN 55 439, partes1 y 2, apéndice 1) y los reglamentosde las empresas de transporte estándescritos los programas de pruebasque suelen aplicarse a los embalajes.Estos documentos pueden obtenerseen las siguientes direcciones:

– Instituto Alemán de Normalización(DIN) Distribuidora:

Beuth Verlag GmbHBurggrafenstraBe 610787 Berlin 30Tel. (0 30) 26 01-2 60Fax (0 30) 26 01-12 60

– Servicio Federal de Correos

Deutsche PostHilbertstr. 3164 295 DarmstadtTel. (0 61 51) 9 08-0Fax (0 61 51) 9 08-44 14

El Consejo para la Racionalizaciónde la Industria Alemana ha constituidoel Grupo para la Racionalización delEmbalaje (RGV), como centro decoordinación e información generalsobre cuestiones relativas a los emba-lajes. Su dirección es:

– RG Verpackung im RKW Düsseldorfer Straße 40 Postfach 5867 65733 Eschborn Tel. (0 61 96) 4 95-1Fax (0 61 96) 4 95-3 01

Rentabilidad

Al calcular el precio hay que conside-rar principalmente siete factores:

• El precio del embalaje incluidostodos los componentes

• El coste del ensamblaje, cierre,rotulado de la dirección, marcadosincluido el control

• Los costes de transporte interno

• Los fletes

• La siniestralidad, y en función de lamisma, el coste del seguro

• Las cantidades

En muchos casos, el precio de com-praventa de un embalaje no es másque una fracción del coste total delembalaje. Una simple comparación decostes entre distintos tipos de emba-laje no basta por tanto para determi-nar su rentabilidad.

La integridad de un producto en elmomento de la entrega representaademás un valor inmaterial, sobretodo si se trata de productos demarca. También este hecho influye enel coste del embalaje, pues lo queinteresa es que tanto el embalajecomo el contenido lleguen al consu-midor completamente intactos, parasatisfacer las expectativas quedespierta en él la marca. Para ello esimprescindible diseñar cuidadosa-mente el embalaje.

La rentabilidad de un embalaje ha deplantearse también a la luz del costeque representan las reclamaciones.Los embalajes baratos que no cum-plen plenamente su función protec-tora, pueden generar a la larga uncoste mucho mayor.

Utilizando embalajes de Styroporpodemos encontrar el denominadorcomún de muchas exigencias. Y larentabilidad es el criterio que prima.

Para establecer una comparaciónobjetiva en materia de rentabilidadhay que valorar desde el punto devista del coste las siguientes propie-dades materiales de los plásticoscelulares de Styropor.

35

Tabla 5: Propiedades materiales de los embalajes de plástico celular de Styropor

Propiedades Posibles aplicaciones y sus ventajas Ejemplos

Celdillas cerradas El aire encerrado en las celdillas permite aprove- Escaso consumo de materia primachar óptimamente la capacidad de carga de laestructura celular del poliestireno: pese a suescaso peso, resulta muy resistente y rígida

El aire contenido en las celdillas tiene un efectoamortiguador y termoaislante

No absorbe humedad Piezas moldeadas estancas al agua

Escaso peso; la densidad aparente suele Costes de transporte reducidos Ventajoso en transportes por correo y aviónsituarse entre 20 y 30 kg/m3

Tara reducida y constante, prácticamente insignifi- La tara puede ajustarse como valor fijo en lacante en muchos productos balanza; facilita la carga de frutas, verduras o

pescado

Características de resistencia estricta- El tipo de embalaje a utilizar puede calcularse enmente delimitadas, dependientes de la función de los requisitos de protección y resisten-densidad aparente cia. Esto permite optimizar el consumo de material,

garantizar la seguridad del producto embalado,reducir la siniestralidad y los costes de lasreciamaciones

Resistencia a la compresión Embalajes resistentes a la compresión, rígidos Cajas apilables de fruta y verdurasy apilables Cajas de pescado

Embalajes de productos pesados, motores yengranajes de automóviles, componentes demáquinas, electrodomésticos pesados

Capacidad de amortiguación definida Efecto amortiguador calculable y por tanto seguro Embalajes para máquinas eléctricas, aparatosde sonido y televisión, instrumentos de medida,productos de vidrio y porcelanas entre otros

Reducido factor amortiguador específico Material amortiguador de escaso espesor, por loque ocupa poco espacio

Capacidad de absorción de energia específica Escaso consumo de material para elementosproporcional a la densidad aparente amortiguadores, alta seguridad en caso de impacto

contra cantos o esquinas

Resistencía a la humedad La humedad o el agua no menoscaban las propieda- Soportes para el transporte de plantas, cajasdes de resistencia, como ocurre, por ejemplo, con de frutas y verduras, cajas de pescadomateriales celulósicos

Los embalajes vacíos y llenos pueden almacenarse Ahorro de espacio de almacénal aire libre, siempre que el producto embalado nosea sensible a la humedad

Resistencla al frío No se fragiliza ni siquiera a bajas temperaturas Embalajes para productos congelados

Capacidad de aislamiento térmico Efecto termoaislante calculable, protege frente a Embalajes para productos alimenticios perece-l = 0,03 W/(m · K) bruscos cambios de temperatura, garantiza una deros, sensibles a la temperatura (pescado,

fluctuación limitada de las temperaturas en el marisco, productos lácteos, helado, productosproducto embalado congelados), platos preparados calientes,

productos farmacéuticos, preparados biológicos

Indeformabilidad al calor-hasta 80 °C bajo una Combinación con film retráctil, transporte de Embalajes retractilados, transporte de platospresión de 2 N/cm2 como máximo productos calentados preparados

Salvo algunas excepciones es resistente a los No influye en el producto embalado o en el entorno, Embalajes de productos alimenticios, envolto-productos químicos, no atrae el polvo, es el plástico celular no sufre daños a causa del pro- rios para productos quimicos, fármacos higiénico, está autorizado para el embalaje de ducto embalado, de una atmósfera agresiva o de la y cosméticosproductos alimenticios presencia de humedad; no favorece la corrosión

Vertido inocuo para el medio ambiente

Aspecto atractivo; permite fabricar también Buena presentación de los productos, destacando Embalajes atractivos para productos alimenticiosembalajes de color su calidad y expositores

Ecológico Los desechos molturados son utilizables Aligerar los suelos, favorecer el drenaje,material auxiliar para el compost, reutilización enla fabricación de bloques o piezas moldeadas.Previa sinterización o fusión se recupera elpoliestireno

Admite todos los métodos de eliminación usuales Depósito en vertederos; aprovechamiento de la energía en plantas incineradoras

36

Reutilización y eliminación

Por cierto, el reciclado de los desper-dicios de la producción es prácticahabitual desde siempre en las empre-sas transformadoras de Styropor.

Pero estas empresas reciben hoytambién embalajes usados de Styro-por, a través de la industria, delcomercio y de sistemas de retornomunicipales y comerciales. Estos des-perdicios pueden volver a introducirseen el circuito de producción mediantesimples procesos de acondiciona-miento, o transformarse en productosnuevos.

Los embalajes muy sucios, que no sir-ven para el reciclado del material, seeliminan fácilmente en plantas incine-radoras o en el vertedero.

Seguidamente se describen en deta-lle los principales procedimientos dereciclado y eliminación (véase tambiénfig. 49).

Reutilización en la produccióndel plásticos celulares

Con ciertas limitaciones y para deter-minados productos es posible utilizarcomo aditivo desperdicios de plásticocelular molturados y limpios parafabricar piezas moldeadas y bloques.

Reutilización en el sector construcción

Desechos de plásticos celulares moli-dos se utilizan para porosificar ladri-llos y como árido para revoques ais-lantes ligeros, masas de compensacióny piezas moldeadas de hormigónStyropor. Se obtienen así productoscon mejores propiedades termoais-lantes y elasticidad, así como unaconsiderable reducción en el peso.

Reutilización en la transformaciónde poliestireno

Los plásticos celulares de Styroporse transforman fácilmente, mediantesimples procesos de sinterizado ofusión, obteniendo nuevamenteel material de partida compacto, elpoliestireno. Para ello se utilizan con-venientemente extrusoras calentadasde tornillo sin fin. Los productos de

reciclado así obtenidos sirven parafabricar piezas de poliestirenomediante moldeo por inyección.

Reutilización como Styromull®

Molturando los materiales de Styroporse obtiene Styromull. Con arreglo a laLey de Fertilizantes del 15.11.1977(RFA), Styromull es un material quesirve para la mejora de los sustratos ydel suelo, para la elaboración decompost, como material filtrante ensistemas de drenaje tubulares y comomaterial de relleno en sistemas dedrenaje de rendija.

Reciclaje a materia prima

En el reciclaje a materia prima se pro-ducen a partir de desechos de plásti-cos celulares o desechos mixtos deplásticos nuevas materias primas quí-micas, que no están sometidas alimitaciones en cuanto a la técnica deaplicación.

Obtención de energía

Los materiales de Styropor puedenquemarse sin problemas en las inci-neradoras de basuras municipales, alas temperaturas usuales (aprox.1.000°C), sin producir otros residuosque dióxido de carbono y agua. Con-viene triturar el Styropor y mezclarlocon otros desechos.

Los altos contenidos energéticos delos materiales espumados permitenreducir el consumo energético (1 kgde Styropor permite ahorrar de 1,2 a1,41 de gasóleo).

Vertido

La deposición de los desperdicios envertederos regulados no planteaningún tipo de problemas. Para ahor-rar espacio, evitar la formación debolsas de aire y facilitar la compacta-ción, conviene triturar los desperdi-cios. De este modo se garantiza unamejor ventilación y una descomposi-ción más rápida de las sustanciasorgánicas presentes en el vertedero.

Podemos partir de esta base:

Los plásticos celulares de Styroporpueden reutilizarse o eliminarsesin ningún problema, si se aplicanlos procedimientos de recicladoo eliminación adecuados.

Fig. 49:Regeneración delsuelo con Styromull(Cuidad Olimpícade Munich.)

37

Reciclado quimico

Reutilización del material en la fabricación de productosespumados

1

• Reutilización en la construcción

• Fusión sinterizado granulado

Reutilización en el proceso de producción

• Producción de Styromull y susaplicaciones

2

6EPS

Recoger/Embalajes de EPS usados Molino Molino fino

EPS preexpandido

Poliestireno

Molde de bloques

Ladrillos porosos

Extrusión deplanchas

Revoqueaislante/aligerante

Extrusión de planchas

Drenaje

Aceite/Gas Eléctrica/calorífica

Planta de aglomeración

Mezcla de residuos

Sustrato de jardinería Aligeramiento del suelo Material auxiliar para el compost

Inyectora

Hormigón StyroporMasa de compensación

Hormigón Styropor®

Prefabricados

Moldeadora automática

Generación de energía por combustión

3

Fig. 50Procedimientos de reciclado de materiales expandi-dos de Styropor usados➀ Reutilización del material en la fabricación de pro-

ductos espumados➁ Reciclado químico ➂ Generación de energía por combustión

Procedimientos de reciclado

Observación

Las indicaciones de esta publicaciónse basan en nuestros conocimientosy experiencias actuales. No presupo-nen una garantía jurídica relativa adeterminadas propiedades ni a la ido-neidad para una aplicación concreta.Debido a las numerosas influenciasque pueden darse durante la manipu-lación y empleo de nuestros produc-tos, no eximen al transformador omanipulador de realizar sus propioscontroles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos será res-ponsable por sí mismo de la obser-vancia de los derechos de patentesexistentes así como de las leyes y dis-posiciones vigentes.

38

Tabla: Propiedades de espumas rígidas de Styropor para aplicación en embalajes

Propiedades 1) Ensayo según Unidad Resultado del ensayo

Densidad aparente EN ISO 845 kg/m3 20 25 30

Conductividad térmica medida a +10 °C DIN 52612 mW/(m · K) 33 – 35 32 – 34 31 – 34

Tensión por compresión con 10 % de recalcado EN 826 kPa 110 – 140 150 – 200 200 – 250

Tensión por compresión permitida para cálculosde embalaje DIN 55471, parte 2 kPa 39 55 71

Resistencia a la flexión EN 12089 kPa 260 – 360 360 – 460 460 – 560

Resistencia a la tracción EN 826 kPa 230 – 330 300 – 400 380 – 480

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kPa 120 – 180 160 – 200 210 – 260

Módulo E (Ensayo de compresión) EN 826 Mpa 3,5 – 4,5 5,0 – 8,5 7,5 – 11,0

Factor de acolchado específico C* DIN 55471, parte 2 2) 1 2,5 2,5 2,5

Energía específica/capacidad de absorciónde energía de choque e* DIN 55471, parte 2 2) kJ/m3 150 200 250

Estabilidad dimensional bajo calora corto plazo DIN 53424 °C 100 100 100

a largo plazo a 20 kPa DIN 18164 °C 75 80 80

Coeficiente de dilatación térmica lineal 1/K 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5

Capacidad térmica específica DIN 53765 J/(kg · K) 1210 1210 1210

Absorción de agua por inmersión despuésde 7 días DIN 53 434 Vol. % 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5

de 28 días Vol. % 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor de agua DIN 52 615 1 55 75 85

1) = Valores se refieren a condiciones normales 1 N/mm2= 1000 KN/m2=1 MPa =1000 kPa2) = Valores están definidos en DIN 55 471, parte 2

Anexo

BASF AktiengesellschaftFoam Products Regional Business Unit Europe67056 LudwigshafenAlemania

Mejor juntos –

Juntos mejor

BASF Technologia de la espuma rigida

http://www.basf.de

E-KSF/MN – D 219Tel.: +49-621-60-9 90 38Fax: +49-621-60-7 22 26

Películas sobre Styropor

Para el gran sector de la trans-formación del Styropor y de la aplicación de la espuma rígida deStyropor, además de las publica-ciones técnicas en CD-ROM disponemos de una serie de pelícu-las de video.

Estas películas se prestan de formagratuita a clientes de Styropor de laBASF y a consumidores de espumarígida de Styropor, así como tam-bién a escuelas, institutos, centrosoficiales, arquitectos, ingenierosconstructores y demás interesados.

Para ello es necesario dirigirse a laBASF Aktiengesellschaft ZOA/GH – D 107, D-67056 Ludwigshafen/Alemania,teléfono (06 21) 60-9 99 40, telefax (06 21) 60-2 14 98 ó, fuera de Alemania, al Departa-mento de Relaciones públicas de lacorrespondiente representación deBASF.

En su pedido debe indicar el títulode la película, ó el número dealmacén, la norma de televisión(PAL, NTSC, SECAM) el idiomadeseado.

Información Técnica

48949 Marzo 2001

Styropor195




® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen/Alemania

Breve resumen de las películas

Styropor® “Natural”mente

Styropor en el aislamiento y construcción

Aproximadamente el 40 % de nues-tro consumo de energía corres-ponde todavía a la calefacción yacondicionamiento de los edificios.Los materiales de espuma rígida deStyropor contribuyen esencial-mente al ahorro de energía, portanto, a la protección del medioambiente. Los arquitectos e inge-nieros han creado elementos deconstrucción de gran extensión abase de Styropor, para tejados,fachadas y casas prefabricadas,sistemas aislantes del calor y delruído de las pisadas, así comoinfraestructuras para la construc-ción de carreteras.

Datos técnicos

VHS, 27 minutos, alemán, inglés,francés, italiano, español, rusoRealización: V. Bergmann, F. Hoh-willer, R. Schüler, K. Brandes, E. Storek Producción: Bergmann-Film, Hamburgo Año de producción: 1988Nr. de almacén: 52

Hormigón ligero de Styropor®

El hormigón Styropor es un hormi-gón ligero con partículas de polies-tireno expandido como aditivoárido. Se presentan las siguientesposibilidades de empleo: hormigónaislante extremadamente ligero,revoque para aislamiento térmico,hormigón aislante para subsuelos,aislamientos técnicos, aislamientospara azoteas, capas portadorastermoaislantes en la construcciónde carreteras y ferrocarriles, ele-mentos de construcción de pare-des de gran formato en la cons-trucción elevada, bloques huecos yladrillos aislantes del ruído, hormi-gón ligero para la construcción.

Datos técnicos

VHS, 24 minutos, alemán, inglés, francés, español Realizacion: W. Grünwald, W. Huber, G. Günter Producción: Grünwald-Film, WiesbadenAño de produccion: 1977

Styropor® ... ... la llave para el envase yembalaje profesionalEnvases y embalajes que prote-gen – Envases y embalajes útiles

Los aparatos electrónicos de granvalor y las tartas de crema tienenalgo en común. Ambos necesitanembalajes hechos a medida. Unasveces son paletas de producciónque sirven al mismo tiempo deembalaje, otras veces impiden ladescongelación. Los embalajes deStyropor protegen artículos devidrio y cerámica contra golpes,permiten un apilamiento seguro yun transporte fácil de mercancíaspesadas ... Tranquilamente, pueslos embalajes usados pueden serreciclados, p.ej., para piezas depoliestireno moldeadas por inyec-ción y elementos de construcciónde hormigón ligero.

Datos técnicos

VHS, 18 minutos, alemán, inglés, inglés norteameri-cano, francés, italiano, español Realización: H. Dönicke, E. Kle-ment, H.-J. Motzkus Producción: M-Filmproduktion fürIndustrie und Werbung GmbH,Constanza Año de producción: 1990Nr. de almacén: 15

Styropor® en la construcción decarreteras

Un material de construcción ligero para el tipo de construcción GEOFOAM

En la década de los sesenta se uti-lizó por primera vez la espumarígida de Styropor en la construc-ción de carreteras, inicialmentecomo capa protectora contra lasheladas. Hoy en la construcción decarreteras se aprovechan las venta-jas de la baja densidad aparente dela espuma rígida de Styropor comomaterial de construcción ligero en elcaso de subsuelos aptos a asen-tarse. El peso es de solamenteaproximadamente 1/1000 parte delpeso de los materiales de construc-ción de calzadas usuales. Así sedisminuye la presión sobre el suelo,permitiendo un tipo de construcciónprácticamente sin asientos.

Después de experiencias hechasdurante muchos años en el extran-jero, este método de construcciónfue desarrollado también en Alema-nia sobre la base de ensayoshechos por el Instituto Federal dela Construcción Vial así como con-strucciones de ensayo en el nortede Alemania. El Instituto de Investi-gación Vial y de Tráfico publicó en1995 un folleto sobre el uso deEPS en la construcción de carre-teras referente a la planificación,licitación y aplicación de este tipode construcción. La película pre-senta este método de construcciónsegún el ejemplo de la construc-ción de la circunvalación oeste A 31 Emden y presenta un resu-men sobre los otros campos deaplicación.

Datos técnicos:

VHS, 16 minutosalemán, inglés, españolRealización: F. Hohwiller, G. Bein-brechProducción: BASF Aktiengesell-schaft, LudwigshafenFingado Film + Video, MannheimAño de producción: 1995N° de almacén: 124

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales.No presuponen una garantía jurí-dica relativa a determinadas pro-piedades ni a la idoneidad para unaaplicación concreta. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipu-lador de realizar sus propios con-troles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos será res-ponsable por sí mismo de la obser-vancia de los derechos de patentesexistentes así como de las leyes ydisposiciones vigentes.

195/2

Styropor es el poliestireno expan-dible (EPS) de BASF y contieneun agente expansor volátil. Essensible a la temperatura (debenevitarse las temperaturas eleva-das); de tiempo de almacenajelimitado (para bidones 6 meses,para contenedores de cartón 6semanas), debe mantenerse ventilado durante el almacena-miento y transporte.

1. Embalaje

Se encuentran disponibles:

– Contenedores de cartón comounidad paletizada, neto 1,1 t

Dimensiones altura 1,85 mancho 1,14 m

– Bidones de chapa, neto 125 kg

Las marcas estándar se encuentrandisponibles en contenedores decartón y bidones, las marcas espe-ciales únicamente en bidones.Rogamos consultar la disponibilidaden los lugares de venta.

Algunas marcas de Styropor pue-den ser suministradas en camión-silo; un sistema muy racional paracantidades grandes. Se ahorra elembalaje y su posterior eliminación.

2. Transporte

Deben observarse las normas detransporte nacionales e internacio-nales.

2.1. Styropor es para el trans-porte una mercancía peligrosa

nacionalcarretera: clase: 9

cifra: 4c, GGVSferrocarril: clase: 9

cifra: 4c, GGVE

internacionalcarretera: clase: 9

cifra: 4c, ADRferrocarril: clase: 9

cifra 4c, RIDmarítimo: clase: 9

IMDG, Nr.- UN: 221aéreo: clase: 9

IATA/DGR, 2211

2.2. Suministro

Styropor se suministra franco deportes a través de las empresastransportistas contratadas porBASF.

En algunos casos puede acordarsela recogida de la mercancía.

2.3. Almacenamiento intermedio

es posible entre la recogida dondeel fabricante y el envío al cliente.– únicamente para bidones.

Almacenar el material en un lugarventilado.

– para contenedores octabin no esposible (debido a normativasinternacionales de embalaje).

2.4. Transporte en camión

– El material debe transportarsebien ventilado (utilizar un camiónprovisto de un toldo de lona). Eltransporte en un camión cerradoestá prohibido.

– Proteger el material íntegramentede la intemperie.

– Se precisa cinta de carga o estribo de sujeción transversal (5 unidades en total).

– En el caso de contenedores de cartón el transporte debeefectuarse sin transbordos niinterrupciones.

– El embalaje debe protegersefrente a clavos sobresalientes,aristas cortantes, etc. El camióndebe presentarse totalmente vacíopara cargar. No están permitidascargas conjuntas con Styropor.

– El conductor del vehículo deberárecibir una hoja de instruccionespara el caso de accidentes.


40630 Marzo 2001

Styropor060

2 Transporte


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Instrucciones para el transporte


– El conductor deberá controlar lacarga durante el trayecto.

– En caso de cambio de conductor:el nuevo conductor deberá serinformado respecto a las normati-vas en todos sus detalles y se leentregará la hoja de instruccionespara accidentes.

– En el caso de ser necesario efec-tuar reparaciones en el vehículo,trabajos eléctricos o con fuego esnecesario descargar previamenteel camión.

– Anchura interna mínima del vehículo 2,30 m.

2.5. Transporte por ferrocarril

Es condición necesaria que el cliente disponga de una vía deempalme a la red ferroviaria.

3. Concertación de pedidos

El pedido debe haberse recibido 10 días antes del plazo de entregadeseado.

Si el plazo de recogida se sobrepa-sara en más de tres días útiles,rogamos concertar una nueva fechade entrega. De otra manera nopuede garantizarse la aceptacióndel pedido.

4. Contenedores de cartón

El contenedor de cartón es unembalaje blando.

A fin de transportar la carga sindañarla, debe tenerse en cuenta:

– efectuar cargas de camionescompletos

– únicamente pedir envases ennúmero par

– no son posibles cargas comparti-das con otros productos.

5. Almacenamiento en laempresa transformadora

No almacenar en sótanos. El lugarde almacenamiento debe tener uncambio de aire por hora.

Contenedores de cartón

– almacenar bajo techo y en unlugar bien ventilado

– no almacenar en sótanos– almacenar protegidos del sol,

lluvia, nieve, heladas y en generalde posibles daños

– pueden apilarse en 2 capas sólosi entre ellas se dispone por ej.de una plancha de madera con-trachapada; durante el inviernodebe evitarse el apilado en 2capas en naves abiertas.

El tiempo de almacenamientogarantizado por el fabricante paralos recipientes originales cerrados,es de 6 meses para bidones y de 6 semanas para contenedores decartón.

En los almacenes

– están prohibidos el fuego y lasluces abiertas, soldar, lijar, tala-drar y todas aquellas tareas queimpliquen electricidad o fuego,

– evitar la formación de cargaselectrostáticas

– está completamente prohibidofumar

– se recomienda hacer medicionesdel nivel de pentano con explosí-metro (Auer, Dräger, GfG).

Para la República Federal deAlemania tienen validez las “Espe-cificaciones especiales de seguri-dad para instalaciones de fabrica-ción y transformación de espumarígida a base de poliestireno“, esta-blecidas por el Comité Técnico delFuego de la Asociación de Compa-ñías de Seguros de la AsociaciónFederal de la Industria Alemana.

Para el extranjero: Para el almace-namiento de Styropor en contene-dores de cartón se precisa una ven-tilación intensiva debido a la pérdidade vapores del agente de expan-sión. Se recomienda una ventilaciónpor extracción cercana al nivel delsuelo de las mezclas explosivas deagente de expansión – aire. La ins-talación eléctrica de estas instala-ciones debe satisfacer la disposicio-nes válidas para “Materiales com-bustibles inflamables” (por ejemploen Alemania VDE 0100 § 50N).

6. Alcance de la responsabilidad

El peligro recae sobre el compradortan pronto como el material ha sidoentregado a la empresa transpor-tista; esto también es válido sinosotros asumimos los costes detransporte.

Las reclamaciones debidas a dañosproducidos por el transporte debenser cursadas por el compradordirectamente a la empresa transpor-tista dentro del plazo previsto a talefecto. La contratación de segurosde transporte ú otros se deja a cri-terio del comprador.

7. Disposiciones nacionales einternacionales

Deben tenerse en cuenta.

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. No presuponen una garantía jurídica relativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darse durante la manipulación y empleo de nuestros productos, no eximen al transformador o manipulador de realizar sus propios controles y ensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsable porsí mismo de la observancia de los derechos de patentes existentes así como de las leyes y disposiciones vigentes.


060/2

Para utilizar de forma óptima laespuma rígida de Styropor es pre-ciso conocer exactamente sus pro-piedades. Mientras que en generalse conocen bien las característicasde los materiales convencionales, (madera, vidrio, metal o cartón)como materiales de embalaje, amenudo no se está bien informadosobre las numerosas propiedadespositivas de las espumas rígidas deStyropor.

La espuma de Styropor es un plás-tico alveolar de células cerradas ysoldadas entre si. Se fabrica a partirde un granulado de poliestirenoexpandido, de acuerdo con lanorma DIN 7726 y pertenece algrupo de los plásticos rígidos.

Debido al aire ocluido en las celdi-llas, unido a su económica fabrica-ción y al método racional de obten-ción de piezas moldeadas estematerial es muy adecuado para pro-teger objetos delicados de formasegura y duradera desde el fabri-cante hasta el consumidor.

En esta información técnica se des-criben las múltiples propiedadesque son de importancia para la utili-zación de Styropor como materialde embalaje.

Índice

1 Identificación

2 Propiedades físicas

3 Propiedades químicas

4 Comportamiento frente al fuego

5 Acción biológica

6 Aspectos medioambientales

1 Identificación

Los embalajes de Styropor se iden-tifican de acuerdo con la normaDIN 55 471, parte 1.

Una identificación de acuerdo conesta norma sería:

Plástico celular DIN 55 471– EPS 20 B – F

Ésto significa detalladamente:

DIN 55 471 – EPS:tipo de material: plástico celular dePSE (poliestireno expandible)expandido en moldes20:Densidad aparente: 20 kg/m3

Tolerancia: ± 2,5 kg/m3

B:Grado de sequedad:humedad residual ≤ 0,1% (respectoal volumen)F:Comportamiento frente al fuego:Cumple las exigencias de la claseF 1 según la norma DIN 53 438,parte 3. Las piezas moldeadasestán libres de silicona.


38864 Marzo 2001

Styropor100

Propiedades/Ensayos


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Propiedades generales; embalajes


100/2

Tabla 1 Propiedades físicas de plásticos celulares de Styropor

Propiedades1) Ensayo según Unidad Resultado del ensayo

Densidad aparente DIN 53 420 kg/m3 20 25 30

Conductividad térmica Valor de medida a +10 ºC DIN 52 612 mW/(m · K) 33 – 35 32 – 34 31– 34

Tensión de compresióna 10% de recalcado EN 826 kPa 110 –140 150 – 200 200 – 250

Tensión de compresiónadmisible para cálculos de embalajes DIN 55471, Parte 22 kPa 39 55 71

Resistencia a la flexión(con piel de espuma) EN 12 089 kPa 260 – 360 360 – 460 460 – 560

Resistencia a la flexión(sin piel de espuma) EN 12 089 kPa 250 – 310 340 – 400 430 – 490

Resistencia a la tracción EN 826 kPa 230 – 330 300 – 400 380 – 480

Resistencia a la cizalladura DIN 53 427 kPa 120 –180 160 – 200 210 – 260

Módulo E (ensayo de compresión) EN 826 MPa 3,5 – 4,5 5,0 – 8,5 7,5 –11,0

Estabilidad dimensional bajo calora corto plazo DIN 53424 °C 100 100 100

a largo plazo a 20 kPa DIN 18164 °C 75 80 80

Factor específico de acolchado C* DIN 55 471, parte 22) 1 2,5 2,5 2,5

Energía específica/Capacidad de DIN 55471, parte 22) kJ/m3 150 200 250absorción de energía de choque e*

Coeficiente de variación térmica longitudinal 1/k 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5 5 – 7 · 10-5

Capacidad calorífica específica DIN 53 765 J/(kg · K) 1210 1210 1210

Absorción de agua porinmersión durante 7 días DIN 53 434 % Vol. 0,5 –1,5 0,5 –1,5 0,5 –1,5

Absorción de agua porinmersión durante 28 días DIN 53 434 % Vol. 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0

Factor de resistencia a la difusión de vapor de agua * DIN 52 615 1 55 75 851 Valores se refieren a condiciones normales2 Valores están definidos en DIN 55471, parte 2

Fig. 1 Influencia de la densidad aparente sobre elesfuerzo de compresión para un recalcado del 10% (EN 826). (Zona pronosticable 90% en trazos).

Fig. 2 Comportamiento de los plásticos celulares deStyropor ante el esfuerzo de compresión y deformación.

0 10 20 30 40 50 600

100

200

300

400

500

600

densidad aparente [kg/m3]

esfu

erzo

de

com

pres

ión

[kP

a]

0 10

600

esfu

erzo

de

com

pres

ión

[kP

a]

500

deformación [%]

400

300

EN 826

200

100

020 30 40 50 60 70 80

zona de productos absor-bentes de los choques

zona de productos resistentesa la compresión

zonaóptima

densidad aparente 30 kg/m3

20 kg/m3

2 Propiedades físicas

Esfuerzo de compresión segúnnorma EN 826

La densidad aparente y el tipo detransformación influyen en las pro-piedades físicas del material.

En el caso de materiales que sedeforman por una fuerza de formaelástica o plástica, la resistencia a lacompresión está determinada funda-mentalmente por el grado de recal-cado. Por ello se indica en el casode plásticos celulares el esfuerzo de compresión a un nivel del 10% dedeformación (véase tabla 1) para asíobtener valores comparables.

El esfuerzo de compresión de plás-ticos rígidos de Styropor aumenta alcrecer la densidad aparente (fig. 1).

Cuando las probetas de ensayo tie-nen una piel de espuma los valoresde esfuerzo de compresión son algomenores que los de probetas concantos cortados de la misma densi-dad aparente. Ésto se explica por elhecho de que la densidad aparentevaría dentro del espesor de lamuestra: En la periferia es mayorque en el centro de la probeta. Lasventajas de aplicación técnica queofrece una piel de espuma más lisay algo más compacta no se tienenen cuenta según los ensayos de lanorma EN 826.

La figura 2 muestra el comporta-miento de tensión por compresión ydeformación. A de espumas rígidascon densidades aparentes de 20 y30 kg/m3.

La deformación no depende sola-mente de la intensidad, sino tam-bién de la duración de la acción decompresión (fig. 3)

La edad de la muestra influye tam-bién en los valores del esfuerzo decompresión: Las espumas celularesrecientemente fabricadas soloposeen un 70% y al cabo de 24horas un 90% del valor final que seobtiene a las 4 semanas aproxima-damente.

El aumento relativamente fuerte dela resistencia en las primeras 24horas depende fundamentalmentede la compensación o equilibradocon la presión atmosférica en lasceldillas, mientras que el aumentoposterior se debe a la lenta expul-sión del porógeno residual.

Resistencia a la tracción segúnnorma EN 826

Al aumentar la densidad aparentecrece así mismo la resistencia a latracción de los plásticos celularesde Styropor. Esto nos lo muestran lafigura 4 y la tabla 1. El alargamiento

100/3

defo

rmac

ión

[%]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

70 kPa

60 kPa

30 kPa

tiempo de carga [d]

defo

rmac

ión

[%]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

140 kPa

100 kPa

60 kPa

tiempo de carga [d]

defo

rmac

ión

[%]

2214 16 18 20 24

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

026 28 30


100 días

500 días

1 minuto

densidad aparente: 20 kg/m3

densidad aparente: 30 kg/m3

carga

carga

dependencia de la densidad aparente con el tiempo. Carga: 60 kPa

Fig. 3 Comportamiento de los plásticos celulares deStyropor sometidos a pruebas de carga de larga dura-ción en dependencia de la densidad aparente y eltiempo.

100/4

de rotura en una prueba de tracciónforma parte de las propiedades quedependen también de las condicio-nes de transformación (por ej. de lacalidad de la soldadura).

Las líneas a trazos caracterizan ungrado de previsibilidad del 95 %. Suamplitud depende de la materiaprima y de los parámetros de trans-formación. Cuanto más uniformessean las condiciones límites másestrecha será la banda. La líneacontinua representa el valor medio.

Resistencia a la flexión segúnnorma EN 12089

La resistencia a la flexión crece asímismo con el aumento de la densi-dad aparente, lo cual se puede veren la figura 5 y tabla 1. El ángulo derotura al doblar (tenacidad) dismi-nuye con el aumento de la densidadaparente y con un menor grado desoldadura.


Las propiedades mecánicas delmaterial dependen de la tempera-tura. La figura 6 muestra la variaciónrelativa del esfuerzo de compresiónpara un recalcado del 10% en lazona de temperatura comprendidaentre – 20 ºC y +60 ºC.

Las espumas celulares de Styroporse caracterizan por una conductivi-dad térmica especialmente baja.

La conductividad térmica dependede la densidad aparente y de la tem-peratura de la espuma celular asícomo del contenido de humedad.

La capacidad térmica específica delas espumas celulares de Styroporno depende de la densidad apa-rente (véase tabla 1).

La resistencia a la deformación tér-mica (Norma DIN 18 164 o bienDIN 53 424) es casi independientede la densidad aparente en la zonade 20 a 30 kg/m3 (v. tabla 1). Elmaterial recién fabricado alcanza suresistencia final a la deformación tér-mica después de un periodo deestabilización por almacenamiento.Las espumas celulares no someti-das a cargas mecánicas aguantanun tiempo breve temperaturas dehasta 100 ºC.

El coeficiente de dilatación térmicaes independiente de la densidadaparente. Su valor se encuentraentre 5 – 7 · 10-5 K-1 (tabla 1).

Absorción de agua y permeabili-dad del vapor de agua

Las espumas celulares a base deStyropor no son higroscópicas, peroabsorben el agua cuando estándirectamente en contacto con ésta.

5 10 15 20 30 3525 40 45 50 55 60 65


1000

900

800

700

100

200

300

400

500

600

0

resi

sten

cia

a la

tra

cció

n [k

Pa]

curva de valor medio

curva de prediccióninferior 95 %

curva de predicción superior 95 %

5 10 15 20 30 3525 40 45 50 55 60 65


1000

900

800

700

100

200

300

400

500

600

0

resi

sten

cia

a la

flex

ión

[kP

a]

curva de valor medio

curva de prediccióninferior 95 %

curva de predicción superior 95 %

–20 ±0 20 40 60

40

30

20

10

±0

–10

–20

–30

–40

%

varia

ción

del

esf

uerz

o po

r com

pres

ión

temperatura

°C

Fig. 4Influencia de ladensidad apa-rente sobre laresistencia a latracción (NormaEN 826) (Lazona de disper-sión está indi-cada).

Fig. 5Influencia de ladensidad apa-rente sobre laresistencia a laflexión (NormaEN 12089) (La zona dedispersión estáindicada).

Fig. 6Influencia de latemperaturasobre el esfuer-zo por compre-sión.

Si los dos lados de la espuma celu-lar tienen una concentración dife-rente de vapor de agua el vapor sedifunde a través de la espuma celu-lar. Este caso aparece más acusadocuando existe un gradiente de tem-peratura. Para la caracterización deresistencia a la difusión del vapor deagua se utiliza el factor µ. Este fac-tor nos indica cuántas veces esmayor la resistencia de un materiala la difusión comparado con unacapa de aire de igual espesor y enreposo y a igual temperatura (µ = 1).Tal y como indica la tabla 1 el factorde resistencia a la difusión del vaporde agua depende de la densidadaparente.

No existe una influencia del conte-nido de humedad del material ni dela humedad atmosférica sobre laspropiedades mecánicas de las espu-mas celulares a base de Styropor.

Comportamiento eléctrico

La espuma celular de Styropor esun no conductor eléctrico. La con-stante dieléctrica, medida en unazona de frecuencias comprendidaentre los 100 Hz y 400 MHz y parauna densidad aparente de entre 20 y 40 kg/m3 se encuentra entre1,02 y 1,04. La tangente del ángulode pérdidas dieléctricas tg hasta 1 MHz tiene valores inferiores a0,0005, hasta 400 MHz de0,00003. La rigidez dieléctricaespecífica alcanza valores

de 2 kVmm

La resistencia superficial a 23 ºC y50% de humedad atmosférica rela-tiva es de 1012 –1014 Ω (normaDIN 53 482).

Debido a la gran resistencia superfi-cial se pueden cargar electrostática-mente algunas superficies de laspiezas, especialmente si es baja lahumedad relativa. Mediante la adi-ción de antiestáticos en el procesode fabricación se puede reducir laresistencia superficial de las piezasmoldeadas.

3 Propiedades químicas

(véase tabla 2)

Las marcas Styropor P, F, Peripor® yNeopor® se comportan comopoliestireno frente a las sustanciasquímicas. Si la espuma celular esatacada se produce una destruc-ción más rápida, debido al exiguoespesor de la pared de la celdilla,que en el material compacto origi-nal. Esto significa que las espumascelulares con una densidad apa-rente baja son atacadas más inten-samente. Las espumas celulares a

base de Styropor son insensiblesfrente al agua, las bases y la mayo-ría de los ácidos.

Los aceites etéreos en las cortezasde los cítricos y los zumos atacan alas espumas celulares. En cambiolas espumas son resistentes a lasgrasas animales y vegetales asícomo frente a los productos antico-rrosivos que contienen parafina,siempre y cuando no lleven undisolvente agresivo para los plásti-cos celulares.

Hay que tener muy presente la sen-sibilidad frente a algunos disolven-tes orgánicos, en especial cuandose realiza un pegado o lacado. Lomismo es válido para los plásticoscon plastificante (migración delplastificante del PVC).

En nuestro surtido de fabricacióndisponemos del Styropor FH, unproducto, que a diferencia de otrasespumas celulares de las marcasStyropor, posee una mayor resisten-cia frente a los hidrocarburos exen-tos de aromáticos. En cada casohay que ensayar si estos productosson adecuados para determinadasaplicaciones. Antes de poner encontacto las espumas celulares deStyropor, Peripor y Neopor con sus-tancias de composición descono-cida, se debe examinar la reacción

del material. Lo mejor es almace-narlo en el agente considerado obien utilizar otros métodos deensayo convincentes. Al aumentarla temperatura de almacenamientose puede reducir el tiempo deensayo.

Acción de la radiación UV

Como otros plásticos las espumascelulares a base de Styropor, Peripory Neopor reaccionan frente a laradiación UV, si están expuestosdirectamente y por un largo tiempo.Ésto es de poca importancia, siconsideramos los tiempos de utili-zación habituales de los embalajes.

4. Comportamiento al fuego

Las espumas rígidas de Styroporson inflambles, así como tambiénmuchos otros materiales de emba-laje. Su comportamiento al fuegodepende de influencias relativas almaterial y también de las condicio-nes de aplicación. Se debe diferen-ciar entre productos sin acabadoignífugo, como las marcas StyroporP (denominadas a continuaciónmarcas P) y marcas con acabadoignífugo, como las marcas StyroporF, Peripor y Neopor (denominadas acontinuación marcas F). Unainfluencia fundamental sobre elcomportamiento al fuego tiene la

100/5

Tabla 2 Estabilidad de los plásticos celulares de Styropor frente a productos químicos

Sustancia activa Styropor P, F (FH)

Solución salina (agua de mar) +

Jabones y soluciones de tensioactivos +

Lejías, como por ej. hipoclorito, agua de cloro, soluciones de peróxido de hidrógeno +

Ácidos diluidos +

Ácidos clorhídrico al 35 %, ácido nítrico hasta el 50% +

Ácido libre de agua , por ej. ácido sulfúrico fumante, ácido fórmico al 100% –

Soluciones alcalinas de hidróxido sódico, hidróxido potásico, solución amoniacal +

Disolventes orgánicos, como por ej. acetona, esteres acéticos, benceno, xileno, disolventes de lacas, tricloretileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, bencinas ligeras, white spirit – (+–)

Aceites de parafina, vaselina +– (+)

Aceite de diesel – (+)

Carburantes (normal y super) –

Alcoholes, por ej. metanol, etanol +–

Aceite de silicona +

+ Estable: La espuma celular no se destruye con una acción prolongada.+ – Relativamente estable: La espuma celular con una acción prolongada

del agente puede contraerse o ser atacada su superficie.– No estable: La espuma celular se contrae más o menos rápidamente o

bien se disuelve.

integración con otros materiales asícomo las capas de protección y desuperficie, que a menudo son nece-sarias.

Las marcas F tienen un “acabadoignífugo”, es decir la inflamabilidadde la espuma rígida y la propaga-ción de las llamas en la superficieestán claramente reducidas. Así lasespumas rígidas de las marcas Falcanzan según diferentes normasnacionales para materiales y mate-riales de construcción la mejor clasi-ficación para materiales inflamables(véase IT 130 e IT 131).

El comportamiento al fuego deembalajes de espuma rígida de lasmarcas P es comparable a aquel deotros materiales de embalaje fácil-mente inflamables.

Durante los ensayos con espumasrígidas de las marcas F según DIN53436 no se encontraron dioxinasbromuradas ni en la fase gaseosa nien los residuos de combustión,solamente cantidades desaprecia-bles de furanos bromurados, peroque no están incluidos en la dispo-sición de prohibición de sustanciasquímicas de 1994.

5 Acción biológica

Durante el almacenamiento y latransformación se desprende pen-tano. Especialmente cuando se cortacon alambres calientes la espumacelular, hay que aspirar los gases, yaque además del pentano contienenpequeñas cantidades de estireno.

Hay que tener en cuenta los valoresMAK (maximale Arbeitsplatzkonzen-tration = concentración máximaadmisible en el puesto de trabajo)del estireno y del pentano (datos enIT 180).

Las espumas celulares de Styroporno son alimentos para animales.Son imputrescibles, no son solublesen agua y no emiten sustanciassolubles en agua que contaminen lacapa freática. Teniendo siemprepresente las ordenanzas locales, sepueden depositar conjuntamentecon los residuos domésticos (véaseIT 810).

Espumas celulares a base de Styro-por se fabrican y transforman desdedecenios. Durante este tiempo nose ha puesto de manifiesto ningúntipo de efecto nocivo para la salud.

6. Aspectos medioambientales

Los aspectos medioambientales enrelación con la producción y trans-formación de Styropor y el uso deespumas rígidas de Styropor seencuentran detallados en lassiguientes Informaciones Técnicas

IT 180, “Espuma rígida de Styropor;Medio ambiente”IT 181, “Espumas rígidas de Styro-por; aspectos medioambientales desu aplicación en la construcción”

Aspectos de derecho alimentario

Indicaciones adicionales referentesa los aspectos de derecho alimenta-rio se encuentran en la InformaciónTécnica

IT 125, “Aspectos de derecho alimentario”

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. Nopresuponen una garantía jurídicarelativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darsedurante la manipulación y empleode nuestros productos, no eximenal transformador o manipulador derealizar sus propios controles yensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsable porsí mismo de la observancia de losderechos de patentes existentes asícomo de las leyes y disposicionesvigentes.

BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen /Alemania

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Para utilizar espumas rígidas deStyropor es necesario tener cono-cimientos sobre sus propiedadespara así poder aplicarlas demanera óptima y poder lograr unacapacidad de funcionamiento dura-dera. Se diferencia de los materia-les convencionales porque las pro-piedades de éstos son amplia-mente conocidos. Así es sabido,que el acero puede oxidarse – quela madera se puede podrir – que elvidrio se puede romper o que elcartón pierde su estabilidad por lainfluencia de la humedad. Sobre laspropiedades de espuma rígida deStyropor por lo general no se estátan bien informado. En esta IT des-cribiremos las propiedades impor-tantes para su uso.

Indice:

1. Propiedades físicas

2. Propiedades químicas

3. Propiedades biológicas


48788 Marzo 2001


Styropor101


Plasticos celulares

Propiedades generales construcción


1. Propiedades físicas

Esfuerzo mecánico

Una propiedad importante deespuma rígida de Styropor es suestabilidad mecánica bajo cargas aplazo corto o largo.

Las espumas rígidas de Styroporsegún DIN 7726 pertenecen a las“espumas rígidas duras”. Bajo cargapresentan un comportamiento vis-coelástico diferente a aquel de losmateriales frágiles duros. Debido aesto, según DIN 53421, no se midela resistencia a la compresión sinola tensión de compresión con unrecalcado de 10 % (tabla 1). Estevalor se encuentra en el sector derecalcado que ya es irreversible ysólo tiene valor como un factor delmaterial (por ej. para el control decalidad), ya que las propiedadesmecánicas dependen de la densi-dad aparente de la espuma rígida.

En DIN-EN 1606 se describe unprocedimiento para determinar losvalores a largo plazo relativos alcomportamiento plástico bajoesfuerzo de compresión de mate-riales de aislamiento térmico. En elfuturo se puede utilizar este proce-dimiento para estimar la cargaadmisible de espuma rígida de Styropor (EPS) en aplicacionesprácticas, respectivamente contro-lar el comportamiento de tensiónbajo carga continua.

El procedimiento de cálculo sebasa en una función matemáticadenominada “ecuación de Findley”.

Bajo condiciones previas definidasse puede calcular la deformación alargo plazo para un tiempo discre-cional, siendo permitida la extrapo-lación sólo a 30 veces del tiempode ensayo (véase diagrama fig. 1).

En la tabla 1 se encuentran tam-bién valores referentes a la resis-tencia al cizallamiento, a la flexión ya la tracción. Esta se eleva con-forme aumenta la densidad apa-rente.

Para evaluar la resistencia de unaespuma rígida por lo tanto es con-veniente hacerlo en relación a ladensidad aparente.

101/2

3

2

1

0

Rec

icla

do %

10-1 100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en horas

25 a50 a

Clima de ensayos:23 °C/50 % de humedad ambiental

Nivel de presión:0,02/0,03 N/mm2

Densidad 15 kg/m3

3

2

1

0

Rec

icla

do %

100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en horas

25 a50 a

3

2

1

0

Rec

icla

do %

Tiempo en horas

25 a50 a

10-1 100 101 102 103 104 105 106


Nivel de presión:0,03/0,04/0,05 N/mm2

Densidad 30 kg/m3


Nivel de presión:0,04/0,05/0,06 N/mm2

Densidad 20 kg/m3

Fig. 1 Comportamiento de tensión por fluencia de espuma rígida de Styropor con densidades aparentes de 15, 20, 30 kg/m3 bajo diferentes cargas.

Capacidad de aislamientotérmico

Otra propiedad física importante deespuma rígida dura de Styropor essu excelente capacidad de aisla-miento térmico frente al calor y alfrío. Espuma rígida de Styroporconsiste de poliestireno. Las célu-las tienen la forma poliédrica, diá-metros de 0,2 – 0,5 mm y un espe-sor de pared de 0,001mm. Estáncerradas por todos los lados. Laespuma rígida consiste de aprox.98 % de aire y 2 % de poliestireno.Es decisivo para el buen aislamientotérmico el aire incluido, que, comoes sabido, tiene un muy buenefecto de aislamiento. El aire per-manece, al contrario de lo quesucede con espumas rígidas quecontienen otros gases, en las célu-las, manteniéndose constante elefecto de aislamiento.

La capacidad de aislamiento tér-mico de un material está definidapor su conductibilidad térmica. Laconductibilidad térmica es la canti-dad de calor (vatiosegundo) quefluye en un segundo a través deuna capa planoparalela de 1 m deespesor a una diferencia de tempe-ratura constante de 1 K entre lassuperficies con la sección transver-sal de 1 m2 del lado más calientehacia el lado más frío. Su unidad esW/(m · K). Se mide según DIN 52612y bajo condiciones constantesdepende, tal como se puede apre-ciar en la fig. 2, de la densidadaparente (kg/m3) de la espumarígida. Es mayor en espumas rígi-das de densidades aparentes bajas,disminuye a medida que aumentala densidad aparente, alcanza unmínimo en los sectores de densi-dad aparente entre 30 y 50 kg/m3

para luego volver a aumentar lenta-mente. Los valores medidos segúnDIN 52612 para espumas rígidas deStyropor con una densidad aparentede 20 kg/m3 son de 0,033 – 0,036W/(m · K) a 10 °C.

101/3

0,025

cond

uctiv

idad

t érm

ica

W/m

·K

10 15 20 30 40 50

densidad aparente kg/m3

0,030

0,035

0,040

0,045

Wm · K

DIN 18 164, T1

Fig. 2 Conductibilidad térmica de espuma rígida de Styropor de diferentesdensidades aparentes, referida a una temperatura media de +10 °C.

Agua y vapor de agua

Fundamentalmente hay que dife-renciar entre la absorción de aguay la difusión de vapor de agua.

Absorción de agua

Las espumas rígidas de Styropor, alcontrario de lo que sucede conmuchos otros materiales, no sonhigroscópicas. Aún si están sumer-gidas en agua sólo absorben unacantidad baja de humedad. Debidoa que las paredes de las célulasson impermeables para el agua,esta solo puede penetrar en loscanales entre las perlas soldadasentre sí. Esto significa que la canti-dad de agua absorbida dependetanto del comportamiento en la ela-boración de la materia prima deEPS, como de las condiciones deelaboración, especialmente de laexpansión.

La absorción de agua se midesegún DIN-EN 12087. Los cuerposde ensayo preferentemente sonparalelepípedos con una base de200 x 200 mm y el grosor de sumi-nistro correspondiente. Tal como sepuede apreciar en la tabla 1 laabsorción de agua es práctica-mente independiente de la densi-dad aparente. Después de 28 díasasciende a hasta aprox. 3 % (rel. alvolumen).

La absorción de agua en el caso dealmacenamiento bajo agua tiene

muy poca importancia para lamayoría de aplicaciones y es deinterés solamente en casos espe-ciales, como por ej. en el movi-miento de tierras y en trabajos defundación, cuerpos flotantes, flota-dores, etc.

Difusión de vapor de agua

Al contrario de lo que sucede conel agua, el vapor de agua conte-nido en el aire en forma de hume-dad del aire, si hay un gradiente detemperatura corespondiente,puede introducirse (difundir) lenta-mente en la espuma rígida y per-manecer almacenado una vez quese enfría en forma de agua (con-densación). Los diferentes materia-les ofrecen resistencia en mayor omenor grado a esta difusión devapor de agua. La resistencia (µS)se obtiene a partir del factor deresistencia a la difusión del vapor(µ) y el espesor de la capa (S). Elfactor de resistencia a la difusión(m) es una cifra adimensional queindica, cuántas veces mayor es laresistencia de un material de cons-trucción frente a una capa de airedel mismo espesor (aire: µ = 1).

Los factores de resistencia a ladifusión de metales son especial-mente altos, motivo por el cual seutilizan láminas de metal como cie-rres de vapor. Los valores de todoslos demás materiales están situa-dos entre los extremos aire y metal.

Las espumas rígidas duras deStyropor en dependencia de ladensidad aparente tienen un factorde resistencia a la difusión delvapor de µ = 20 hasta 100 (véasetabla 1, valores calculados segúnDIN 4108). Para el cálculo de aguade condensación se debe utilizar elvalor menos ventajoso para laconstrucción.


Para la aplicación de espuma rígidade Styropor prácticamente no hayun límite de temperatura haciaabajo. Donde es necesario tener encuenta la contracción térmica delvolumen (por ej. en construccionesde cámaras frigoríficas), esto sedebe considerar para la construc-ción. Si se expone las espumasrígidas de Styropor a temperaturaselevadas, la temperatura máximapermisible depende del tiempo deexposición a la temperatura y de lacarga mecánica a la que se veexpuesta la espuma rígida (véasetabla 1).

En el caso de exposición breve(adhesión con bitumen caliente) laespuma rígida de Styropor inclusopuede soportar temperaturasmayores a 100 °C. Pero si se man-tiene la temperatura de más de 100 °C por un período largo, laestructura de espuma rígida seablanda sinterizándose.

Estabilidad dimensional

En todos los materiales se danciertas variaciones dimensionales,trátese de materias primas, piezasprefabricadas o piezas moldeadas.En espuma rígida de Styropor sehace la diferencia entre variacionesdimensionales por influencia tér-mica y por contracción posterior.

Variación dimensional por influenciatérmica

El coeficiente de dilatación térmicapara espuma rígida de Styroporasciende a 5 hasta 7 10-6 = 0,05hasta 0,07 mm por m de longitud ygrado centígrado. Esto significa,que como consecuencia de unamodificación de la temperatura deaprox. 17 °C se observa una varia-ción dimensional reversible de0,1% = 1 mm/m.

Para aplicaciones en las que sedeben preveer cargas por choquestérmicos, se deben tener en cuentamedidas especiales en la construc-ción.

También es necesario tener encuenta la contracción por frío de laespuma rígida de Styropor. Si sepresupone una temperatura de refe-rencia de + 20 °C y se enfría durante

101/4

14

mm/m

0

1

2

3

100 150 20050 días

Nac

hsch

win

dung

Tiempo

Contracción residual de planchas celulares de Styropor

Contracción posterior durante las primeras 2 semanas

Fig. 3 Evolución de la contracción posterior residual de planchas deespuma rígida de Styropor 15 días después de la producción.

la aplicación a hasta – 20 °C, unapieza de 40 cm de largo en estecaso extremo perdería aprox. 1 mmde largo. Esto se debe tener encuenta para la construcción.

Variación dimensional porcontracción posterior

La contracción posterior es la con-tracción que experimenta laespuma rígida después de más de24 horas, es decir, una vez queestá concluida la variación longitu-dinal (“contracción”) inmediata-mente después de la producción,que en parte se debe al enfria-miento.

Inicialmente, la contracción es rela-tivamente rápida, para decrecermás y más y acercarse a un valorlímite, de tal manera que para laconstrucción ya no es necesariotomar medidas adicionales referen-tes a la contracción posterior.

Dependiendo de las condicionesde transformación y de la densidadaparente de la espuma rígida, lacontracción posterior de las plan-chas de espuma rígida de Styroporestá situada entre 0,3 % y 0,5 %.

Una parte considerable de la con-tracción posterior se producedurante el almacenamiento de lasplanchas de espuma rígida en laempresa transformadora.

La fig. 3 muestra la evolución de lacontracción posterior residual 14días después de la producción. Elvalor final se alcanza después de150 días y asciende a entre 1,5 y 2mm/m (0,15 % y 0,2 %). Esta varia-ción dimensional se puede toleraren la mayoría de las aplicacionesen la construcción. Al contrario dela variación dimensional térmica esirreversible.

Si en casos especiales se deseauna medida menor de contracciónposterior, se debe almacenar lasplanchas antes de su uso duranteel tiempo correspondiente.

En el surtido de productos seencuentra con Styropor FH 106 unproducto, con el que se puedenproducir espumas rígidas con una

estabilidad frente a hidrocarburosaromáticos mayor que aquella deespumas rígidas de otras marcasde Styropor. La idoneidad de este

producto para aplicaciones deter-minadas se deberá controlar paracada caso individualmente.

101/5

Tabla 2 Estabilidad de espumas rígidas de Styropor frente a productos químicos

Estabilidad frente a productos químicos

Sustancia Styropor P, F (FH)


Soluciones jabonosas y humectantes +

Lejías blanqueantes, como hipoclorito, agua de cloro, solución de peróxido de hidrógeno +

Acidos diluidos +

Acido clorhídrico 35%, ácido nítrico hasta 50% +

Acidos anhidros, por ej. ácido sulfúrico fumante, ácido acético glacial, ácido fórmico al 100% –

Sosa cáustica, potasa cáustica, agua amoniacal +

Solventes orgánicos,como acetona, acetato de etilo, benceno, xileno, diluyente de barnices, tricloroetileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, bencina medicinal, gasolina de comprobación – (+–)

Aceite de parafina, vaselina +– (+)

Combustible Diesel – (+)

Combustible para motores de gasolina (Normal y Súper) –

Alcoholes, por ej. metanol, etanol +

Aceite de silicona ++ estable, la espuma rígida no es destruida ni por exposición prolongado a la sustancia+– estabilidad condicionada, la espuma rígida puede contraerse o verse agredida en el caso de exposición prolongada– inestable, la espuma rígida se contrae y se disuelve más o menos rápidamente

1 N/mm2 1 MPa 1000 kPa

Tabla 2 Datos físicos de espumas rígidas de Styropor

Propiedades físicas Ensayo Unidad Resultado del ensayosegún

Tipos de protección Especificaciones PS 15 SE PS 20 SE PS 30 SEde calidad de calidad GSH

Tipos de aplicación DIN 18164, W WD WS + WDparte 1

Densidad aparente mínima DIN-EN-1602 kg/m3 15 20 30

Clase de material de construcción DIN 4102 B1, dificilmente B1, dificilmente B1, dificilmenteinflamable inflamable inflamable

Conductividad Medida a + 10 °C DIN 52612 mW/(m · K) 36–0,038 33–0,036 31–35térmica Valor calculado según DIN 4108 DIN 4108 mW/(m · K) 40 40 35

Tensión por compresión con 10% de recalcado DIN-EN 826 kPa 65–100 110–140 200–250

Resistencia a la presión permanente con recalcado < 2% ISO 785 kPa 20–30 35–50 70–90

Resistencia a la flexión DIN-EN 12089 kPa 150–230 250–310 430–490

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kPa 80–130 120–170 210–260

Resistencia a la tracción DIN-EN 1608 kPa 160–260 230–330 380–480

Módulo E (Ensayo de compresión) DIN-EN 826 MPa 1,0–4,0 3,5–4,5 7,5–11,0

Estabilidad dimensional al calor a corto plazo – °C 100 100 100

Estabilidad dimensional al calor a largo plazo con 20kPa1) – °C 75 80 80

Coeficiente de dilatación térmical lineal 1/K 5–7·10-5 5–7·10-5 5–7·10-5

Capacidad térmica específica DIN 53765 J/(kg ·K) 1210 1210 1210

Absorción de agua por immersión (en vol.)Después de 7 días DIN-EN 12087 Vol.% 0,5–1,5 0,5–1,5 0,5–1,5Después de 28 días DIN-EN 12087 Vol.% 1,0–3,0 1,0–3,0 1,0–3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor de agua DIN-EN 12086 1 20/50 30/70 40/100Cálculo según DIN 4108/parte 4 (valor más y menos ventajoso)

1) Según norma de ensayo, 1 N/mm2 = 1 MPa = 1000 kPa

Influencia de radiaciones y deltiempo

La exposición de la espuma rígidaa radiaciones de alta energía, porej. radiación UV de onda corta,rayos X y rayos g durante untiempo largo ocasionan una fragili-zación de esta. El procesodepende del tipo de radiación, dela dosis y del tiempo. En la prácticasólo tiene importancia la radiaciónUV. Por la exposición a la luz UVdurante un tiempo largo la superfi-cie de la espuma rígida se amarilleay se fragiliza, permitiendo que elviento y la lluvia erosionen el mate-rial. El efecto de la radiación UV yde la erosión se puede prevenir conseguridad mediante medidas senci-llas, como pinturas, recubrimientos,forros, etc.

En el interior de edificios la parteUV de la luz es tan pequeña, queno causa perjuicios para la espumarígida de Styropor, tal como handemostrado las experiencias conplanchas visibles para techosdurante varias décadas.

2. Propiedades químicas

Las espumas rígidas de Styroporson estables frente a muchas sus-tancias químicas.

Pero al utilizar pegamentos, pintu-ras, solventes y los vapores con-centrados de estos productos, sedebe preveer posibles daños. Losdetalles referentes a la estabilidadquímica de espumas rígidas deStyropor se pueden apreciar en latabla 2.

3. Comportamiento biológico

Las espumas rígidas de Styroporson indeformables al calor hasta 85 °C. No se descompone ni seforman gases venenosos. En la IT130 “Seguridad contra incendiosdurante la transformación de Styropor” se han recopilado infor-maciones adicionales sobre sucomportamiento a temperaturasmás altas, sobre su comporta-miento en fuego e indicacionesreferentes a la toxicidad de los productos de descomposición térmica.

Aspectos de derecho alimentario

Indicaciones adicionales referentesa los aspectos de derecho alimen-tario se encuentran en la Informa-ción Técnica IT 125, “Aspectos de derecho ali-mentario”

Aspectos medioambientales

Los aspectos medioambientales enrelación con la producción y trans-formación de Styropor y el uso deespumas rígidas de Styropor seencuentra detallados en lassiguientes Informaciones Técnicas

IT 180, “Espuma rígida de Styropor;Medio ambiente”IT 181, “Espumas rígidas de Styropor; aspectos medioambien-tales de su aplicación en la cons-trucción”

Observación



En el proceso de fabricación demateriales expandidos a base deStyropor aparecen tras el desmol-deo alteraciones en las dimensio-nes. Al igual que en las piezas moldeadas por inyección y porprensado se distingue, según DIN 53 464, entre contracción inicialy contracción posterior.

1 Contracción inicial

Por contracción inicial se entiendela diferencia entre las dimensionesinternas del molde a temperaturaambiente y las dimensiones delmaterial expandido enfriado a tem-peratura ambiente, aproximada-mente 24 horas después del des-moldeo. Esta contracción se indicaen porcentaje referido a las dimen-siones interiores del molde.

En esencia, la contracción inicial seorigina por la contracción del mate-rial expandido al descender la tem-peratura de moldeo hasta la tempe-ratura ambiente. La contracción ini-cial en longitud, anchura y espesores de magnitud similar y del ordende hasta aproximadamente un 1%.Contracciones iniciales mayores y/odesiguales pueden ser debidas ainadecuadas condiciones de trans-formación, como por ejemplo tem-peraturas de vapor demasiadoaltas. La contracción inicial dependedel tipo de producto empleado, deltiempo de reposo intermedio de lasperlas preexpandidas y de la densi-dad.

Debido a que la contracción inicialdepende además de los equipos detransformación e instalaciones losvalores de contracción inicial indica-dos en esta Información Técnicason de carácter orientativo.

Influencia de la densidad

En general el Styropor muestra unacontracción inicial dependiente de ladensidad. El comportamiento habi-tual es de carácter lineal como sedesprende de la figura 1. Otros fac-

tores que influyen son el tipo deproducto empleado y el tiempo dereposo intermedio como a continua-ción se detalla.

Influencia del tamaño de perla

Como se desprende de la figura 2,los materiales expandidos a partirde los productos de perla de menortamaño contraen algo más que losde perla más gruesa. No obstantetambién pueden aparecer pequeñasdiferencias en el grado de contrac-ción de distintas marcas cuyas per-las tienen un mismo tamaño mediode perla.

Influencia del tiempo de reposointermedio

Un incremento del tiempo dereposo intermedio de las perlas pre-expandidas aumenta de maneralineal la contracción inicial de losmateriales expandidos, si bien cadamarca puede mostrar ciertas dife-rencias.

Los valores típicos para una densi-dad de 15 kg/m3 y un tiempo dereposo intermedio de un día,sesitúan entre 0,5 y 0,9 % y para untiempo de reposo intermedio de 2 días, entre 0,6 y 0,95 %. Los valo-res aquí mostrados son de carácterorientativo y deben únicamentecaracterizar el orden de magnitudque cabe esperar como variación.

Influencia del tiempo de enfria-miento

Si el tiempo de enfriamiento se pro-longa más de lo necesario, la con-tracción inicial aumenta pero demanera insignificante. Si el tiempode enfriamiento es demasiado corto(es decir, si se desmoldea dema-siado pronto), las piezas de materialexpandido se hinchan posterior-mente de manera incontrolada ycrecen local- y rápidamente demodo diferente en longitud, anchuray espesor, más allá de las dimensio-nes interiores del molde. La con-


47605 Marzo 2001

Styropor110



Contracción inicial y posterior de bloques y planchasde materiales expandidos



110/2

tracción inicial resultante es portodo ello algo menor.

Influencia del tipo de productoutilizado

El típico comportamiento de la con-tracción inicial depende del pro-ducto utilizado. Es común a todosellos, el hecho que con un aumentode la densidad aparente, la contrac-ción inicial disminuye. Valores típi-cos para un tiempo de reposo inter-medio de un día y una densidad de15 kg/m3 se situan entre 0,5 y 0,9 %y para 30 kg/m3 entre 0,3 y 0,6 %.

Los valores mostrados son orienta-tivos y deben proporcionar una indi-cación del orden de magnitud de lainfluencia. Las particularidades delos diferentes productos se encuen-tran en las correspondientes FichasTécnicas de los productos. En lafigura 1 se muestra un ejemplo de ladependencia respecto a la densi-dad.

2 Contracción posterior

Por contracción posterior seentiende aquella que se inicia 24 horas después del desmoldeodel material expandido. Esta con-

tracción se indica en porcentajereferido a las dimensiones del mate-rial expandido 24 horas después deldesmoldeo.

La contracción posterior se originaprincipalmente por la difusión delagente de expansión residual delmaterial expandido. Evoluciona enlas tres direcciones de un bloque oplancha en aproximadamente igualmedida considerando una transfor-mación de Styropor bajo condicio-nes correctas. Los factores queinfluyen en la contracción posteriorson, el tiempo de reposo intermedio

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00 10 20 30 40

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

Densidad [kg/m3]

Styropor PStyropor F

0,8

0,6

0,4

0,2

015 20 25 30 35

Con

trac

ción

inic

ial %

Densiadad [kg/m3]

4ª fracción

2ª fracción

Figura 1 Contracción inicial de Styropor en función dela densidad. Ejemplo de material para bloque con un tiempo dereposo intermedio de 1 día.

Figura 2 Influencia del tamaño de perla sobre la con-tracción inicial de Styropor. Ejemplo de la diferencia entre una 2ª y una 4ª fracción.

Figura 3 Influencia del tiempo de reposo intermediosobre la contracción inicial de Styropor. Ejemplo de material de bloque con una densidad de 15 kg/m3.

Figura 4 La contracción posterior en función de ladensidad. Ejemplo de material para bloque con un tiempo dereposo intermedio de 1 día.

1,0

0,8

0,6

0,4

00 1 2 3 7

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

Tiempo de reposo intermedio [d]

54 6

0,2


1,0

0,8

0,6

0,4

00 10 20 30

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

Densidad [kg/m3]

0,2 Styropor PStyropor F

de las perlas preexpandidas y ladensidad del material expandido.

Las diferencias en cuanto a la con-tracción posterior entre diversostipos de material (marcas) son enmuchos casos pequeñas, pero pue-den ser elevadas en algunos casosparticulares (productos con pocopentano), véase también fig. 9.

Influencia de la densidad

La contracción posterior comparadacon la contracción inicial muestraun comportamiento inverso:aumenta al hacerlo la densidad.

Tal como ya se expuso en la indica-ción del orden de magnitud de lainfluencia del tiempo de reposointermedio, la influencia del tipo deStyropor no puede ser totalmenteignorada. La figura 4 muestra unaorientación respecto al orden demagnitud de la dependencia de lacontracción posterior respecto a ladensidad.

Influencia del tamaño de perla

La experiencia actual muestra quecon un diámetro medio de perlacreciente se produce un ligeroincremento de la contracción poste-rior, es decir que aumenta en el

sentido creciente del tamaño deperla 4 – > 3 – > 2 (Figura 5). Tam-bién pueden aparecer pequeñasdiferencias en el grado de contrac-ción posterior de distintas marcascuyas perlas tienen un mismotamaño medio de perla.

Influencia del tiempo de reposointermedio

De la figura 6, se desprende que lacontracción posterior decrece apro-ximadamente de manera lineal alaumentar el tiempo de reposo inter-medio. Dado que las diferencias enla contracción posterior entre distin-tos tipos de Styropor no son total-

3

Figura 5 Influencia del tamaño de perla sobre la con-tracción posterior de Styropor. Ejemplo de la diferencia entre una 2ª y una 4ª fracción.

Figura 6 Influencia del tiempo de reposo intermediosobre la contracción posterior de Styropor. Ejemplo dematerial de bloque de densidad 15 kg/m3 para untiempo de almacenamiento del bloque de 1 día.

Figura 7 Influencia del espesor de las planchas sobrela contracción posterior de Styropor.Ejemplo de material de bloque de densidad 15 kg/m3

para un tiempo de almacenamiento del bloque de 1 día.

Figura 8 Influencia del tiempo de almacenamiento delbloque antes del corte sobre la contracción posterior deplanchas de Styropor, cortadas de los bloques.Densidad 15 kg/m3.

0,8

0,6

0,4

0,2

015 20 25 30 35

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

Densidad [kg/m3]

2ª fracción

4ª fracción

1,0

0,8

0,6

0,4

00 1 2 3 7

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

Tiempo de reposo intermedio

54 6 d

0,2


1,0

0,8

0,6

0,4

00 100 200 400

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

Tiempo de almacenamiento [d]

300

0,2

Espesor de plancha 500 mm

Espesor de plancha 50 mm

1,0

0,8

0,6

0,4

00 100 200 400

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]


300

0,2

1 d de almacenamiento del bloque



110/4

mente despreciables, las tendenciasmostradas en la figura nos propor-cionan una orientación sobre lamagnitud de la influencia del tiempode reposo intermedio.

El número de preexpansiones notiene una influencia en la magnitudde la contracción posterior. Unasegunda preexpansión conlleva auna disminución de la contracciónposterior únicamente en el caso deque la densidad aparente de lasperlas preexpandidas sea muy infe-rior a la del material preexpandidouna única vez.

Influencia de las condiciones deexpansión final y del tiempo deenfriamiento

En función de las condiciones devaporización pueden fabricarsemateriales expandidos cuyas pro-piedades dependen de la dirección(anisotropía). Asi, por ejemplo, lacontracción posterior puede ser dis-tinta en las diferentes direcciones.Se considera que el motivo son ten-siones congeladas en el material.No se ha podido demostrar que eltiempo de enfriamiento tengainfluencia sobre la contracción pos-terior.

Influencia del espesor de la plan-chas y tiempo de almacena-miento

Un espesor de plancha crecienteretrasa la contracción posteriorcomo se muestra en la figura 7. Enel valor absoluto, el espesor de laplancha no tiene una gran influenciasobre la contracción posterior.

Con el incremento del tiempo dealmacenamiento de los bloquesantes de su corte, el valor absolutode la contracción posterior de lasplanchas cortadas que se obtienendecrece (figura 8). El tiempo dealmacenamiento de las planchasnecesario para alcanzar el valor finalde la contracción posterior es inde-pendiente del tiempo de almacena-miento de los bloques. Como yasucedía con las otras influencias, ladependencia respecto al tiempo de

almacenamiento es en ciertamedida función del tipo de productoutilizado. Es por ello que las depen-dencias mostradas son únicamentede carácter orientativo sobre elorden de magnitud de sus efectos.

Influencia del vacio

La pérdida de pentano del materialexpandido (como causante de lacontracción posterior) puede tenerlugar por dos vías

– por difusión a través de las pare-des celulares. Es éste un procesolento.

– por flujo entre finos canales eintersticios. Este proceso serámás o menos lento en función delas medidas de la sección trans-versal disponible. Diferencias depresión elevadas, entre el interiordel material expandido y la pre-sión atmosférica (por ejemplomediante la ayuda del vacio), tie-nen un efecto ventajoso.

Posibilidades para un flujo rápido de pentano

a) Presión de expansión

A partir de presiones de pe > 0,95bar el acceso continuado de vacíoen el material espumado se difi-culta. Si se distribuye en el materialpreexpandido aprox. 0,2 % (enpeso) de aceite de parafina, la pre-sión de expansión puede aumen-tarse a pe = 1,0 –1,05 bar sin perju-dicar el acceso del vacio en elmaterial expandido.

Un tiempo de descenso de la pre-sión breve (DAZ) = Pérdida rápidade pentano

b) Vacío tras la vaporización

El nivel de vacío es relevante para elDAZ.

pe = – 0,3 bar: casi no se produceun acortamiento delDAZ

pe = – 0,5 bar: clara reducción delDAZ

pe = – 0,7 bar: reducción del DAZmuy grande

También el tiempo necesario paraalcanzar el nivel de vacío deseado(por ejemplo pe = – 0,5 bar) es rele-vante.

Para moldes para bloques son ade-cuados tiempos de 8 segundos,para máquinas automáticas de mol-deo 3 segundos.

Respecto al pentano residual en losintersticios de bloques (valoresmedidos con el “Exo-tector” deGFG) ver la tabla.

Influencia de las marcas del producto

Las diferencias en la contracciónposterior entre diferentes marcasdel producto se pueden apreciarmuy claramente en el caso de lamarca de Styropor ignifugado conbajo contenido de pentano de laserie F 95 en comparación con lamarca estándar F 15. Con una con-tracción posterior residual usual enla práctica de 0,2 %, el tiempo dealmacenamiento necesario des-ciende, como se puede apreciar enla fig. 9.

La figura 9 muestra la contracciónposterior en % durante el tiempo dealmacenamiento en días. Las venta-jas del producto Styropor F 95frente a los productos F 15 residenen un tiempo de almacenamientomás corto de aproximadamente unasemana frente a 2,5 semanas y conuna contracción posterior residualsimilar de 0,2 %. El tiempo de alma-cenamiento más corto se refleja deesta manera de manera positivatambién sobre el área de almacena-miento requerido.

Construcción de moldes para bloques y pentano residual en bloques

Molde para Anchura Enfriamiento Tiempo de Pentanobloque por vacío almacena- residual

miento en el(h) material

expandido(ppm)

Bloque con 0 11500 ÷ 12000vacío 1080 si 24 8000 ÷ 10000

48 5000 ÷ 6000

Bloqueconvencional 535 no 144 >14000

3 Contracción total

La contracción total de planchas dematerial expandido a base de Styropor se obtiene a partir de lossiguientes factores:

– contracción inicial de los bloques

– contracción posterior de los blo-ques para diferentes tiempos dealmacenamiento y

– contracción posterior de la plan-cha.

La contracción total alcanza siem-pre, para diferentes tiempos dealmacenamiento de los bloquesvalores similares, como se muestraen la figura 9 en el ejemplo de líneasde medidas en bloques y planchasde Styropor.

4 Tiempos de almacenamientomínimos

Variaciones de la longitud de mate-riales expandidos a base de Styropor pueden ser también oca-sionadas por diferencias de tempe-ratura. El coeficiente de dilatacióntérmica que influye en el comporta-miento tiene para los materialesexpandidos a base de Styropor unvalor de 5 – 7·10– 5 1/K. Una varia-ción de la temperatura de 15 K llevaa una variación reversible de la lon-gitud de aprox. 0,1%. En la prácticapuede por ello tolerarse una con-tracción posterior residual de plan-chas de material expandido de 0,1hasta 0,2 %.

Los tiempos de almacenamiento deplanchas necesarios para llegar a laextinción de la contracción posteriora estos niveles tolerables de con-tracción posterior residual depen-den de la duración del tiempo dealmacenamiento de los bloques pre-cedentes. Con un tiempo crecientede almacenamiento de los bloques,el tiempo necesario de almacena-miento de las planchas disminuye.En cualquier caso el tiempo dealmacenamiento total de bloques yplanchas aumenta debido a la lentacontracción posterior de los blo-ques. El tiempo de almacenamientorequerido, a fin de alcanzar unacontracción residual tolerable,puede ser tanto más corta, cuantomenor sea el tiempo de almacena-miento previo de los bloques.

Observaciones

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. Nopresuponen una garantía jurídicarelativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darsedurante la manipulación y empleode nuestros productos, no eximenal transformador o manipulador deefectuar sus propios controles yensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsable dela observancia de los derechos depatentes existentes así como de lasleyes y disposiciones vigentes.

4

3

2

00 100 200 400

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]


300

1

F 215

F 295

0,2 %

0,2 %

Figura 9 Contracción posterior de planchas de bloquesde 50 mm (densidad aparente 15 kg/m3 de Styropor F 295con bajo contenido de pentano frente a Styropor F 215.

1,2

0,8

0,6

0,4

00 1 28 90

Con

trac

ción

inic

ial y

con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

Tiempo de almacenamiento del bloque [d]

0,2

1,0 Contracciónposteriorplancha

Contracciónposteriorbloque

Contraccióninicialbloque

Figura 10 Influencia del tiempo de almacenamiento debloques sobre la contracción total de bloques y plan-chas de Styropor.


La resistencia de los materialesexpandidos a base de Styroporfrente a sustancias químicas corres-ponde a la de las piezas moldeadasa base de poliestireno. Pero siendomayor la superficie del materialexpandido a causa de su estructuracelular, los daños se producen másrápidamente o son de efecto másacusado que en el poliestirenobásico compacto. Es por ello quelos materiales espumados de bajadensidad son atacados con mayorrapidez siendo los efectos de mayorimportancia que en materialesespumados de densidad elevada.

Es condición imprescindible cono-cer el comportamiento de los materiales expandidos a base deStyropor frente a las sustancias quí-micas que se usan en la práctica(construcción, embalaje), para evitarerrores en la aplicación.

Ensayo

El ensayo de resistencia química serealiza según DIN 53428 “Ensayode materiales expandidos. Determi-nación del comportamiento frente alos líquidos, vapores, gases y mate-rias sólidas”. Según esta norma sesumergen 5 cubos de materialexpandido desprovistos de “piel”,de 5 cm de arista en el líquido pro-blema y se analizan tras un periodode tiempo definido las variacionesaparecidas en los cubos, por ejem-plo, de peso y medidas. Los tiem-pos de residencia en medios líqui-dos son de 72 horas, en gases de24 horas y en gases licuados de porlo menos 3 horas.

Durante la estancia en contacto conlos gases licuados, las temperaturasse mantuvieron a la temperatura deebullición de la sustancia en cues-tión o ligeramente por debajo deésta, en otros medios de ensayo atemperatura ambiente.

Según DIN 53428, para valoracio-nes visuales se propone el uso decriterios de valoración desde 0 = sinvariación, a 5 = variación muygrande. Para facilitar la compren-sión de la tabla, se han empleadolos siguientes criterior de valoración:

+ = sin variación ( 0)= resistente

+– = ligera variación ( 2)= resistencia limitada(ligeras variaciones de medida)

– = fuerte variación ( 5)= no resistente

Si los materiales expandidos a basede Styropor entran en contacto consustancias de composición desco-nocida, como por ejemplo lacas oadhesivos, que pudieran contenerdisolventes de efectos perjudiciales,es recomendable realizar un ensayobajo condiciones prácticas paraasegurarse de que los materialesexpandidos no son atacados. Reali-zando el ensayo a temperaturasuperior a 20 °C, por ejemplo a 50 °C, su duración puede acortarseconsiderablemente. Para hacer másseveras las condiciones de ensayo ypara obtener un resultado másclaro, existe la posibilidad de ensa-yar materiales expandidos de densi-dades aparentes sustancialmenteinferiores a las previstas para la apli-cación.

A continuación se muestra la resis-tencia de los materiales expandidosa base de Styropor frente a los prin-cipales productos químicos.


33684 Marzo 2001

Styropor120



Resistencia química de los materiales expandidos deStyropor



Sustancia Material espumado abase de Styropor P, F

Agua +Agua de mar +

Lejías:Agua amoniacal +Agua de cal +Lejías blanqueantes(hipoclorito,agua oxigenada) +Potasa cáustica +Soluciones jabonosas + Sosa cáustica +

Acidos diluidos:Acido acético, 50% +Acido clorhídrico, 7% +Acido clorhídrico, 18% +Acido fluorhídrico, 4% +Acido fluorhídrico, 40% +Acido fórmico, 50% +Acido fosfórico, 7% +Acido fosfórico, 50% +Acido nítrico, 13 % +Acido nítrico, 50% +Acido sulfúrico, 10% +Acido sulfúrico, 50% +

Acidos concentrados:Acido acético, 96 % –Acido clorhídrico, 36 % +Acido fórmico, 99 % +Acido nítrico, 65 % +Acido propiónico, 99 % –Acido sulfúrico, 98% +

Acidos fumantes:Acido nítrico –Acido sulfúrico –

Anhídridos:Anhídrido acético –Dióxido de carbono, sólido +Trióxido de azufre –

Acidos débiles:Acido carbónico +Acido cítrico +Acido húmico +Acido láctico +Acido tartárico +

Gases:a) inorgánicosAmoniaco –Bromo –Cloro –Dióxido de azufre –

b) orgánicosButadieno –Butano –Buteno –Etano +Eteno +Etino + Gas natural +Metano +Oxido de propileno –Propano +Propeno +


Gases licuados:a) inorgánicosAmoniaco +Dióxido de azufre –Gases nobles +Hidrógeno + Nitrógeno +Oxígeno (peligro de explosión) +

b) orgánicosButano –Buteno –Butadieno –Etano +Eteno –Etino –Gas natural + Metano +Oxido de etileno –Oxido de propileno –Propano –Propeno –

Hidrocarburos alifáticos:Aceite de parafina +–Ciclohexano –Combustible Diesel, fuel-oil –Combustible para motores de

gasolina con Benceno (Normal y Super) –

Gasolina diluyente 55 – 95 °C –Gasolina diluyente 155 –185 °C –Heptano –Hexano –Vaselina +

Alcoholes:Alcoholes grasos de coco +Butanol +–Ciclohexanol +Dietilenglicol +Etanol +–Etilenglicol +Glicerina +Isopropanol +Metanol +–

Aminas:Anilina –Dietilamina –Etilamina +Trietilamina –

Otras sustancias orgánicas:Aceite de oliva +Acetona –Acetonitrilo –Acrilonitrilo –Cetonas –Diluyentes para lacas –Dimetilformamida –Ester –Eter –Hidrocarburos halogenados –Tetrahidrofurano –


Materiales constructivos inorgánicos:Anhidrita +Arena +Cal +Cemento +Yeso +

Materiales constructivosorgánicos:Bitumen +Bitumen frío y masillas de

bitumen de base acuosa +Bitumen frío y masillas a

base de disolventes(libre de hidrocarburos aromáticos) –

Hidrocarburos aromáticos:Benceno –Cumeno –Estireno –Etilbenceno –Fenol, sol. acuosa 1% +Fenol, sol. acuosa 33 % –Tolueno –Xileno –

Vapores de:Alcanfor –Naftalina –

En el surtido se dispone de un producto, el Styropor FH 106, quepermite la obtención de materialesexpandidos que en comparacióncon los obtenidos a partir de otrasmarcas de Styropor, presentan unasuperior resistencia frente a hidro-carburos libres de hidrocarburosaromáticos. La idoneidad de esteproducto para aplicaciones específi-cas, debe ensayarse en cada casoindividual.

Observación



120/2

Las espumas rígidas de Styropor secomponen de poliestireno expan-dido. Este material, en razón de suestructura química, no es apropiadocomo alimento para seres vivientes.Por consiguiente, las espumas rígi-das de Styropor no constituyen unmedio nutritivo para mohos y bacte-rias de la putrefacción.

Sin embargo, la estructura de laespuma rígida apenas ofrece resis-tencia a los insectos o roedores quepuedan atacar en su búsqueda dealimentos o por simple afán lúdico.

Asimismo, diversas clases de insec-tos eligen de preferencia la espumarígida como lugar de anidamiento,debido a sus propiedades termoais-lantes. Se trata sobre todo de losparásitos de provisiones alimenti-cias almacenadas en establos ycobertizos, y especialmente de laspolillas de la especie “Ephestia elu-tella” (p. ej., la pollila de los granerosy la polilla gris de la harina). Sus lar-vas penetran en la espuma rígidapara transformarse en crisálidas.

Otros tipos de insectos, como losesfegideos y las termitas, son pro-pensos a perforar conductos y cavi-dades en la espuma rígida paradepositar sus huevos o acumularlas reservas de alimentos (pulgones,moscas, etc.) que precisa la des-cendencia en proceso de eclosión.

Medidas preventivas

Una medida eficaz para prevenir lapenetración de insectos en laespuma rígida consiste, p. ej., encubrir las áreas expuestas con unalechada compuesta de cemento,arena y aqua, a la que convieneañadir una dispersión poliméricapara mejorar su adherencia sobre laespuma rígida.

El método que mejores resultadosha dado para impedir que los roe-dores penetren la espuma rígidaconsiste también en aplicar un recu-brimiento adecuado. Para dichorecubrimiento pueden utilizarse,p. ej., revoques armados o revesti-mientos, en cuyo caso deberá cui-darse de que las juntas queden per-manentemente cerradas.

Pero dado que estas barrerasmecánicas no pueden proporcionaruna protección efectiva a largoplazo frente a la invasión de insec-tos y roedores, conviene adoptar entodos los casos medidas profilácti-cas contra las plagas de parásitos,como el gaseado o rociado coninsecticidas comerciales de even-tuales focos infecciosos, métodoque es preferible a todos los demás.


35388 Marzo 2001

Styropor121



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Resistencia de las espumas rígidas a los parásitosanimales y vegetales


Observación



121/2

Dentro del marco de la Ley sobreAlimentos y Artículos de Consumoel Instituto Federal para la Protec-ción de la Salud del Consumidor yMedicina Veterinaria (BgVV) publicarecomendaciones en el “BoletínFederal de la Salud”. Las recomen-daciones fijan, según los conoci-mientos actuales de la ciencia y dela técnica, bajo qué condiciones unobjeto usual fabricado con materia-les macromoleculares cumple lasexigencias del Artículo 31, párrafo1* de la Ley sobre Artículos Alimen-tarios y de Consumo del15. 08. 1974. La 6. modificación dedirectriz para la Directriz 90/128EWG probablemente sea aprobadaa fines de 2001. Posiblementeentren en vigor modificaciones refe-rentes a la observación de límites demigración específicos.

El monómero utilizado para la fabri-cación de Styropor, estireno, estádescrito en las disposiciones sobreartículos de consumo (Bedarfs-gegenständeverordnung) del10. 04. 1992 y cumple con la directriz90/128 de la CEE del 23. 02. 1990.

Los productos auxiliares de trans-formación y de fabricación emplea-dos adicionalmente para la produc-ción de Styropor figuran en lasrecomendaciones correspondientesdel BgVV relativos a polímeros quecontienen poliestireno.

Siempre y cuando se transformecorrectamente no existen inconve-nientes para su uso en la produc-ción de productos de consumo en

cuanto a la Ley sobre Artículos Ali-mentarios y de Consumo (§ 5,Párrafo 1, Nr. 1 para artículos deconsumo en el sector alimentos res-pectivamente Nr. 5 para juguetes).El fabricante respectivamente elconsumidor debe examinar por sucuenta si los artículos de consumoson adecuados para el uso previsto,la influencia sobre el sabor y olor delproducto que se embala y la obser-vación de migración global.

El fabricante o bien el usuario tienenque examinar especialmente si elembalaje final es adecuado para lautilización prevista.

La experiencia ha mostrado que sise emplean embalajes de Styroporcon un tiempo de almacenaje sufi-ciente, no hay dificultades paracumplir con estas condiciones. Sonexcepciones los productos muysensibles a los aromas y que contie-nen grasas, como por ej. el choco-late, la margarina o tortas de crema.En estos casos ayudan los envolto-rios a base de papel pergamino olas láminas de plástico o metálicas.

Aspectos higiénicos

El Styropor y las espumas de Styro-por se fabrican y se transformandesde hace decenios. Durante estetiempo no se ha puesto de mani-fiesto ningún tipo de efecto nocivopara la salud que tuviera una rela-ción causal con estos materiales.

Styropor y espumas rígidas a basede Styropor son neutrales desde elpunto de vista químico, son insolu-bles en agua y no emiten sustanciassolubles en agua que contaminen lacapa freática. Incluso factores exter-nos no tienen una influencia signifi-cativa, como por ej. líquido deestercoleros, terrenos abonadoscon fosfatos, lluvia ácida entreotros. La espuma rígida no se des-compone.


38866 Marzo 2001

Styropor125



Disposiciones de derecho alimentario® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

* Artículo 31 (Migración de sustan-cias a alimentos)Párrafo 1: “Según lo indicado en el§ 5, pár. 1, N° 1 está prohibido uti-lizar profesionalmente o poner adisposición del público para suuso artículos como artículos deconsumo en los que sustanciasmigren a alimentos o a su superfi-cie, exceptuando las que seaninofensivas en lo referente a lasalud, el olor y el sabor, que seantécnicamente inevitables.”


Aspectos biológicos

En lo que respeta a las emisionesque aparecen cuando se corta unaespuma celular de Styropor con unalambre caliente, recomendamos lainstalación de un aparato de aspira-ción para cumplir los valores MAK.

Observación



125/2

Las materias primas utilizadas parala fabricación de espumas rígidasde Styropor se componen química-mente de poliestireno u copolímerosde estireno-acrilonitrilo, que contie-nen una mezcla de hidrocarburosde bajo punto de ebullición comoagente de expansión. Tanto loscomponentes del polímero como elagente de expansión son materialesinflamables.

Durante la elaboración de espumarígida de Styropor aprox. el 50% dela cantidad de agente de expansiónde la materia prima es emitido. Des-pués de la expansión el contenidoen agente de expansión en lasespumas rígidas disminuye relativa-mente rápido hasta quedar un restode 10 –15 %, que después, sinembargo, es emitido solo muy len-tamente. Para que la mayor partede este resto también pueda esca-par, es indispensable almacenar elmaterial expandido.

Es importante indicar que bloquesde espuma rígida de Styropor quehan sido almacenados suficiente-mente pueden contener aún restosdel agente de expansión inflamable.Durante el almacenamiento, trans-porte o aplicación en ambientescerrados, por tanto, se pueden for-mar atmósferas inflamables.Durante el manejo de estos bloquesse deben tomar precauciones deseguridad especiales contra incen-dios. Si hubiera agentes de expan-sión en concentraciones peligrosas– lo cual se puede determinar pormedio de aparatos detectores-avi-sadores de gases – el ambiente res-pectivo se debe ventilar efectiva-mente. Hay que tener en cuentaque el vapor del agente de expan-sión es más pesado que el aire.Durante trabajos de fuego tienenvalidez las precauciones usuales deseguridad contra incendios.

Espuma rígida de Styropor suficien-temente almacenada está formadapor lo tanto principalmente porpoliestireno (marcas Styropor P y F)

o por copolímeros estireno –acriloni-trilo (Styropor FH). Las marcas deStyropor F y FH contienen adicio-nalmente un acabado ignifugante.En la República Federal de Alema-nia, en Austria y Suiza los materialesaislantes para el sector construc-ción deben fabricarse por principiocon marcas de Styropor F.

Inflamabilidad, propagación dellamas

A temperaturas superiores a 100 °Clas espumas rígidas de Styroporempiezan a reblandecerse lenta-mente, contrayéndose a la vez; alseguir calentando se funden. Si seaplica calor durante un tiempo máslargo, en la masa fundida se formanproductos de descomposicióngaseosos, inflamables. Dependeprincipalmente de la temperatura,del tiempo de la acción térmica ydel movimiento del aire en quémomento se forma una cantidadsuficiente de estos para inflamarsepor llamas, chispas, etc. Al ensayarsegún DIN 54836 se obtiene la temperatura de inflamación EMF-Apara espumas rígidas de Styropor Pde 362 °C, para espumas rígidas deStyropor F de 374 °C. En la prácticapor lo tanto se puede partir delhecho, de que recién a temperatu-ras superiores a 350 °C se formangases inflamables de la masa fun-dida de espuma rígida.

Si no hay un foco de ignición, losproductos de descomposición tér-mica se encienden recién a tempe-raturas entre 450 y 500 °C ensuperficies calientes o en el espaciode gas. Es posible que siga ardiendopor sí solo.

Las espumas rígidas de Styropor Po F no se inflaman espontánea-mente, según ensayos realizadospor el Instituto Federal para laInvestigación y el Control de Mate-riales, en Berlín.

Información técnica

Marzo 2001

Styropor129

3 Propiedades


Comportamiento técnico en fuego de espumas rígidas de Styropor



129/2

Son decisivos para el desarrollo y laenvergadura de un incendio,además de la intensidad y deltiempo de influencia permanente,las propiedades especiales de lasmarcas de materia prima utilizadospara elaborar la espuma rígida.

Espuma rígida de Styropor P sepuede inflamar relativamente rápidodespués de un período de sinte-rizado corto tanto por contacto conpartes de soldadura incandescentescomo por inflamación externa, y lallama se propaga rápidamente porla superficie; finalmente la espumarígida se quema totalmente, mien-tras no se absorba suficientemente

la energía térmica de la masa fun-dida, haya suficiente oxígeno y losgases de combustión puedan esca-par.

Espuma rígida de Styropor F secontrae durante la acción breve deuna llama de encendido, por ejem-plo de un fósforo, retirándose de lafuente de encendido sin inflamarse.Recién durante un tiempo de influ-encia más prolongado se puedeinflamar, sin embargo la velocidadde propagación es muy baja y lamedida de propagación de las lla-mas se limita a la superficie de laespuma rígida. Tan pronto se inter-rumpe el contacto con la llama

externa, no se puede observar quesiga ardiendo, ni que se dé el casode una post combustión o incan-descencia residual. Solo bajo lainfluencia directa de otros materia-les combustibles con un comporta-miento de seguridad al fuego másdesfavorable, como por ejemplovirutas, papel suelto, etc. también laespuma rígida de Styropor F sequema completamente.

Espumas rígidas de marcas StyroporF suficientemente almacenadas tie-nen una inflamabilidad y propaga-ción de llamas tan bajas, que lasplanchas elaboradas con ellas porlo general alcanzan la mejor clasifi-

Tabla 1

Ambito de Dispositivo de Clasificación Clasificación de espuma rígida devigencia evaluación

Styropor P Styropor F

República Federal DIN 4102 parte 1 – Clase de material de B 3 – fácilmente B 1 – difícilmente de Alemania Comportamiento en construcción inflamable y goteo inflamable; no gotea

fuego de materiales durante la combustión; durante la combustión.y piezas de construc- no cumple con DINción; conceptos, 18164 espumas especificaciones y plásticas para el sector ensayos. 5.1998 construcción 6.1979

Austria ÖNORM B 3800 Clase de inflamabilidad B 3 – fácilmente B 1 – poco parte 1 – combustible combustiblecomportamiento en Clase de formación Q 3 – con mucho Q 3 – con mucho fuego de materiales y de humo espeso humo espeso humo espesopiezas de construcción;materiales de cons-trucción; especifi-caciones y ensayos– norma previa 12.1988

Clase de formación Tr 3 – inflamable con Tr 1 – no goteade goteo goteo;

no corresponde a ÖNORM B 6050 Materiales aislantes térmicos y/o acústicosen la construcción; espuma rígida de partículas de poli-estireno expandido PS-M; 12.1988

Suiza Normas para policía Grado de 3 – fácilmente 5 – poco combustiblede fuego; materiales inflamabilidad inflamabley piezas de construc- ( < 15 kg/m3)ción; estructuras 2 – fácilmente portantes inflamable(inflamabilidad y formación de humo Grado de humo 1 – fuerte 1 – fuerte espeso) espeso ( 20 kg/m3)Edición 1997

Internacional ISO 3582 – Cellular burning rate 2 – 3 mm/splastics and rubber (velocidad de materials – Laborato- combustión)ry assessment of hori-zontal burning cha- mean extinction time 4 –10 sracteristics of small (tiempo de extinción specimens subjected medio)to a small flame12/2000 mean extent burnt 30 – 40 mm

(trayecto de combustión medio)

cación para materiales de construc-ción inflamables. Según estos dife-rentes comportamientos en la zonade habla alemana se obtiene la clasificación para espumas rígidasde Styropor P o F indicadas en latabla 1.

Generación de calor

Además de la inflamabilidad y de lapropagación de las llamas la gene-ración de calor es uno de los crite-rios técnicos de protección contraincendios. Pero no se puede derivardel valor calorífico relativamente altode poliestireno (Hu = 40 MJ/kg) unaporte alto a la generación de calor.Este depende más bien principal-mente del tipo de combustión.

Por su masa baja las espumas rígi-das de Styropor F integradas comomaterial aislante respectivamentelos embalajes de Styropor P ó F, porlo general contribuyen poco a lageneración de calor.

Es diferente en el caso de almace-namiento de cantidades grandes deespumas rígidas en las zonas deproducción y elaboración.

Evaluación del comportamientoal fuego en la aplicación

El comportamiento al fuego de pro-ductos de materiales inflamablessólidos, es decir también deespuma rígida de Styropor, dependeno solo de las influencias determi-nadas por el material, sino ademásen gran medida de su forma, susuperficie, su distribución en el lugary en relación a la fuente de ignicióny su integración con otros materia-les, aparte de esto del tipo, la ener-gía y del tiempo de aplicación de lafuente de ignición así como del tra-tamiento térmico previo y la ventila-ción. Estas influencias determinadaspor el material, la forma y el ambientedeben tenerse en cuenta durante laevaluación de las propiedades decomportamiento al fuego de pro-ductos de Styropor en vista de lasdiferentes situaciones de riesgodurante su uso.

Las propiedades técnicas de com-portamiento al fuego pueden variarfundamentalmente especialmentedebido a pinturas y recubrimientosasí como por la integración conotros materiales. Mientras que parael uso de la espuma rígida se debencumplir exigencias relativas a laseguridad al fuego, las comproba-ciones necesarias deberán hacersecon el producto acabado.

Para aplicaciones de Styropor F,que son difícilmente inflamables, lanorma DIN (norma técnica alemana)4102 parte 16 contiene las indica-ciones respectivas. No es necesario

hacer una comprobación especial,si se aplica la espuma rígida adya-cente a materiales de construcciónsólidos minerales, o integrados aestos, si la unión se hace con unadhesivo, cuya aptitud haya sidocomprobada mediante un sello dehomologación PA III. Aplicacioneshorizontales solamente estáncubiertas por el certificado de con-formidad o el certificado de pruebageneral de la inspección de obras sise aplica la espuma rígida debajode la capa de solado o como reves-timiento visible del techo con unespesor de ≤ 80 mm.

Para aplicaciones de espuma rígidanormalmente inflamable se puedenobtener los datos respectivos de loscertificados de conformidad segúnla norma DIN 4102, ÖNORM R3800 ú otras normas nacionales.

Emisiones en el caso de participación de la espuma rígidade Styropor en el fuego

Los peligros para la salud causadospor productos de descomposicióntérmica de espuma rígida de Styro-por en el caso de fuego, fueronestudiados ya en 1967 por el Labo-ratorio para la técnica de plásticosen el Museo de la Industria Tecnoló-gica en Viena, junto con el laborato-rio toxicológico de BASF Aktienge-sellschaft. El resultado ha sidopublicado por el Prof. E. Neufert enel Manual de Styropor, Capítulo 1,“Protección contra Incendios“.

Particularmente se determinaron enlos ensayos realizados según lanorma DIN 53436, en los cuales seincluyeron como comparación,aparte de espuma rígida de Styropor,materiales de construcción celulósi-cos, las concentraciones de los

componentes individuales de losproductos de descomposición térmica que se encuentran en latabla 2.

La toxicidad de gases de incendio yde incendios sin llamas no se pue-den evaluar, como es de conoci-miento general, tan solo por la composición de sus componentesindividuales. Es necesario hacerensayos en el modelo biológico.

Los ensayos biológicos de la toxici-dad de inhalación aguda revelaronque los gases de incendio y deincendio sin llama desarrollados porespuma rígida de Styropor puedentener un efecto tóxico, comosucede en la descomposición detodos los materiales orgánicos. Enestos ensayos la toxicidad se debíasolamente al monóxido de carbonocontenido en el gas de incendio.Además se comprobó, que el riesgorelativo de intoxicación por gasesde incendio o de incendio sin llama,que se pueden formar en el caso dela participación de espuma rígida deStyropor en el fuego, es bajo encomparación a aquellos productosde descomposición térmica de losmateriales de construcción celulósi-cos, como por ejemplo tableros defibra de madera y corcho, que seensayaron comparativamente y quese utilizan desde hace tiempo.

En lo que se refiere a la toxicidad delos componentes del gas de incen-dio mencionado en la tabla 2, endependencia de su concentración,se puede indicar lo siguiente:

129/3

Tabla 2

Tipo de muestra Componentes de Composición del gas de combustión ppm1) a unalos gases de temperatura de ensayo decombustión 300 °C 400 °C 500 °C 600 °C

Espuma rígida de Monóxido de carbono 50* 200* 400* 1000**Styropor P Monoestireno 200 300 500 50

Otros prod. arómaticos trazas 10 30 10Bromuro de hidrógeno 0 0 0 0

Espuma rígida de Monóxido de carbono 10* 50* 500* 1000**Styropor F Monoestireno 50 100 500 50

Otros prod. arómaticos trazas 20 20 10Bromuro de hidrógeno 10 15 13 11

Madera de abeto Monóxido de carbono 400* 6000** 12000** 15000**rojo Prod. aromáticos – – – 300

Planchas aislantes Monóxido de carbono 14000** 24000** 59000** 69000**de fibra de madera Prod. aromáticos trazas 300 300 1000

Corcho expandido Monóxido de carbono 1000* 3000** 15000** 29000**Prod. aromáticos trazas 200 1000 1000

Indicación:Condiciones de ensayo según DIN 53436, suministro de aire 100 l/h, tamaño de muestras en mm: 300 x 15 x 101) ppm = Partes en volumen por 1 millón ** incendio sin llama

de partes (parts per million) ** incendio con llama– no se midió

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En cantidades importantes semidieron monóxido de carbono ymonoestireno. La toxicidad agudade gases tóxicos se caracteriza porla concentración letal (LC 50), porejemplo para una inhalación durantemedia hora. Para monóxido de car-bono asciende a 0,55 %, paramonoestireno es superior a 1% (envolumen). La concentración demonoestireno por lo tanto debeduplicar la de monóxido de carbonopara obtener el mismo efecto tóxicoagudo. Ya que su concentración enlos productos de descomposiciónde espuma rígida de Styropor segúnla tabla 2 a partir de 300 °C esmucho menor que la de monóxidode carbono, se puede partir delsupuesto, que en el caso de incen-dio la dosis de tolerancia para lasalud está determinada exclusiva-mente por el monóxido de carbono.La cantidad de productos aromáti-cos en los gases de incendio deespuma rígida de Styropor es com-parativamente baja y por lo tanto nopresenta un riesgo especial para lasalud.

Styropor F contiene como agenteignifugante el hexabromociclodode-cano (HBCD, concentración < 1 porciento en peso), un hidrocarburocicloalifático bromurado. En ensa-yos técnicos de protección contraincendios se analizaron la formaciónde bromuro de hidrógeno, la gene-ración de dioxinas y furanos tóxicosy la contaminación del agua deextinción.

Se encontraron solo trazas de bro-muro de hidrógeno (véase tabla 2).La concentración letal aguda deeste se encuentra en la magnitud deaquella de monóxido de carbón. Porsu baja concentración, por lo tanto,no puede ser importante en cuantoal peligro agudo para la salud porgases de incendio de espuma rígidade Styropor. Las bajas cantidadesde haluros de hidrógeno no presen-tan un riesgo de corrosión excep-cional, ya que los gases de incendiode la mayoría de las sustanciasorgánicas contiene componentesácidos; los productos de descom-posición de la madera, por ejemplo,contienen ácido acético.

Durante los ensayos con Styropor Fsegún la norma DIN 53436 no seencontraron dioxinas bromuradas nien la fase gaseosa ni en los resi-duos de combustión. Se formancantidades despreciables de variosfuranos bromurados (producto prin-cipal monobromofurano), que seencontraron principalmente adheri-dos a los residuos de combustión;todos estos no están incluidos en lanueva Norma de prohibición de pro-ductos químicos publicada en Juliode 1994, que define los valores

límite para dioxinas y furanos toxi-cológicamente relevantes.

Durante el corte con hilo incandes-cente de espuma rígida de poliesti-reno la Oficina de Inspección Indus-trial de Muenster en 1990 encontróen el aire del puesto de trabajosolamente furanos bromurados,cuya concentración era inferior al1% de la cantidad tolerable diaria.

Dos informes de investigación delMinisterio Federal del MedioAmbiente apoyan estos resultados:contienen la verificación, que dioxi-nas y furanos halogenados se fijancasi cuantitativamente a partículasde hollín (Informe N° 10409222,1991) y que la tendencia de HBCDde formar este tipo de compuestosen el caso de incendios es despre-ciable (Informe N° 10403363,medido en granulado de poliesti-reno con 3 % HBCD, 1990).

Residuos de combustión y aguade extinción

a) Residuos de combustión sólidos

Los residuos de combustión de Styropor y de espuma rígida de Styropor no contienen sustanciasnocivas en cantidades importantesque se puedan eluir con agua.

El Departamento Federal de Sani-dad (BGA) Alemán ha publicado lasmedidas para retirar residuos decombustión (Boletín Federal deSanidad 1/1990). Según estas reco-mendaciones los productos plásti-cos quemados o chamuscados sedeben llevar a una planta térmica detratamiento de desechos, mientrasque el análisis de los residuos nopermita otras posibilidades de uso.

b) Agente de extinción

El agua de extinción no debe des-cargarse en aguas naturales.

En ensayos de comportamiento enfuego con bloques de espumarígida de Styropor P y F se recogie-ron y analizaron las aguas de extin-ción respectivas. En el ensayo dedafnias y peces estas aguas deextinción no revelaron resultadosnegativos para la ecósfera. Losresultados del ensayo permiten lle-gar a la conclusión, que incluso enel caso de una catástrofe, la conta-minación no intencionada de lasaguas no presentaría riesgos.

La función de una planta depura-dora mecánica-biológica no es alte-rada por el contenido de las aguasde extinción, eliminando suficiente-mente el carbono orgánico disuelto.

Las fábricas que producen o alma-cenan espuma rígida de Styropor nonecesitan una instalación de reten-ción de aguas de extinción.

Si los bomberos mezclan agentesespumantes con el agua por moti-vos de extinción, el agua de extin-ción sólo puede descargarse en lacanalización después de consultarcon el personal de la planta depu-radora.

Conclusiones

En resumen, se puede señalar queen el caso de fuego en fábricas queproducen espuma rígida de Styropor,se debe contar con la emisión deproductos de combustión y defuego sin llamas cuya toxicidad deinhalación aguda de ninguna manerase debe estimar superior a aquellade fábricas que transforman mate-rias derivadas de la madera.

Los productos que se formandurante la combustión de espumarígida de Styropor no causan peli-gros especiales para el medioambiente.

Indicación

Detalles adicionales tomando encuenta las normas nacionales seencuentran:

Gran Bretaña:BS 6203: 1991: British StandardGuide to Fire characteristics and fireperformance of expanded Poly-styrene (EPS) used in building appli-cations.

España:Información técnica 0/1 – 130 s:Comportamiento ignífugo de losmateriales expandidos de Styropor.

EEUU:E-8 Building Code and SpecificationCompliance (Styropor BF).

Observación



Las empresas que producen o trans-forman sustancias inflamables, debentener en cuenta los siguientes facto-res para la planificación y ejecuciónde medidas técnicas de seguridadpara la prevención de incendios:

– propiedades específicas de losmateriales utilizados en los dife-rentes estados en los que seencuentran,

– particularidades de los procesosde producción respectivos y lasinstalaciones tecnológicas nece-sarias,

– particularidades de las medidastécnicas de seguridad de lasconstrucciones

– y sobre todo las disposicioneslegales y normas respectivasvigentes:

– las disposiciones de inspección deobras, las leyes referentes a la pro-tección contra incendios de losestados federales, las disposicio-nes de prevención de accidentesde las asociaciones para la pre-vención y el seguro de accidentesde trabajo de la industria química,de los estatutos industriales y final-mente también las disposicionesdel seguro contra incendios.

Las disposiciones de seguridad reco-mendadas no son obligatorias y noeximen al transformador de Styroporde la observancia de las disposicio-nes legales y oficiales vigentes.

Fases en la transformación

Almacén de materia prima

El Styropor se almacena principal-mente en los envases de transporte“envase de cartón” o en “barriles dechapa ondulada”. Algunas empre-sas de transformación grandes reci-ben el Styropor suelto en vehículos-silo y almacenan la materia primabajo condiciones determinadas ensilos fijos. Los almacenes deben serfrescos y estar bien ventilados.

Transformación

Preexpandir

Actualmente se expande la materiaprima casi exclusivamente con vaporde agua a temperaturas de aprox.100 –115 °C. Esto se hace en reci-pientes cilíndricos provistos de agita-dores, denominados aparatos depreexpansión que trabajan demanera continua o discontinua.Debido a la alta temperatura, lamateria prima se ablanda, la presiónde vapor del agente de expansión seeleva e hincha las perlas hasta queéstas llegan a alcanzar 50 veces suvolumen original. Durante este pro-ceso la materia prima pierde aprox.30% del agente de expansión. Ladensidad de apilado generalmenteestá entre 10 y 30 kg/m3. El vaporutilizado durante el proceso y elagente de expansión liberado seexpanden hacia afuera o se aspiran.

Reposo intermedio

Después de la preexpansión lasperlas expandidas generalmente seestabilizan en el lecho fluidizado, sesecan y se transportan neumática-mente a silos de reposo intermedioventilados. Durante el enfriamientode las partículas recién expandidas,agente de expansión y vapor deagua se condensan en las células.Debido a esto se forma un vacíoque debe ser compensado por aireque difunde hacia el interior. Así laspartículas obtienen la estabilidadmecánica necesaria para la transfor-mación posterior.

Para el reposo intermedio se utilizangeneralmente silos de tejidos texti-les o de metal; estos también sepueden colocar al aire libre.

Expandir

Después de la preexpansión y delreposo intermedio las perlas deespuma rígida se pueden transfor-mar en moldes de bloque o en


40152 Marzo 2001

Styropor130

3 Propiedades


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Seguridad contra incendios durante latransformación de Styropor


máquinas automáticas de piezasmoldeadas.

El portador de energía nuevamentees vapor de agua. Durante laexpansión la estructura celular seablanda, mientras que la mezcla deagente de expansión y aire hinchanuevamente las perlas. Debido a laacción de la presión y de la tempe-ratura elevada las perlas se sueldanentre ellas, formándose un bloque ópieza moldeada mecánicamenteresistente.

Fabricación de bloques

Las perlas de espuma rígida setransportan de manera neumáticadesde el almacén de reposo inter-medio a los silos de transformaciónpara los moldes de bloques que porlo general trabajan de manera com-pletamente automática. Las perlasllegan a los moldes cayendo verti-calmente ó a través de un soplante,y aquí se expanden con vapor for-mando bloques. Los moldes de blo-que modernos por lo general estánprovistos de depósitos de vapor einstalaciones de vacío. Después dela producción los bloques se alma-cenan para su secado y para permi-tir que concluya la contracciónantes de la transformación poste-rior.

Fabricación de piezas moldeadas

El interior del molde se llena a tra-vés de inyectores de carga con lasperlas de espuma rígida preexpan-didas y después del reposo inter-medio, y se expande con vapor demás de 100 °C. Luego, las piezasmoldeadas se embalan; en el casode procesos de producción moder-nos con refrigeración al vacío inclui-da en la máquina. Sólo en casosespeciales se necesita un secadoadicional en estos casos.

El agente de expansión que aúnpermanece en la espuma rígida, sevolatiliza durante el almacena-miento, quedando tan solo unapequeña parte.

Transformación posterior

Los bloques de espuma rígida secortan, obteniéndose planchas.Esto se hace generalmente conayuda de hilos oscilantes incandes-centes o con cuchillas de cinta sinfin y serruchos. En esta fase de laproducción el material se puedeelastificar o forrar con diferentescapas de cubrición, respectiva-mente se puede acabar con floca-dos o estampar.

Almacenamiento

En el almacén de expedición se guar-dan los productos acabados. Si nohan sido embalados anteriormente,las planchas se recubren con láminasde contracción o se aplican precin-tas. Las piezas moldeadas se emba-lan en cajas de cartón o también seprotegen con láminas.

Tratamiento de los desechos

Los desechos que se obtienendurante la fabricación de bloques ypiezas moldeadas se pueden utilizardentro de ciertos límites comomateria prima para la producción dediferentes espumas rígidas. Requi-sito: los desechos deben estar lim-pios, despolvoreados y triturados aun tamaño determinado.

Los desechos de espuma rígida deStyropor triturados se usan desdehace años bajo el nombre de Styro-mull como agente bonificante delsuelo en la fruticultura, viticultura,en la jardinería paisajística, en jardi-nería y construcción de camposdeportivos, así como para el drenajecon tubos y de ranuras y comoagente auxiliar de compostaje.Según la Ley de Fertilizantes elStyromull se considera un agenteauxiliar para suelos.

A través de procesos de sinterizadoy fusión los desechos se puedentransformar en la materia primacompacta poliestireno y se puedenutilizar para la producción de pro-ductos simples de piezas moldea-das por inyección o extrusionados.

Una posibilidad adicional de usoposterior consiste en aprovechar laenergía calorimétrica de desechosde espuma rígida molidos para lageneración de vapor. En este casohay que tener en cuenta los valoresde emisión de gas de combustiónadmisibles legalmente.

Las espumas rígidas de Styropor noceden sustancias nocivas al aire,suelo y aguas subterráneas. Por lotanto también se pueden deponersin problemas en vertederos dedesechos controlados.

Comportamiento ignífugo de Styropor

Styropor como materia prima

Desde el punto de vista químico, lamateria prima Styropor consiste enmás de 90% de poliestireno ocopolímeros de estireno, que con-tiene una mezcla de hidrocarburosde bajo punto de ebullición comoagente de expansión. Las marcas Festán acabadas además con unaditivo ignífugo.

Tanto los componentes poliméricoscomo el agente de expansión sonmateriales inflamables.

En la mezcla presente se puedenclasificar desde 1987 según las nor-mas internacionales para el trans-porte de productos peligrosossegún ADR y RID según las medi-das técnicas para la prevención deincendios. El agente de expansiónse puede clasificar por su punto deinflamación (según DIN 51 755) de– 20 °C como líquido inflamable dela Categoría de clasificación A I(VbF); pero como el agente deexpansión se encuentra disuelto enel polímero no se puede determinarun punto de inflamación exactocorrespondiente a esta mezcla.

Pero si se determina la temperaturaa la cual se forman vapores inflama-bles en concentraciones suficientespara producir una ignición de lasmarcas de Styropor, se obtienenvalores de temperaturas que,debido a la disminución de la pre-sión del vapor del agente de expan-sión, se encuentran considerable-mente por encima de su punto deinflamación. Por lo tanto, según DIN51 755, para las marcas Styropor Pes válido el valor de 29,0 °C, paramarcas F el valor de 26,5 °C.

La aplicación de la “Disposiciónsobre la construcción y el funciona-miento de instalaciones para elalmacenamiento, envasado y trans-porte de líquidos inflamables por víaterrestre” (VbF) no es válida, porqueel producto se encuentra en estadosólido hasta la temperatura límitedeterminada de 35 °C.

La materia prima no embalada api-lada de forma suelta no se puedeinflamar, si se expone brevemente yde manera discontinua a la llama decerillas.

Si la exposición a la llama se pro-longa (por ej. 60 s con ayuda de unamecha de papel o 15 hasta 30 s conla llama de gas de un mechero deBunsen), el material se espuma yempieza a arder. En el caso de mar-cas de Styropor P el fuego se pro-paga por la superficie con una velo-cidad de aprox. 3 cm/min – valorque corresponde también a otrosmateriales sólidos inflamables (porej. naftalina).

Pero en el caso de las marcas F elfuego generado se apaga por sísolo después de poco tiempo.

Sólo en el caso de exposición pro-longada a llamas intensivas tambiénel Styropor F empieza a fundirse, ypor supuesto sigue ardiendo inde-pendientemente.

130/2

La influencia del embalaje

También el embalaje influye en elcomportamiento en fuego de lamateria prima.

Si se utilizan envases de chapaondulada el peligro de una inflama-ción espontánea y una propagacióndel incendio es bajo, ya que senecesita una energía térmica consi-derable para descomponer e infla-mar el contenido. También si se uti-lizan contenedores de cartón sepuede contar con una fase relativa-mente larga de propagación delfuego, aún si el embalaje estáexpuesto directamente a las llamas.Recién cuando el embalaje estáperforado, el contenido tambiénarde, por lo cual tanto en el caso demarcas de Styropor P como Faumenta la intensidad del fuego y eldesarrollo de gas de combustión.

Muchos ensayos han demostrado:Si el Styropor se ve expuesto aenergía térmica de fuegos genera-dos, no se descompone repentina-mente, sino se comporta como losproductos sólidos orgánicos com-parables. En el “Manual de Mercan-cías peligrosas” de G. Hommel elmaterial se clasificaría por lo tantoen la categoría 2 (de 4) bajo “Peligrode ignición al calentar”. En las dis-posiciones internacionales para eltransporte de mercancías peligrosassegún ADR y RID, el Styropor estáclasificado como poliestirenoexpandible en la clase 9.

La generación de calor de Styropordepende de la importancia de suparticipación en el fuego. Al que-marse completamente la generaciónde calor está caracterizada por suvalor calorífico, que para las marcasStyropor es de aprox. 11 kWh/kg.

Productos intermedios y finales de la transformación de Styropor

El agente de expansión inflamableque se encuentra presente en todaslas fases de la transformacióninfluye decisivamente también en elcomportamiento en fuego de losproductos intermedios y finales. Poresto el comportamiento de ignicióndurante la transformación deStyropor con y sin aditivo ignífugose debe evaluar aproximadamentede la misma manera.

Mezclas de agente de expansión– aire

Los envases de transporte deStyropor no son absolutamenteestancos a gas. Aún si se almace-nan en lugares frescos, se despren-den pequeñas cantidades de vaporde agente de expansión, que esmás pesado que el aire. La mezcla

del vapor con aire es inflamable enel margen de concentración de1,3 – 7,8% en volumen (límites deexplosión).

La temperatura de ignición de pen-tano según DIN 51 794 es de230 – 290 °C. Llamas abiertas, can-dencia o chispas por lo tanto pue-den causar la ignición de la mezclade agente de expansión – vapor –aire en el margen de los límites deinflamabilidad en forma de deflagra-ción o incluso en forma de unaexplosión. La presencia de mezclaspeligrosas se puede determinarfácilmente mediante detectores-avi-sadores de gases (por ej. de laempresa Auergesellschaft mbH enBerlín, Drägerwerk AG, Lübeck oGesellschaft für Gerätebau (GfG),Dortmund).

Styropor preexpandido

La diferencia entre la materia primay el material preexpandido consistesolamente en que este contieneaproximadamente hasta 30%menos de agente de expansión.

Pero la estructura de la espuma tieneuna influencia importante sobre elcomportamiento en fuego. Inmedia-tamente después de la preexpansiónaún no se pone de manifiesto la gransuperficie específica, porque inicial-mente el producto está protegidoefectivamente contra los peligros dela transmisión de calor por su altocontenido en humedad. Pero estocambia a medida que seca: la infla-mabilidad aumenta constantementehasta que en estado seco es másinflamable que la materia prima.

Bloques y piezas moldeadas deStyropor

Inmediatamente después de la pro-ducción las espumas rígidas deStyropor contienen aún aproximada-mente 50% de la cantidad de agentede expansión que contiene la materiaprima. Este valor se reduce con rela-tiva rapidez durante el reposo. Elagente de expansión se volatilizahasta quedar un resto de 10 –15%.

Desde el punto de vista químico laespuma rígida de Styropor consistede poliestireno o copolímeros depoliestireno (las marcas F en combi-nación con un aditivo ignífugo).Desde el punto de vista físico setrata de una espuma rígida con unaestructura celular cerrada, que en elmargen de temperatura de100 –110 °C se reblandece, se con-trae y finalmente, al aumentar latemperatura, se funde.

El material fundido a temperaturassuperiores a 200 °C emite produc-tos de descomposición gaseososinflamables. Estos se pueden infla-mar por fuentes de calor con másde 450 °C (llamas, chispas o fuego),si se producen en suficiente con-centración. La temperatura de infla-mación EMF según DIN 54 836 esde 362 °C para espumas rígidas demarcas de Styropor P, de 374 °Cpara aquellas de Styropor F.

La inflamación espontánea de espu-mas rígidas de Styropor se puedeexcluir por definición de las técnicasde prevención de incendios recono-cidas.

Las propiedades técnicas de pre-vención de incendios de espumasrígidas de Styropor recién produci-das están determinadas decisiva-mente por el agente de expansiónque aún contiene: en este estado elmaterial se puede inflamar a travésde fuentes de ignición, (por ej. chis-pas producidas por soldaduras,procesos de esmerilado, tabacosardientes, cargas electrostáticas,etc.), que después del tiempo dereposo no lo inflamaría.

Una vez concluido el reposo, cuyaduración depende de la forma yespesor de las piezas moldeadas,pero que debe ser de un mínimo de2 semanas, ya no es decisivo elagente de expansión y Styropor Falcanza las propiedades técnicas deprevención de incendios exigidas.

Espumas rígidas de Styropor P

Muestras de espuma rígida deStyropor en forma de planchas sedeben clasificar en los ensayossegún DIN 4102, que corresponde alcomportamiento en fuego de mate-riales y piezas de construcción, comofácilmente inflamable. En este ensayouna pequeña llama actúa desdeabajo sobre una muestra puesta demanera vertical. La espuma rígida deStyropor P muestra en este caso unapropagación de llamas vertical ≥ 15cm en 20 s. En comparación, segúnlas directrices, los materiales celulósi-cos como papel, cartón y maderasdelgadas también están clasificadoscomo fácilmente inflamables.

Según el método de Seekamp yRoeske (3) se determinaron para lapropagación de llamas los siguien-tes valores comparables:

130/3

130/4

Espesor Velocidad(mm) (cm/s)

Espuma rígida deStyropor P 10 1Papel 0,05–0,16 5,0–1,2Cartón 0,5 0,5–0,7Cartón ondulado 3,2 0,7Chapa de nogal 0,6 1,4–1,7Maderas macizas 2 0,6–0,8

Espuma rígida de Styropor F

La inflamabilidad y la propagaciónde las llamas de espuma rígida deStyropor F que ha tenido un tiempode reposo suficiente, son tan redu-cidas, que las planchas hechas deestos materiales se pueden clasifi-car según DIN 4102 como “difícil-mente inflamables”. Cuando seinflaman con una llama pequeña, nosiguen ardiendo; se apagan, apenasse retira la llama.

En las pruebas según la norma UL94 (Horizontal Burning Test for Clas-sifying Foamed Materials 94 HBF,94 HF-1 or HF-2) se han de clasifi-car como 94 HF-1.

Los resultados de estas pruebascorresponden también al comporta-miento en fuego de planchas apila-das debidamente reposadas; por lotanto son muy importantes para laevaluación del riesgo de incendio enempresas transformadoras.

Ensayos de fuego en la relación 1 : 1hechas por la Universidad de Karls-ruhe, arrojan una propagación de

fuego claramente retrasada paraespuma rígida de Styropor F frentea espuma rígida de Styropor P sinaditivos ignífugos. (Método deensayo para piezas moldeadassegún DIN 53 438, parte 3).

Emisiones de la espuma rígida de Styropor en casos de incendio

El peligro para la salud que compor-tan los productos de descomposi-ción térmica que se producen encaso de incendio de espumas rígidasde Styropor, ya fue objeto de estudioen 1976 conjuntamente por parte delLaboratorio de Técnicas de Materia-les Plásticos del Museo Industrial deViena y el Laboratorio Toxicológicode BASF Aktiengesellschaft. El resul-tado ha sido publicado en el Manualde Styropor, capítulo 1 “Prevenciónde incendios”, publicado por el pro-fesor E. Neufert.

Concretamente, en los estudios rea-lizados según la norma DIN 53 436,en los que además de la espumarígida de Styropor también se inclu-yeron, a título comparativo, materia-les para la construcción a base decelulosa, se determinaron las con-centraciones de los distintos com-ponentes de productos de descom-posición térmica que se indican enla tabla 2.

Los amplios estudios toxicológicosque también se llevaron a cabo enorganismos vivos, demuestran quelos gases de combustión deStyropor no tienen un potencialtóxico mayor que el de los gases decombustión de productos naturales,

como por ej. madera, corcho ólana.

Se llevaron a cabo varias pruebascon plásticos que contienen hexa-bromociclododecano (HBCD) comoagente ignifugante, en cuanto a laprobabilidad de formación de diben-zodioxinas y -furanos polibromadosen caso de incendio. En 1990 porencargo de la Oficina Federal delMedio Ambiente, Hutzinger [1]llevó a cabo trabajos de investiga-ción fundamentales también congases de combustión de granuladoPS con un contenido de HBCD de3 %: en ellos afirma, que la probabi-lidad de formación de estas sustan-cias depende, aparte de las condi-ciones del fuego, de la estructuramolecular del agente ignífugo yafirma que en el caso ensayado laprobabilidad de formación dePHDD/F de HBCD es despreciable.

Otros estudios independientesobtienen resultados similares [2].

Investigaciones llevadas a cabo porel Departamento de Inspección deIndustrias de Münster durante elcorte de bloques de EPS con hiloincandescente tampoco no revela-ron la presencia de dioxinas en elárea de trabajo. El valor determi-nado para dibenzofuranos broma-dos fue de menos del 1% del valordiario tolerable para la absorción.

Los resultados de estos ensayostambién son válidos para pilas deplanchas almacenadas, y por lotanto son muy importantes para laevaluación del riesgo de fuego enempresas de transformación.

Evaluación del peligro de incendio en determinadas áreas de la empresa

Las indicaciones que se dan a con-tinuación referentes al peligro rela-tivo de incendio de determinadasáreas de la empresa se basan prin-cipalmente en las característicastécnicas de prevención de incendiosde los productos que se almacenano transforman en ellas.

Almacén de materia prima

El peligro de incendio de materiasprimas almacenadas de Styropor esbajo, mientras que el almacén estébien ventilado, evitándose de estamanera la acumulación de la mezclade agente de expansión – aire.

En silos de materia prima cerrados,no ventilados, se pueden formarestas mezclas en concentracionesinflamables. Por lo tanto es necesa-rio introducir gas inerte en el depó-sito de almacenamiento. Las medi-das de seguridad contra incendiosen primer lugar están dirigidas a evi-

Tipo de Componentes de los Composición del gas de combustión en muestra gases de combustión ppm1), a una temperatura de ensayo de

300 °C 400 °C 500 °C 600 °C

Espumas rígidas Monóxido de carbono 50 * 200 * 400 * 1000 **de Styropor P Estireno monómero 200 300 500 50

Otras sustancias aromáticas Trazas 10 30 10Acido bromhídrico 0 0 0 0

Espumas rígidas Monóxido de carbono 10 * 50 * 500 * 1000 *de Styropor F Estireno monómero 50 100 500 50

Otras sustancias aromáticas Trazas 20 20 10Acido bromhídrico 10 15 13 11

Madera de abeto Monóxido de carbono 400 * 6000 ** 12000 ** 15000 **Sustancias aromáticas – – – 300

Planchas Monóxido de carbono 14000 ** 24000 ** 59000 ** 69000 **aislantes de Sustancias aromáticas Trazas 300 300 1000aglomerado de madera

Corcho Monóxido de carbono 1000 * 3000 ** 15000 ** 29000 **expandido Sustancias aromáticas Trazas 200 1000 1000

Observación:Condiciones de ensayo según DIN 53436, aportación de aire 100 l/h, tamaño de las probetasen mm: 300 x15 x10

** Combustión sin llama** Combustión con llama– no se midió

tar el efecto de un incendio primariosobre el contenido del almacén. Poresto sobre todo es necesario tenercuidado con las mezclas de agentede expansión – aire inflamables,que se pueden formar en envasesparcialmente vaciados (por ej. entambores de chapa ondulada). Aesto hay que agregar el riesgo defuego por cargas electrostáticas –tal como en el caso de la mayoríade los demás plásticos – un factorque a menudo no se toma encuenta.

Preexpandir

En esta fase de la transformación lahumedad contenida en el material loprotege de los efectos peligrososdel calor. El riesgo de fuego por lotanto es bajo. El requisito es unabuena ventilación, para evitar la for-mación de mezclas de agente deexpansión-aire inflamables. Ademáses indispensable hacer una cone-xión a tierra cuidadosa de las insta-laciones de transporte y carga.

Reposo intermedio

El reposo intermedio es una fase deriesgo especial, debido a que elmaterial preexpandido tiene unasuperficie específica grande. El peli-gro de inflamación de la mezcla deagente de expansión y aire y de lapropagación del incendio al pro-ducto intermedio en esta fase eselevado.

También en este caso la mejormedida preventiva consiste en unabuena ventilación. Otras medidasque se pueden tomar son: evitar lascargas electrostáticas, separaciónde la construcción de otras áreasde la empresa, inclusión de una in-stalación de aspersión, controlestricto y mantenimiento de la pro-hibición general de fumar.

Expandir

En esta área de producción elriesgo de incendio es menor quedurante el reposo intermedio. Elmaterial utilizado contiene tan soloaproximadamente 70% de la canti-dad de agente de expansión originalen la materia prima. Además,durante la expansión la superficieespecífica disminuye notablemente.Pero para mantener lo más bajoposible el riesgo de incendio, esnecesario cumplir con las medidasde seguridad descritas anterior-mente.

Almacenamiento de la espumarígida acabada

En el almacén de bloques deespuma rígida el peligro es mayor,

debido a que la propagación de lasllamas se ve acelerada por los volú-menes grandes.

En el almacén de piezas moldeadasel riesgo de incendio está determi-nado principalmente por la altura yla superficie ocupada por las pilasde material. El peligro causado porla formación de gas del agente deexpansión es bastante menor queen las áreas de producción anterio-res, pero una ventilación suficientees necesaria a pesar de esto.

Para todas las áreas de produccióny almacenamiento es válido: elmontaje de instalaciones de asper-sión disminuye el riesgo de fuegodecisivamente.

Transformación

El sobrecalentamiento de los hilosincandescentes de instalaciones decorte así como cuchillas de cinta sinfin rápidas y serruchos incrementael riesgo de fuego en esta área detransformación. Adicionalmente estáel peligro de inflamación por des-echos finos (polvo) por la superficieelevada y la tendencia a la cargaelectrostática.

Otro peligro de incendio existe si seutilizan pegamentos fácilmente infla-mables. La carga electrostáticapuede causar chispas inflamablesde conductores aislados al pegarlas espumas rígidas de Styropor.

Por lo tanto es indispensable ponera tierra todas las partes metálicasde los aparatos e instalaciones.Además hay que tomar precaucio-nes para que la mezcla de agentede expansión-aire que difundedesde el material pueda ser eva-cuado. Porque hay que suponerque también se trabaja con espumarígida que no ha tenido un tiempode reposo intermedio suficiente.

Se debe retirar de la empresa con-stantemente todos los desechos deespuma rígida y llevarlos a un alma-cén de desechos separado.

Almacén de expedición deespuma rígida

El riesgo de incendio en esta áreaes similar a aquel del área de trans-formación. Pero hay que añadir dospuntos de vista: las espumas rígidasestán en contacto con materiales deembalaje, que pueden influir demanera negativa en el comporta-miento al fuego. Además se debetener en cuenta el descuido de per-sonas extrañas a la empresa, queno conocen las propiedades ignífu-gas de los materiales almacenados.

Almacén de desechos y tratamiento de desechos

Los desechos de espuma rígidaalmacenados suponen un riesgo deincendio especial debido a la diver-sidad de forma, tamaño, superficieespecífica, composición y debido alalmacenamiento suelto. Esto tam-bién es válido para la eliminación delos desechos.

El almacén de desechos y el lugarde tratamiento de estos por lo tantodeben instalarse a suficiente distan-cia de la empresa de transforma-ción.

Es decisivo poder reaccionar conmedidas de seguridad específicasde las técnicas de prevención defuego en cada situación especial enel almacén y situación de transfor-mación.

Medidas de protección del medioambiente después de incendios

Aguas de extinción de incendios

Las espumas rígidas de Styropor,como muchas otras sustanciasorgánicas, no son solubles en aguay se considera que no ponen enpeligro las aguas. Por este motivo laley no exige la retención del aguade extinción.

Como medida de precaución parala protección de las aguas y delsubsuelo, puede ser recomendabletomar medidas para retener posi-bles aguas de extinción aún en elcaso de almacenamiento de mate-riales que no suponen un peligropara las aguas de tal manera queestas no puedan llegar a contaminarlas aguas abiertas, aguas freáticas oel suelo.

Ensayos de fuego sistemáticos conStyropor bajo condiciones cercanasa la realidad han demostrado, queno es necesario temer alteracionesmotivadas por aguas de extinciónen el sistema de canalización dedesagüe comunales, por ej. porprecipitaciones o cambios en elvalor pH. Las sustancias orgánicasdisueltas no merman la actividad delos cienos activados de las estacio-nes de depuración de aguas resi-duales. Ensayos de degradaciónespeciales demuestran que hay unaeliminación suficiente.

Por lo general las autoridades com-petentes no tienen inconveniente enautorizar la descarga de las aguasde extinción en las estaciones dedepuración. Pero hay que tener encuenta que a menudo Styropor estáincluido en incendios de otros pro-ductos. Además a menudo losbomberos utilizan en casos de

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incendio agentes de extinción espe-ciales, como por ej. espuma, que enparte están clasificados como con-taminantes de las aguas. En estoscasos es necesario considerar cadacaso específico y consultar con lasautoridades.

Residuos de combustión

Los residuos de combustión sedeben recoger y desechar según lasdisposiciones legales válidas para eldesecho y tras consultar las autori-dades correspondientes.

Un requisito importante para ladeposición en vertederos en lasuperficie es, que el agua no puedaeluir residuos en concentracionesactivas ecotóxicas. Esto es lo quesucede en el caso de residuos decombustión de espuma rígida deStyropor. Por este motivo las autori-dades competentes por lo generalno tienen inconveniente en permitirsu deposición en los vertederos.

Las espumas rígidas de Styropor nose degradan formando sustanciasnocivas, no son solubles en agua yno ceden sustancias solubles alagua, que podrían contaminar lasaguas freáticas. Esto también esválido para las aguas de extinción ylos escombros del incendio.

Los desechos se pueden incineraren plantas incineradoras de des-echos o cámaras de combustiónespeciales, formándose dióxido decarbono y vapor de agua sin resi-duos.

Durante la combustión de espumasrígidas de Styropor F (es decir, conagentes ignifugantes), se formanpequeñas cantidades de hidrocar-buros halogenados, pero que noocasionan cambios mensurables enla composición del gas de combus-tión. Debido a la fuerte formaciónde hollín no está permitido incinerarespumas rígidas de Styropor al airelibre.

Básicamente para todas las áreasde transformación de Styropor sonválidas medidas similares a las deprevención de incendios de otrosmateriales inflamables. Problemasespeciales se producen por la emi-sión de vapor de agente de expan-sión en combinación con la acumu-lación de materiales inflamables.

Prevención de incendios

Separación de las áreas individualesde almacenamiento y transforma-ción mediante piezas de construc-ción resistentes al fuego [F90] entreel almacén de materia prima, lugarde preexpansión, almacén dereposo intermedio, lugar de expan-sión y almacén. Equipos de extin-

ción fijos pueden sustituir parcial-mente estas medidas.

Instalación de equipos automáticosde detección y aviso de incendios yde extinción de incendios en zonasde la planta de alto riesgo.

Instalación de extractores de humoy calor, que en caso de necesidadse abren automáticamente o pue-den ser manejados manualmentedesde afuera.

Buena aireación y ventilación detodas las áreas de transformación(el vapor del agente de expansiónes más pesado que el aire).

Observación de las normas VDE(Asociación de Electrotécnicos Ale-manes) para la instalación de equi-pos eléctricos en áreas de laempresa con riesgo de fuego.

Prohibición del uso de fuego y luzabierta, especialmente la observan-cia de las disposiciones de seguri-dad para trabajos de soldadura y dela prohibición de fumar.

Evitar el almacenamiento de canti-dades mayores de materia prima yproductos acabados cerca de lasmáquinas transformadoras.

En el caso de emplearse carretillasapiladoras estas deberán estar pro-vistas de neumáticos conductivos.

Retirar el material de embalaje vacíode las áreas de producción. Perso-nas que trabajan con la materiaprima, deben utilizar zapatos con-ductivos (VDE). Los pisos debentener suficiente conductividad eléc-trica. También el hormigón es ade-cuado.

Marcar y mantener siempre libreslas vías de escape.

Indicaciones especiales paraextraer Styropor de los envasesde expedición

• Los tambores de chapa onduladano se deben abrir en la cercaníainmediata de los silos de almace-namiento intermedio o del alma-cén de productos acabados

• Antes de retirar por primera vezmateria prima de los tambores,abrir la tapa, doblar el saco porencima del borde del tambor ypermitir que se ventile por untiempo corto

• En el caso de tambores parcial-mente vaciados, expulsar losgases en el espacio sobre el pro-ducto, preferentemente con airecomprimido.

• Al vaciar con equipos elevadores,conectar a tierra los tambores yotras piezas metálicas. Al vaciarmanualmente, no utilizar palas demetal (conductores aislados) sinopalas de plástico.

La humedad relativa del aire en lasáreas de transformación debeascender a por lo menos 65 %. Delo contrario se debe humedecer elpiso.

Encargar a un perito en proteccióncontra incendios con experiencia laevaluación y el control permanentesde la empresa.

Elaborar un reglamento de pre-vención de incendios y permitir lainspección de la empresa por elcuerpo de bomberos local.

Tener disponibles productos y equi-pos extintores de incendio apropia-dos en suficiente cantidad e instruirel personal de la empresa. En elcaso de incendios en formación seha comprobado que son efectivoslos extintores con polvo (P 12,PG 12), para incendios más avanza-dos agua en chorros.

Tener disponibles equipos respira-dores (respiradores de aire compri-mido).

Marcar las vías de escape en el pisode manera suficiente. Las vías deescape deben mantenerse siemprelibres.

Adiestrar constantemente al perso-nal en lo relativo a la lucha contraincendios.

Suplemento 1

Normas de seguridad especialespara empresas de producción ytransformación de espumas rígi-das de Styropor

(Formuladas por el comité de peri-tos en fuego de la Federación deAseguradores de la Propiedad e.V.con el Comité de Seguros de laFederación Federal de la IndustriaAlemana)

Nota preliminar:

Las siguientes precauciones deseguridad y demás normas deseguridad se basan en la técnicaactual vigente. Si hubieran cambiosfundamentales en la técnica de pro-cedimientos o de extinción de fue-gos, las normas de seguridad ydemás disposiciones de seguridadse volverán a redactar por los gre-mios respectivos.

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Ambito de aplicación:

Las siguientes precauciones deseguridad y disposiciones de segu-ridad tienen validez para las empre-sas que producen espumas rígidasa partir de materias primas expandi-bles en forma de perlas o varillas,que consisten químicamente enmás de 90% de poliestireno ocopolímeros de estireno con unagente de expansión de hidrocarbu-ros de bajo punto de ebullición.También se deben aplicar en aque-llas empresas que producen espu-mas rígidas a partir de las materiasprimas mencionadas con aditivosignífugos.

En el caso de empresas pequeñas(producción diaria hasta aprox.300 kg de espuma rígida de polies-tireno) se pueden fijar exigenciasmenores, tomando en cuenta lasituación local, en cuanto a las pre-cauciones de seguridad contra fue-gos de las construcciones.

Las siguientes medidas de seguri-dad y disposiciones de seguridadno son válidas para aquellas empre-sas que almacenan o utilizan espu-mas rígidas de poliestireno que hantenido un tiempo de almacenajeintermedio suficente y no contienencantidades importantes de agentede expansión. Para estas empresastienen validez disposiciones espe-ciales.

1. Queda estipulado, que el asegu-rado en empresas que produceny transforman espumas rígidasde poliestireno, toma las siguien-tes precauciones de seguridad(parte A).

2. Esto tiene efecto inmediato paraempresas que recién se estable-cen, para empresas existentesen el transcurso de un año des-pués de la notificación de estasdisposiciones por el asegurador.

3. En el caso de que, en empresasexistentes no sea técnicamentefactible llevar a efecto algunasde las precauciones de seguri-dad, se deberán acordar precau-ciones de seguridad equivalen-tes adaptadas a la situaciónlocal.

4. La disminución o eliminaciónposterior de las precauciones deseguridad se consideraránaumento del peligro (§§ 23 – 32VVG).

5. El asegurado está obligado acumplir con las disposiciones deseguridad (parte B) que se deta-llan a continuación.

A. Medidas de Precaución

1. Medidas de seguridad de las construcciones

1.1. Separación de diferentes sectores de producción

Los sectores de la empresa desig-nados para la producción deespuma rígida se deben separar enlo que se refiere a seguridad contraincendios de los sectores de pro-ducción de otros productos. Secto-res de la empresa para la produc-ción de espuma rígida son el alma-cén para la materia prima de polies-tireno expandible, la instalación depreexpansión en el caso de sernecesario para la producción, elreposo intermedio, de ser necesariopara la producción, la producciónde bloques y piezas moldeadas porexpansión, el almacenamiento delas piezas expandidas, la confec-ción y el almacén de productos aca-bados.

Si partes de la empresa con diferen-tes secciones de producción seencuentran en un solo edificio, laproducción de espuma rígida sedeberá separar de estas otras áreasde producción mediante paredescortafuego (DIN 4102) respectiva-mente techos resistentes al fuego(DIN 4102). En el caso de edificiosque tienen un tejado de materialinflamable sobre una base cerradaportante de material inflamable(véase DIN 4102, hoja 3, cifra8.3.1.2.), la pared cortafuego sedeberá llevar por lo menos 30 cmpor encima del techo o cerrar a laaltura del tejado con una plancha dehormigón armado resistente alfuego que sobresalga por lo menos1 m a ambos lados. Materiales deconstrucción inflamables del techo(vigas, vigas de unión, ripias detejado, tablonajes) no se pueden lle-var a través de la pared cortafue-gos. En el caso de edificios contejados blandos, la pared corta-fuego se ha de llevar siempre 30 cmpor encima del techo. Perforacionesen estas partes de la construcciónse deben asegurar mediante tapasresistentes al fuego de cierre auto-mático (DIN 18 081; DIN 4102).

1.2. Separación de la producción de espuma rígida de instalaciones para la producción de energía térmica, de talleres y laboratorios

Si las instalaciones para la calefac-ción de los edificios, para la produc-ción de vapor, o si los talleres olaboratorios se encuentran juntocon la producción de espuma rígidao partes de esta en un edificio, sedebe separar las secciones corres-pondientes de la producción de

espuma rígida mediante paredes ytechos resistentes al fuego. Perfora-ciones en estas partes de la con-strucción se han de asegurarmediante tapas por lo menos retar-dadoras de combustión de cierreautomático (DIN 18082; DIN 4102).

1.3 Subdivisiones construidas dentro de la producción de espuma rígida

Las áreas de la producción deespuma rígida indicadas a continua-ción bajo los puntos 1.3.1 hasta1.3.3., en los cuales se encuentranalmacenados o en producciónmaterias primas expandibles, semi-productos de espuma rígida o pro-ductos acabados de espuma rígida,se deben separar entre sí y de lainstalación de preexpansión, de laproducción de bloques y piezasmoldeadas por expansión y de laconfección mediante las medidasde construcción indicadas bajo lospuntos 1.3.1 hasta 1.3.3.

1.3.1. Almacén de materias primasexpandibles

Los almacenes de materias primasexpandibles de poliestireno se hande separar de las demás seccionesde la empresa de la siguientemanera:

a) Almacenamiento exclusivamenteen envases metálicos

Cantidad almacenada no superior a5000 kg: sin separación construida.

En el caso de cantidades almacena-das mayores y carga de incendio*no superior a 400 kg/m2: separa-ción resistente al fuego (F 90).

En el caso de carga de incendio*superior a 400 kg/m2: paredes cor-tafuegos según DIN 4102 y techosresistentes al fuego.

b) Almacenamiento exclusiva- oparcialmente en sacos:

Cantidad almacenada no superior a3000 kg: sin separación construida.

En el caso de cantidades almacena-das mayores y una carga de incen-dio* superior a 200 kg/m2: separa-ción resistente al fuego (F 90).

En el caso de una carga de incen-dio* superior a 200 kg/m2: paredescortafuego según DIN 4102 ytechos resistentes al fuego.

1.3.2. Silos de almacenamiento decualquier tamaño para el almacena-miento intermedio del poliestirenoexpandido

a) Silos de almacenamiento al airelibre deben mantener las siguientesdistancias de seguridad de lasdemás secciones de la empresa:

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Silos con paredes cerradas con tipode construcción no resistente alfuego, pero de materiales de con-strucción no inflamables: mínimo10 m.

Silos de materiales de construccióninflamables, de tela metálica o simi-lares: mínimo 15 m.

El mantenimiento de estas distan-cias de seguridad no procede sientre los silos y las secciones de laempresa contiguas hay una paredcortafuego según DIN 4102.

b) Silos de almacenamiento situa-dos al aire libre o dentro de localesconstruidos de manera resistente alfuego, no deben ser separados delas demás secciones de producciónde espuma rígida de la planta, siestá garantizado, que un incendiose limitaría de todas maneras alinterior del silo.

c) Silos de almacenamiento situadosen el interior con paredes cerradasen tipo de construcción no resistenteal fuego, pero de material de con-strucción no inflamable, se han deseparar de las demás secciones dela empresa mediante piezas de con-strucción resistentes al fuego (F 90).

d) Silos de almacenamiento situadosen el interior de locales de materialesde construcción inflamables se hande separar de las demás seccionesde la empresa mediante paredes cor-tafuego según DIN 4102.

e) Silos de almacenamiento situa-dos en el interior, de tela metálica osimilares: en este caso es válido d.

f) Un silo de trabajo que pertenecea la máquina de expansión, inde-pendientemente del tipo de con-strucción, no tiene que cumplir conestas disposiciones de separaciónen tanto la capacidad de almace-naje por silo de trabajo no seasuperior a 500 kg.

1.3.3. Almacén intermedio parapiezas expandidas y almacén deproductos acabados

Almacenes intermedios para piezasexpandidas y productos intermediosse han de separar entre sí y de lasdemás secciones de la empresa dela siguiente manera:

a) Almacén al aire libre:

La distancia de seguridad de las sec-ciones de la empresa debe ser de:

En el caso de una altura de apila-miento de hasta 3 m: mínimo 10 mEn el caso de una altura de apila-miento de más de 3 m: mínimo 15 m

Excepción:

En el caso de no poder situar unlugar de almacenamiento en elterreno de la empresa con las dis-tancias de seguridad indicadasarriba por motivo de falta de sitio,se puede renunciar a estas distan-cias de seguridad con el acuerdodel asegurador, si el almacén estáseparado de las secciones conti-guas de la empresa mediante pare-des cortafuego (construcción comoen 1.1.) según DIN 4102. En estecaso se debe asegurar que la(s)pared(es) cortafuego contigua(s)sobrepasen el apilamiento en cadalado por lo menos en 1 m y por lomenos 1 m de altura.

b) Almacén intermedio en el áreade la instalación de expansión porvapor de agua

En el caso de un tiempo de almace-namiento máximo de 4 h despuésde la expansión no es necesaria unaseparación construida.

c) Otros almacenes

En el caso de una cantidad dealmacenaje máxima inferior a 1500kilos se puede renunciar a la sepa-ración construida.

En el caso de cantidades almacena-das mayores y una carga de fuego*inferior a 50 kg/m2: separaciónresistente al fuego (F 90).

En el caso de una carga de fuego*superior a 50 kg/m2: paredes corta-fuego según DIN 4102 y techosresistentes al fuego

d) Almacén de moldes

Almacenes de moldes cuyo valorasegurado exceda los 100 000,– DM(marcos alemanes), han de sepa-rarse de las demás secciones de laempresa de manera resistente alfuego según DIN 4102.

1.3.4 Excepciones:

No es necesario subdividir medianteconstrucciones áreas de la produc-ción de espuma rígida separadasmediante paredes cortafuego pro-tegidas por instalaciones fijas deextinción automáticas apropiadas,instaladas según las normas de laAsociación de Aseguradores dePropiedades (VdS) y controladasconstantemente por una estaciónde control del VdS.

1.4. Instalaciones eléctricas

Instalaciones nuevas y ampliacionesde instalaciones eléctricas existen-tes en el área de la planta de pro-

ducción de espuma rígida (véasecap. 1.1), se deben instalar segúnlas normas VDE (Asociación deElectrotécnicos Alemanes) para“Locales de trabajo con riesgo deincendio” (VDE 0100, § 50 N), conexcepción de § 50 N f para instala-ciones de corte electrotérmicas. Enel área de la preexpansión y expan-sión, de almacenamiento del mate-rial preexpandido y del reposo delos bloques de espuma rígida sedeben hacer las instalaciones ade-más según las normas VDE para“Locales húmedos y similares” (VDE0100 § 45 N).

1.5. Calefacción

a) Los locales para la producciónde espuma rígida (véase cap. 1.1)sólo se pueden calentar con vaporde agua, agua caliente o con airecalentado mediante vapor de aguao agua caliente, y cuya temperaturaal ingreso a los locales de produc-ción no sobrepase los 120 °C.

b) También están permitidos losgeneradores de aire caliente calen-tados por aceite o gas, que trabajensegún el principio del intercambiode calor, si el aire caliente al ingre-sar al local no puede sobrepasar latemperatura de 120 °C. Las abertu-ras de salida del aire caliente debenestar colocadas cerca del techo. Elcalentador de aire caliente, conexcepción de las tuberías deentrada y salida del aire, debenestar separadas de manera resis-tentes al fuego.

2. Instalaciones de extinción

2.1. Bocas de riego mural

Las bocas de riego mural con man-gas y boquillas de la manga conec-tadas se deben instalar protegidascontra las heladas en las entradas alos locales de producción o en otroslugares de acceso seguro de talmanera, que cada lugar de la plantay de los almacenes se pueda alcan-zar con las mangas conectadas porlo menos desde 2 lugares con unchorro de agua (chorro pulverizado)efectivo.

En caso de existir una instalación deextinción de incendios fija, instaladasegún las normas de la Asociaciónde Aseguradores (VdS) y controladapor la estación de control de la VdSse pueden acordar excepciones aesta disposición.

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* En lo referente a estas precauciones de seguridad se ha de entender por carga de incendio la cantidad almace-nada en kg por m2. Para determinar la carga de incendio siempre, independientemente de las existencias momen-táneas, se ha de partir del hecho de que los almacenes se utilicen a la capacidad máxima.

2.2. Extintores de incendios

Deben estar disponibles en sufi-ciente cantidad extintores de incen-dio adecuados por ej. extintores deincendio de polvo, (véase “hoja deinstrucciones para el equipamientode plantas con extintores de incen-dio manuales”, cap. 2, caso C,locales de producción con altoriesgo de incendio). Deben estardisponibles en las entradas y sali-das de cada sección de producciónde espuma rígida, incluyendo losalmacenes, así como en la proximi-dad directa de las instalaciones decorte electrotérmico.

B. Demás disposiciones deseguridad

1. Almacenamiento de materiales inflamables

Los líquidos inflamables, por ej. sol-ventes, se han de almacenar segúnlas disposiciones válidas de lasautoridades competentes.

Sólo se puede depositar en las sec-ciones de producción de espumarígida la cantidad de solventes ypegamentos inflamables necesariapara el consumo diario.

Dentro de la planta de confecciónse deben almacener otros produc-tos inflamables antes de su transfor-mación a suficiente distancia de lasespumas rígidas.

2. Desechos de espuma rígida

Los desechos de espuma rígida sedeben retirar por lo menos una vezal día de los locales de producción.

3. Trabajos de soldadura y de oxicorte así como trabajos con llamas directas

Trabajos de soldadura, de oxicorte ysimilares, también de tronzamientocon la muela, sólo se pueden llevar acabo fuera de los talleres previstospara estos fines (taller de cerrajería,de soldadura) en cada caso especí-fico con la autorización escrita delgerente de la planta o de su encar-gado y bajo supervisión competente.Antes de otorgar la autorización seha de controlar cuidadosamente, sino hay peligro de incendio en el lugarprevisto para los trabajos y en susalrededores, por ej. por materialexpandido o desechos de este, porla acumulación de polvo o similares opor otros materiales inflamables. Ellugar de trabajo y sus alrededores sedeben limpiar minuciosamente (teneren cuenta el peligro por proyecciónde chispas, salpicaduras y similares).Materiales inflamables que no sepueden retirar del ámbito de trabajoexpuesto a riesgos, por ej. piezas

fijas, se deben cubrir de tal manera,que no se puedan inflamar con lallama o el arco voltaico, por chispas,salpicaduras, gotas fundidas o porradiación térmica respectivamentepropagación del calor. Aparte del sol-dador (soldadores) y sus ayudantesdebe estar disponible en el lugar detrabajo suficiente personal – por lomenos 2 personas versadas en lalucha contra incendios – como guar-dia de incendio, provistos con equi-pos de extinción adecuados y conlas mangas conectadas (agua en laboquilla de la manga). En la autoriza-ción escrita para los trabajos se debedeterminar expresamente:

1. la persona competente que debesupervisar los trabajos bajo respon-sabilidad,

2. las medidas de precaución nece-sarias para cada caso específico,por ej. retirar los objetos del lugarde trabajo, cubrir las piezas fijas,tipo de extintores que deben estardisponibles.

Los guardias de incendio debencontrolar el lugar de trabajo y loslugares adyacentes (locales conti-guos así como locales encima ydebajo del lugar de trabajo)

a) durante los trabajosb) inmediatamente después de la

finalización de los trabajosc) además repetidamente después

de la finalización de los trabajos

cuidadosamente por si hay lugaresque arden sin llamas, pequeñosincendios, etc. así como lugaresque están sospechosamente calien-tes o si hay olores sospechosos.Lugares sospechosos se debenextinguir o enfriar inmediatamente,en caso necesario se debe abrir lospisos, recubrimientos o similares.En caso necesario hay que dar laalarma al cuerpo de bomberos. Lavigilancia se puede finalizar – noantes de 3 horas después del tér-mino de los trabajos de soldadura –si no hay calentamientos sospecho-sos ni olores sospechosos.

En el caso de que sea imposible eli-minar completamente el riesgo deincendio en los alrededores dellugar de trabajo no se debe trabajarcon la llama o con el arco voltaico.En estos casos por ej. se debeentornillar o embridar en vez de sol-dar, o se debe serruchar resp. tala-drar, en vez de separar con elsoplete.

4. Instalaciones de corte para espumas rígidas

El dispositivo de rectificar de lascuchillas de las máquinas de cortese debe limpiar con regularidad, porlo menos una vez al día, de tal

manera, que quede excluido engran parte el riesgo de incendio. Sedebe retirar el polvo de rectificacióny de corte.

Las instalaciones de corte electro-térmicas sólo se deben utilizar a unadistancia suficiente de los bloquesde espuma rígida y de planchas deespuma rígida cortadas.

5. Prohibición de fumar

Se ha de mantener la prohibición defumar en todos los locales de laplanta y en los almacenes. De estaprohibición se pueden excluir loslocales sociales y administrativos,mientras que no tengan aperturasno protegidas hacia los locales deproducción, transformación y alma-cenamiento.

6. Ventilación de los locales para la producción de espuma rígida

Los locales deben estar ventiladosde tal manera que no se puedanformar mezclas inflamables deagente de expansión – aire. Enlocales en los que se puede liberaragente de expansión de las mate-rias primas, semiproductos o pro-ductos de espuma rígida, se debecontrolar inmediatamente encimadel suelo, especialmente en hendi-duras (por ej. conductos de aguasresiduales, canales de calefacción)la formación de mezclas peligrosasde agente de expansión – aire (porej. mediante detectores – avisado-res de gases de las empresas Auer-gesellschaft mbH, Berlín, Dräger-werk AG, Lübeck o Gesellschaft fürGerätebau, Dortmund).

7. Cooperación con el cuerpo de bomberos

En cooperación con el cuerpo debomberos local se redactará unreglamento de extinción de incen-dios. Se invitará al personal direc-tivo del cuerpo de bomberos a visi-tar las plantas de producción, paraque conozca la situación y posiblescambios.

8. Entrenamiento del personal de la empresa

El personal de la empresa deberáser instruido regularmente en perío-dos de tiempo cortos sobre el com-portamiento correcto en caso deincendio así como en el uso de lasinstalaciones de extinción, y se lesadvertirá seriamente sobre los ries-gos de incendio especiales que sedan durante la producción y trans-formación de espuma rígida depoliestireno.

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Suplemento 2

Indicaciones y aclaraciones refe-rentes al Suplemento 1: Normasde seguridad especiales paraempresas de producción y trans-formación de espumas rígidas deStyropor

1. Redacción de las disposiciones de seguridad

Las disposiciones de seguridad fue-ron redactadas entre 1967 y 1970por el “Ständiger Technischer Kon-taktausschuß” (StTKA, Comité Per-manente de Contacto Técnico)entre el “Bundesverband der Deut-schen Industrie” (BDI, AsociaciónFederal de la Industria Alemana) y el“Verband der Sachversicherer”(VdS, Asociación de Aseguradoresde Propiedades”).

2. Importancia de las disposiciones de seguridad

2.1. Originalmente el VdS habíaprevisto darle a las disposiciones deseguridad la importancia de “acuer-dos especiales” en lo que se refierea la ley de seguros. En enero de1970 el BDI logró, que el resultadodel trabajo sea aplicado por lasCompañías de Seguros, como “dis-posiciones de seguridad” en lo refe-rente a la ley de seguros. Esto signi-fica, que la infracción contra lasmedidas de seguridad aplicadas sinconocimiento del asegurado o desu representante, en caso de sinies-tro no significan la exclusión deprestaciones por el Asegurador.

Los representantes del VdS se hanreservado el derecho de tachar,después de evaluar la situaciónsubjetiva de una planta individual-mente, el § 7 de las “AllgemeineFeuerversicherungs-Bedingungen”(AFB, Condiciones Generales deSeguros de Incendio) y la cláusulade responsabilidad cifra 26 de los“Zusatzbedingungen für Fabrikenund gewerbliche Anlagen” (Condi-ciones adicionales para fábricas yplantas industriales), así como lacorrespondiente cifra 4, párrafo 2de las condiciones adicionales a las“Allgemeine-Feuer-Betriebsunterbre-chungs-Versicherungsbedingungen”(FBUB, Condiciones Generales delSeguro de Interrupciones de Pro-ducción por Fuego).

Después de una modificación deeste tipo de la póliza de Seguros,una infracción contra las diposi-ciones de seguridad toleradapero también hecha sin el cono-cimiento y en contra de la volun-tad del asegurado o de su repre-sentante, es considerada comoincremento de riesgo ulterior y

exime al asegurador por princi-pio, y no sólo en el caso denegligencia deliberada o grave,de la obligación de indemniza-ción en caso de siniestros o par-tes de siniestros causados pordichas infracciones. Además eneste caso el Asegurador en caso detener conocimiento de infraccionescontra las disposiciones de seguri-dad no está obligado a cumplir conlos plazos de anticipación y con-trato para rescindir el contrato, y, apesar de este conocimiento quedaeximido también sin la rescisión dela póliza de seguro de la obligaciónde indemnización en la extensióndescrita anteriormente.

Una limitación de la proteccióndel seguro de este tipo sólo sedebe hacer en aquellos casos, enlos que una planta es controladade manera sumamente deficiente,hay modificaciones constantes oes administrada de manera insu-ficiente, poniéndose en duda elcumplimiento correcto de las dis-posiciones de seguridad.

Normalmente se cierra la póliza deseguros sin las tachaduras y limita-ciones mencionadas anteriormente.

2.2. Se hace mención específica,que el carácter de las disposicionesde seguridad es exclusivamente dederecho privado y que éstas fuerondesarrolladas únicamente comopropuestas técnicas para las medi-das de prevención de incendios quepuede tomar una empresa demanera preventiva y defensiva. Lasexigencias relativas a la técnica deprevención de incendios indicadasen las disposiciones de seguridaden parte son mayores que aquellas,que disponen las autoridades deinspección del mantenimiento de laseguridad y orden público. Indepen-dientemente de esto es necesarioobtener la autorización de las auto-ridades de inspección de obraspara las modificaciones necesariasdebidas a las disposiciones deseguridad.

3. Aplicación de las disposiciones de seguridad

3.1. Las Compañías de Seguros deIncendios presentan las disposicio-nes de seguridad a las empresasafectadas.

Para la aplicación de estas medidasse otorgará al asegurado por lomenos 1 año de tiempo, período detiempo que empezará a correr conla presentación de estas por el Ase-gurador.

3.2. Las disposiciones de seguri-dad se han formulado de talmanera, que la empresa productora

de espuma rígida no se vea obli-gada a construir de una maneradeterminada. Para la aplicación delas medidas por lo general hayvarias posibilidades. Por lo tanto sellama la atención especialmentesobre los párrafos 1.3.4. y (3) de lasobservaciones preliminares.

Según el párrafo 1.3.4. no es nece-sario hacer subdivisiones dentro dela producción de espuma rígida, sise instalan extintores de incendiosautomáticos, fijos, que cumplan conlas normas del VdS y sean controla-dos constantemente por sus pues-tos de control técnico. Se reconocesin restricciones la eficacia de rocia-dores automáticos, y los represen-tantes del VdS en la subcomisiónde espuma rígida de poliestireno nohan expresado duda alguna de queen el caso de emplearse rociadoresautomáticos se concederá el des-cuento de extinción correspon-diente, que puede ascender hastael 60% de la prima.

En el párrafo (3) de las observacio-nes preliminares se indica que lasmedidas citadas en las disposicio-nes de seguridad no son las únicas,sino que en casos especiales sepueden acordar otras medidas téc-nicas de seguridad con el asegura-dor.

3.3. En las disposiciones de seguri-dad está previsto además, que enplantas productoras de espumarígida de poliestireno que solamentetransforman un máximo de 300 kgde materia prima diariamente, sepueden aplicar exigencias menoresque las indicadas en las disposicio-nes de seguridad.

Por lo demás, las disposiciones deseguridad se deben planificar y apli-car según las particularidades decada empresa. Es recomendableasegurarse de que el aseguradoresté de acuerdo con las medidasprevistas y las reconozca, una vezque los planos estén finalizados.

4. Indicaciones especiales

4.1. Las disposiciones de seguri-dad solamente tienen validez paraempresas que producen espumasrígidas de poliestireno expandiblecon agentes de expansión inflama-bles.

Por lo tanto también tienen validezpara secciones de las plantas pro-ductoras de espuma rígida, en lasque se almacenan o transformanespumas rígidas que no han tenidoun tiempo de reposo intermedioadecuado, conteniendo aún canti-dades considerables de agente deexpansión.

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Las disposiciones de seguridad nose deben aplicar en plantas y sec-ciones de plantas separadas en lascuales se almacena o transformaprincipalmente espuma rígida conun tiempo de reposo suficiente queya no contiene cantidades impor-tantes de agente de expansión.

Así mismo la sola presencia deespumas rígidas de poliestireno, porej. en el caso de encontrarse mate-riales de embalaje y de aislamientoen la sección, no obligan a aplicarlas disposiciones de seguridad paraestas plantas o secciones de laplanta. En las disposiciones deseguridad se indica (pág. 1, párrafo4), que para este tipo de plantas tie-nen validez condiciones especiales.Estas disposiciones aún no existen;está previsto que el StTKA las ela-bore en un momento futuro.

4.2. En acuerdo común con losrepresentantes de las Compañíasde Seguros todos los términos refe-ridos a la prevención técnica deincendio de las disposiciones deseguridad se refieren a DIN 4102 –Comportamiento en fuego de mate-riales y piezas de construcción.

Las definiciones de términos diver-gentes de las directrices para lasprimas de los Seguros de Interrup-ción de la Industria, el Fuego y lasEmpresas de la Asociación de Ase-guradores de Propiedades no sonaplicables en este caso.

Esto tiene validez especialmentepara la conformación de paredescortafuego.

Si se desea construir una paredcortafuego para separar la produc-ción de espuma rígida en lo refe-rente a la técnica de prevención deincendios de otras secciones de laplanta, para que estas otras instala-ciones de producción formen en loreferente a la técnica de seguros un“Complejo” separado con tarifica-ción separada, se debe desarrollaresta pared cortafuego de talmanera, que cumpla con las exigen-cias de la nota a pie de página 2 deDIN 4102, parte 3. Por lo demás esrecomendable consultar con el ase-gurador antes de empezar con laconstrucción sobre el efecto de lasmedidas previstas sobre la tarifica-ción de la planta completa.

Resumen

El riesgo de incendio durante latransformación y el almacenamientode Styropor se puede estimar y esposible dominarlo tanto desde elpunto de vista del material (materiaprima, producto intermedio, espumarígida ) como desde el punto devista tecnológico. Es un requisito

observar minuciosamente todas lasdisposiciones y tener en cuenta lasmedidas descritas.

Los incendios destructivos enempresas transformadoras deStyropor siempre han demostradoque las causas del incendio no sepueden atribuir a deficiencias delmaterial o tecnológicas, sino anegligencia, que en la mayoría delos casos fue causada por la noobservación de las disposicionespara la aplicación y el control de lostrabajos de soldadura.

Observación


Literatura

1. Hutzinger, O.: ForschungsberichtNr. 104 03 362: Untersuchungder möglichen Freisetzung vonpolybromierten Dibenzodioxinenund Dibenzofuranen beim Brandflammgeschützter Kunststoffe,(Estudio de la posible liberaciónde dibenzodioxinas y dibenzofu-ranos polibromados en la com-bustión de plásticos ignifugados)Universität Bayreuth, 1990

2. Ökometric GmbH, BayreutherInstitut für Umweltforschung1994:Styropor F 214 und P 251, Ver-brennung nach DIN 53436 undAnalyse der Gas- und partikel-phase auf polybromierte Dioxineund Furane, (Combustión segúnDIN 53436 y análisis de la fasegaseosa y las partículas paradeterminar la presencia de dioxi-nas y furanos polibromados)Bayreuth, 1994

3. Styropor-Handbuch von Prof. E.Neufert, (Manual de Styropor)Bauverlag, Wiesbaden, 2. Aufl.1971

4. Bericht: “Vergleichende Untersu-chung des Feuerrisikos bei derLagerung von Styrodur, Neopo-len und Styropor-Hartschaum”(Estudio comparativo del riesgo

de incendio durante el almace-naje de Styrodur, Neopolen yespuma rígida de Styropor),Forschungsstelle für Brand-schutztechnik der UniversitätKarlsruhe

5. Seekamp, Roeske:Berichte aus der Bauforschung,(Informe de la investigación de laconstrucción), Heft 34, S. 79

6. Nabert, Schön:“Sicherheitstechnische Kennzah-len brennbarer Gase undDämpfe”, (Números característi-cos de gases y vapores inflama-bles según la técnica de seguri-dad) Deutscher Eichverlag,Braunschweig 1968

7. E. v. Schwartz:“Handbuch der Feuer- undExplosionsgefahr” (Manual delpeligro de incendios y explosio-nes)Feuerschutzverlag Ph. Jung,München 1964

8. Bericht über die Untersuchungvon blähfähigem Polystyrol “Styropor P und Styropor F” hin-sichtlich der Brandgefahren beimTransport; (Informe sobre estu-dios con poliestireno “Styropor Py Styropor F expandibles en loreferente al riesgo de incendiodurante el transporte)Bundesanstalt für Materialprü-fung 4.1. vom 16.7.70 undunsere Untersuchungen vomDezember 1987

9. Bericht über die Untersuchungvon Hartschaumstoff ausStyropor P bzw. Styropor F aufSelbstentzündlichkeit; (Informesobre el estudio de espumarígida de Styropor P resp.Styropor F en lo referente a suinflamación espontánea)Bundesanstalt für Materialprü-fung 4.1. vom 9. 6. 67

10. W. Specht:“Zur Beurteilung von Brandver-suchen in Kunststoffe verarbei-tenden Betrieben”, (Evaluaciónde intentos de incendio enempresas transformadoras deplásticos) Archiv für Kriminolo-gie 139 (1967), 61, 141, (1969),144

11. Besondere Sicherheitsvorschrif-ten für Betriebe, die Polystyrol-Hartschaumstoffe herstellenund verarbeiten, (Disposicionesde seguridad especiales paraplantas productoras y transfor-madoras de espumas rígidas depoliestireno) Form 145 (Ver-band) 6.70 des Verbandes derSachversicherer, Köln.

130/11

130/12


Por envejecimiento de un plásticose entiende la alteración de sus pro-piedades en el transcurso deltiempo. Esta puede venir provocadapor causas internas del propio plás-tico (tensiones internas, procesosde cristalización, etc.), pero tambiénpueden deberse a factores externosa los que está expuesto el plásticoen su aplicación. Seguidamentetrataremos en detalle los diversosfactores que influyen en el envejeci-miento de los materiales expandi-dos de Styropor y su mecanismo deacción.

Temperatura

Los materiales expandidos deStyropor contienen del 1 al 5 % (envolumen) de poliestireno, un termo-plástico que a temperaturas inferio-res a la de reblandecimiento(90 –100 °C) se encuentra enestado amorfo y no sufre ningúncambio de estructura -por ejemplo,cristalización-, ni siquiera a tempe-raturas extremadamente bajas. Porello, la aplicación de los materialesexpandidos de Styropor no estásujeta a ningún límite de tempera-tura inferior, a menos que vengaimpuesto por el entorno arquitectó-nico, teniendo en cuenta la contrac-ción volumétrica que comporta todoenfriamiento (coeficiente de dilata-ción térmica lineal de 6 x 10-5/K).

Si se exponen los materiales expan-didos de Styropor a temperaturasmás altas, el límite de la tempera-tura de aplicación dependerá de laduración de la exposición térmica ydel esfuerzo mecánico a que estásometido el material expandido. Encaso de ausencia de todo esfuerzomecánico, los materiales expandi-dos de Styropor pueden exponersepor poco tiempo a temperaturas deaproximadamente 90 °C comomáximo. Durante períodos detiempo más largos resp. bajo pre-sión el material expandido es inde-formable al calor hasta aprox. 80 °C. Por encima de 100 °C se com-prueba en primer lugar una fuertecontracción del material expandido.

Si aumenta la temperatura porencima de 300 °C, el poliestirenofundido vuelve a despolimerizarse,convirtiéndose en estireno.

Como demuestran los ensayos delarga duración realizados con plan-chas difícilmente inflamables dematerial expandido de Styropor F, atemperaturas normales tampocoexiste el peligro de que se alterenlas propiedades del componenteignífugo. Esta comprobación se rea-lizó con probetas de 7,5 años deedad; su idoneidad viene confir-mada por un certificado de ensayooficial.

Agua y vapor

La sustancia básica de los materia-les expandidos de Styropor, el poli-estireno, sólo absorbe el 0,05 % (enpeso) de agua. Puesto que el poli-estireno es un hidrocarburo puro, elagua no puede provocar ningunaalteración, como hidrólisis o hincha-miento. Asimismo, Styropor no con-tiene componentes extraibles conagua, cuya extracción pudiera influiren las propiedades del materialexpandido.

Los materiales expandidos deStyropor bien soldados absorbencantidades muy pequeñas de aguaen el ensayo de inmersión, lo queapenas influye sobre la fuerzaascensional. En la figura 1 se indi-can las cantidades de agua absorbi-das normalmente, en el transcursodel tiempo, por los materialesexpandidos de Styropor de distintasdensidades aparentes.

En presencia de un gradiente depresión de vapor permanente en unsentido y si la temperatura delmaterial expandido desciende pordebajo de la del punto de rocío -loque puede ocurrir en caso de colo-cación defectuosa o si en la superfi-cie del agua flotan cuerpos dematerial expandido-, puede produ-cirse una condensación de vapor deagua y una acumulación de aguadentro del material expandido dehasta el 30% (en volumen). En


49194 Marzo 2001

Styropor141



Envejecimiento de los materiales expandidos



141/2

Material Fuente de Dosis de Potencia de Disminución de la resistencia expandido radiación radiación radiación en %de la serie KGy Gy/s Resistencia a Resistencia a

la compresión la flexión (deformación DIN 53423del 10%) DIN 53421

Styropor P Rayos X 340 1,17 10 20Co 60 2000 0,55 30 40van de Graaf 2000 41,7 30 40

Styropor F Rayos X 340 1,17 0 30Co 60 2000 0,55 30 60van de Graaf 2000 41,7 50 70

Styropor FH Rayos X 340 1,17 0 0Co 60 2000 0,55 0 15van de Graaf – – – –

Tabla 1 Influencia de la radiación en las propiedades mecánicas (medida en materiales expandidos con densida-des aparentes situadas entre 15 y 25 kg/m3).

estos casos se incrementa la con-ductividad térmica del materialexpandido con arreglo a la siguientefórmula empírica: un 1% de con-tenido de agua (en volumen) reducela capacidad de aislamiento térmicoen un 3 %. Una vez el materialexpandido vuelve a estar seco,recupera su efecto aislante original.

Luz

La incidencia directa de la luz solarhace que, debido a la fuerte propor-ción de rayos ultravioleta, la superfi-cie del material expandido adquieraun color amarillento al cabo depocas semanas. Este cambio decolor puede venir acompañado deuna ligera fragilización de la capasuperficial del material expandido.Esta fragilización, que apenas pene-tra en profundidad, no merma laresistencia mecánica del aisla-miento.

Radiación

La radiación de alto contenido ener-gético, es decir, los rayos ultravio-leta de onda corta, los rayos X y ,dan lugar, en caso de incidenciaprolongada, a una fragilización de laestructura del material expandido.El grado de fragilización dependede la dosis y de la duración de laradiación. En la tabla siguiente figu-ran los efectos negativos de diferen-tes fuentes de radiación en la resis-tencia a la compresión y a la flexiónde los materiales expandidos, entérminos de deterioro porcentual(referido al material expandido noexpuesto).

Intemperie

La incidencia conjunta del sol, la llu-via y el viento, a diferencia de la decada uno de estos factores porseparado, comporta una erosión del

material expandido. Por efecto de laluz solar directa se fragilizan lascapas celulares superiores, que sonfácil presa de la lluvia, el granizo y elviento. Este proceso depende engran parte de la densidad aparentedel material expandido. Así, enmateriales expandidos de una den-sidad aparente de 60 kg/m3 no seconstata ninguna erosión al cabo decuatro años de exposición al airelibre, mientras que en el materialexpandido con una densidad apa-rente de 15 kg/m2, ya se detecta alcabo de pocos meses. La pielsuperficial que se forma al fabricarcuerpos moldeados protege elmaterial expandido hasta ciertopunto. Se observa que la erosión delos materiales expandidos de mate-rial granulado fino es más lenta quela del material granulado grueso.

6

5

4

3

2

1

00 10 20 30 40 50 100 150 200 250 300 350 400

Días

% H

2O (e

n vo

lum

en)

15 kg/m3

20 kg/m3

35 kg/m3

Densidad aparente

Fig. 1 Absorción de agua de materiales expandidos de Styropor en el caso de almacenamiento bajo agua

Microorganismos

Los microorganismos no ejercenningún efecto en los materialesexpandidos de Styropor, que no soncaldo de cultivo para ellos, y que nose pudren, enmohecen ni descom-ponen. Aunque en caso de unfuerte ensuciamiento y en condicio-nes especiales pueden anidarmicroorganismos encima del mate-rial expandido, éste no sirve másque de mero soporte y es ajeno alproceso biológico.

Factores mecánicos

Según la magnitud y la naturalezadel esfuerzo mecánico permanente,los materiales expandidos de Styropor se deforman en mayor omenor grado. Es preciso examinaren cada caso concreto si el materiales suficientemente resistente paralos fines previstos. Con respecto alesfuerzo de compresión, que es elesfuerzo mecánico más importanteque aparece en la práctica, existenresultados de ensayos de largaduración (figura 2).

Las cargas superficiales a que pue-den exponerse los materialesexpandidos durante un tiempo pro-longado son naturalmente másbajas que los valores obtenidos enel ensayo de compresión de cortaduración según DIN 53421.

141/3

Def

orm

ació

n [%

]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

70 kPa

60 kPa

Tiempo del esfuerzo [d]

Def

orm

ació

n [%

]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

140 kPa

100 kPa

60 kPa


Densidad aparente: 20 kg/m3

30 kPa

Def

orm

ació

n [%

]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

60 kPa

15 kPa




30 kPa

Fig. 2 Recalcado de espumas rígidas de Styropor con densidades aparentes de 15, 20 y 30 kg/m3 bajodiferentes cargas en el diagrama de tiempo compresión

Def

orm

ació

n [%

]

2214 16 18 20 24

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

026 28 30

Densidad aparente [kg/m3]

500 días

100 días

1 minuto

Espesor de la probeta en función de ladensidad aparente, después de sometida aun esfuerzo permanente durante tiemposdiferentes; carga 60 kPa

Fig. 3 Dependencia del recalcado de la densidad aparente después de varios días

Resumen

Esta recopilación demuestra que losmateriales expandidos de Styroporson resistentes al envejecimiento.En la práctica sólo corren peligro sise almacenan durante un tiempoprolongado sin protección alguna ose instalan sin recubrir. Por ellorecomendamos almacenar e instalarlos materiales expandidos de Styropor de manera que quedenprotegidos frente a la intemperie y alos daños mecánicos.

Observación



141/4

El más simple y económico aisla-miento térmico es, excluyendo elvacío, el aire. En espesores de capamuy reducidos (hasta aprox. 6 mm)tiene este último una conductividadtérmica muy baja (aprox. 0,026W/[m · K]). Ahora bien, el efecto ter-moaislante deseado en la prácticaexige el empleo de espesores bas-tante mayores; generalmente sonusuales espesores de 20 hasta250 mm. En estos espesores decapa se presenta en gases el fenó-meno de convección, con lo cualaumenta considerablemente la con-ductividad térmica. Para evitar esteefecto no deseado es convenientesubdividir el volumen total de aire envolúmenes pequeños. Estas condi-ciones previas se dan de formaideal en la espuma rígida deStyropor.

La transmisión del calor en espumarígida la integran los siguientescomponentes:

1 Conducción del calor en cuerpos sólidos

La contribución de la sustanciasólida a la conductividad térmicatotal es muy reducida. La razón deello es la baja proporción de sustan-cia sólida en la espuma rígida. Lacontribución de un Styropor conuna densidad aparente de 20 kg/m2

es solamente de

λcuerpo sólido = 0,002 W/(m · K)

2 Conducción del calor en gases

En la conducción de calor no tienelugar transporte alguno de material;la energía es transmitida exclusiva-mente por el efecto de choque delas moléculas de movimiento másrápido de las zonas más calientes.

En la espuma rígida de Styropor esel aire el que, con mucho, contri-buye en mayor medida a la conduc-tividad térmica total. Para una bajadensidad aparente del material esesta contribución, en una primeraaproximación, igual a la proporciónen volumen del gas multiplicada por

la conductividad térmica del mismoa la temperatura considerada.

3 Transporte de calor por gas enmovimiento

En espumas rígidas con células deun tamaño inferior a 3 mm es des-preciable la contribución a la trans-misión del calor por convección.

4 Radiación del calor

La conductividad térmica total λ esigual, en buena aproximación, a lasuma de los componentes para elgas, la convección, la estructura delmaterial y la radiación:

λ = λcuerpo sólido + λgas + λconvección+ λ radiación

La contribución de la radiación a laconductividad térmica total nopuede calcularse previamente conexactitud. El principal parámetro deinfluencia es sin embargo la densi-dad aparente. La permeabilidad a la radiación aumenta fuertementeen particular en la zona de bajasdensidades aparentes. Ella es lacausa del fuerte incremento de λ enla zona de bajas densidades apa-rentes (véase figura 1).

Por consiguiente, el cálculo previoexacto de la conductividad térmicatotal no es posible. La conductivi-dad térmica puede determinarsecon una exactitud suficiente sólopor medición (véase capítulo “Métodos de medición”). Según DIN 18 164, parte 1, depende delvalor de λ la clasificación deespuma rígida de poliestireno engrupos de conductividad térmica.

Métodos de medición

En la medición de la conductividadtérmica se distingue entre procedi-mientos no estacionarios y estacio-narios así como relativos y absolu-tos. En el método de medición noestacionario se miden las tempera-turas en las superficies de las pro-betas de ensayo, simultáneamentey con gran precisión. El resultado deesta medición es la difusibilidad tér-


38318 Marzo 2001

Styropor150



La conductividad térmica de espumas rígidas® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft


150/2

mica a, a partir de la cual puedecalcularse la conductividad térmicaa según la igualdad

λ = a · c · p

Por consiguiente, para el cálculo dedicho parámetro hay que determinarsuplementariamente la densidad pasí como la capacidad caloríficaespecífica c. La ventaja del procedi-miento no estacionario reside en laduración relativamente corta delensayo. Los equipos de medidanuevos tienen una precisión demedida comparable a la de los pro-cedimientos estacionarios sencillos.

Los procedimientos estacionariospresentan la ventaja de una mayorexactitud de la mediciones pero unamayor duración de los ensayos,que, según el espesor de las mues-tras, puede oscilar entre algunashoras y varios días. En cuerpos deensayo (planchas, cilindros o cilin-dros huecos) se miden sus dimen-siones así como el flujo térmico y ladiferencia de temperatura entre 2superficies situadas a una distanciaconocida.

En los procedimientos relativos secompara la muestra a medir conuna muestra de igual forma y deconductividad térmica conocida.Para obtener resultados exactosdebe medirse primeramente la con-ductividad térmica de la planchaempleada para la comparaciónsegún un procedimiento absoluto.

De los procedimientos absolutospara la medición de la conductivi-dad térmica con flujo térmico esta-cionario tiene especial importanciael procedimiento según Poensgenpara la medición de sustancias conreducida capacidad térmica. Para lamedición del flujo térmico estacio-nario es, con mucho, el más fre-cuentemente empleado y propor-ciona los valores más seguros, demodo que se le emplea tambiéncomo método normalizado para laclasificación de una sustancia en losgrupos según conductividad térmicade acuerdo con la norma DIN 18 164.

Realización y evaluación

La norma vinculativa para ello esDIN 52 612 “Determinación de laconductividad térmica con el apa-rato de placas”. El ensayo se lleva aefecto en dos muestras cuadradasde 500 mm de arista (procedimientode las dos placas). Ambas muestrasse ordenan simétricamente a amboslados de una placa calefactada. Enlas superficies exteriores opuestasde las muestras es evacuado elcalor mediante placas refrigerantes.Para el apantallamiento térmico, laplaca calefactada está rodeada porun anillo calefactor.

El espesor de las muestras deespuma rígida a ensayar no estáfijado en la norma DIN 52 612. Sinembargo, la influencia del espesorde las muestras en la conductividadtérmica se pudo determinar enamplios trabajos de investigación,que fueron realizados en colabora-ción con el Instituto de Investigaciónpara Aislamiento Térmico. En lafigura 2 puede apreciarse el incre-mento de la conductividad térmicaal aumentar el espesor de las mues-tras. La dependencia existente entreconductividad térmica y espesor estanto más fuertemente marcadacuanto menor es la densidad apa-rente. Ahora bien, en general esválido que la conductividad térmicadisminuye siempre al aumentar elespesor de las muestras. Para den-sidades aparentes ≥ 20 kg/m3 no seproduce ya ningún incrementoimportante de dicho parámetro paraespesores de ≥ 50 mm.

Dado que el espesor es un paráme-tro de influencia, al darse la conduc-tividad térmica de muestras deberíaser obligatorio indicar también elespesor de las mismas. En razón depuntos de vista de la práctica, lamedición de la conductividad tér-mica deberá realizarse en probetasde al menos 50 mm de espesor.

Las razones de la influencia delespesor de las probetas en el valorde medición es la contribución de laradiación de calor a la conductivi-dad térmica, la cual es dependientede la temperatura. En espumas rígi-das con una densidad aparente demás de 25 kg/m3 aumenta la con-ductividad térmica linealmente alaumentar la temperatura, en tantoque en espumas rígidas más ligerases dicho aumento desproporcionadoen razón de la mayor contribuciónde la radiación de calor. Para la apli-cación en construcción prescribe lanorma DIN 52 612, parte 2, la deter-minación de la conductividad tér-mica a una temperatura media de10 °C (λ10, tr). Ésta se determinaajustando los valores de mediciónobtenidos a diferentes temperaturaspor medio de una recta.

Según DIN 18 164, parte 1, “espu-mas rígidas como materiales aislan-tes para construcción” es decisivala clasificación en grupos de con-ductividad térmica. Para ello, laconductividad térmica, incluyendoun suplemento (λz), debe alcanzar almenos el valor numérico correspon-diente al grupo (p. ej. 040 y 035). λzse determina a partir del valor demedición λ10, tr y un suplemento Zsegún DIN 52 612, parte 2:

λz = λ10, tr (1 + Z)

Este suplemento asciende a 0,05para espumas rígidas de Styropor.Con él se tiene en cuenta el redu-cido contenido de humedad prác-tico, oscilaciones en las propieda-des de los materiales así comoimponderables en la colocación delmaterial.

Para comprobar por vía de cálculola eficacia del aislamiento térmico enconstrucción es de gran importan-cia el coeficiente del cálculo λRsegún DIN 4108, parte 4. Este coe-ficiente se determina tomandocomo base el grupo de conductivi-dad térmico anteriormente citado.

El método de medición según elprocedimiento de las dos placas hasido normalizado para los EstadosUnidos en ASTM C 177-63 y paraGran Bretaña en BS 874:1956.

La determinación de la conductivi-dad térmica con flujo de calor esta-cionario según el procedimiento delas dos placas es bastante costosoy precisa mucho tiempo. La medi-ción solamente puede ser realizadaen laboratorios de ensayo bienequipados y disponiendo de perso-nal especializado. Frente a todos losvalores de medición que procedande laboratorios de ensayos no reco-nocidos hay que ser escépticos.

La determinación de la conductivi-dad térmica con el aparato de placade flujo térmico según DIN 52 616 Bcon aparatos no estacionariosresulta sobre todo apropiada paramediciones en serie y para el con-trol de producción.

Otras influencias en la conduc-tividad térmica

La densidad aparente de espumarígida de Styropor ejerce unainfluencia dominante en la conducti-vidad térmica. En la figura 1 estárepresentada la curva de valoresmedios de la conductividad térmicade espumas rígidas de marcas deStyropor F en función de la densi-dad aparente. En el caso de densi-dades aparentes muy bajas, influyeen la conductividad térmica en pri-mer lugar la radiación de calor. Des-pués de pasar por un mínimo quecorresponde a una densidad apa-rente de aprox. 30–40 kg/m3, laconductividad térmica aumenta deforma casi lineal al aumentar la den-sidad aparente hasta que para unvalor de esta última de 1050 kg/m3

(poliestireno compacto) alcanza unvalor de 0,13 W/(m · K).

La adición de desechos molidos deespuma rígida ocasiona general-mente un ligero aumento de la con-ductividad térmica. En función de suorigen o preparación, los desechosse contraen más o menos fuerte-mente en el proceso de expansión.En razón de ello, las perlas deStyropor preexpandidas experimen-tan una expansión mayor y ocupanel volumen dejado en parte libre porel material molido que se contrae.Esto ocasiona la formación de sec-tores con una densidad aparenteinferior a la media del bloque oplancha.

Ahora bien, este efecto ha de sertan reducido para una adición dedesechos inferior al 10% (referido alpeso), que no quepa esperar ningúnaumento perceptible de la conducti-vidad térmica.

La dependencia existente entreespesor y conductividad térmica estanto más marcada cuanto menorsea la densidad aparente.

En el caso de contacto directo conagua o bien de un acentuado gra-diente de la presión parcial delvapor de agua, la espuma rígida deStyropor puede absorber humedad.En la figura 3 está representada laconductividad térmica de espumarígida de Styropor con una densidadaparente de 19 kg/m3 en funcióndel contenido de agua (según Acht-ziger, medición de la conductividadtérmica de espumas rígidas concontenido de agua discrecional,KIB, Themenheft 23).

En la práctica se ha de cuidar depreservar la espuma rígida de unahumectación relativamente fuertemediante barreras contra el vaporconvenientemente instaladas ydimensionadas, cubrimiento conláminas o drenaje. El reducido con-tenido de humedad en la prácticase tiene en cuenta en la normaDIN 52 612, parte 2, recargando enun 5% la conductividad térmica.

Para las aplicaciones sometidas ahumedad son especialmente apro-piadas las marcas Peripor® deBASF, que se distinguen por unaabsorción de agua baja.

0,045

Wm·K

0

Densidad aparente kg/m3

0,040

0,035

0,02520 40 60 80 100

Con

duc

tivid

ad t

érm

ica

0,030

T = 10 °C

0,050

Wm·K

0

Espesor mm

0,040

0,035

0,030100 200 300 400 500

Con

duc

tivid

ad t

érm

ica

10 kg/m3

15 kg/m3

20 kg/m3

0,045

T = 10 °C

30 kg/m3

0,30

Wm·K

0

Contenido de humedad en %, referido a volumen

0,20

0,10

020 40 60 80 100

Con

duc

tivid

ad t

érm

ica

19,1 kg/m3

18,9 kg/m3

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

150/3

Observación


150/4


En relación a la fabricación, trans-formación y empleo de la espumarígida de Styropor surge una seriede cuestiones medioambientalesque vamos a tratar en esta publica-ción.

Materias primas y fabricación

Por polimerización del estireno seobtiene poliestireno. En combina-ción con pequeñas cantidades delagente de expansión pentano sepuede polimerizar el estireno en“poliestireno expandible” (EPS).El pentano, un componente del pe-tróleo, y el estireno, un producto se-cundario del petróleo, son hidrocar-buros puros; se componen exclusi-vamente de carbono (C) e hidró-geno (H).

El Styropor es la marca registradade la BASF Aktiengesellschaft parapoliestireno expandible y la marcaregistrada de la IndustrieverbandHartschaum e.V. para las planchastermoaislantes fabricadas con elmismo.

El Styropor se presenta en forma depequeñas perlas redondas. Lasespumas rígidas fabricadas a partirde éstos son espumas de partícu-las.

Aditivos

El Styropor se fabrica como marcaestándar y como marca especial.Las marcas estándar de la serie Pno contienen ningún aditivo especialy las de la serie F, para materialesaislantes en la construcción, contie-nen pequeñas cantidades (< 1,0%en peso) de un producto ignífugo enforma de un agente de proteccióncontra llamas cicloalifático bromu-rado (HBCD), ya que los materialesaislantes en la construcción tienenque ser difícilmente inflamables.

El HBCD (Hexabromociclodode-cano, CAS-Nr. 25637-99-4) es unhidrocarburo cicloalifático bromu-rado.

Las perlas y el granulado Styropor®

contienen también agentes de recu-brimiento que cumplen con las dis-posiciones de derecho alimentario yson necesarios para la transforma-ción de Styropor /Véase IT I 25,“Cuestiones relatives al derecho ali-mentario”).


37913 Marzo 2001

Styropor180



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Espuma rígida de Styropor® – Medio ambiente

ESTIRENO C8H8 PENTANO C5H12

Polimerización

STYROPOR

el poliestireno expandible (EPS) con agente de expansión

– CH2 – CH –

n


Agente de expansión

El n-pentano y el iso-pentano,empleados como agentes deexpansión para el Styropor, pertene-cen, como p. ej. también metano,etano, propano y butano, al grupode los alcanos.

El pentano es un componente delpetróleo, pero que se forma tam-bién constantemente de fuentes na-turales, p. ej. por descomposiciónbioquímica anaerobia en organis-mos humanos y animales, y que lle-ga a la atmósfera con el aire de larespiración.

Los alcanos no se consideran comocontaminantes del medio ambiente,ya que de la misma manera queconstantemente se forman de nue-vo a partir de fuentes naturales,también se descomponen de nuevopor medios naturales. El pentano sedegrada más rápidamente que losalcanos de cadena más corta.

El pentano es degradado rápida-mente en la atmósfera, especial-mente por radicales hidroxílicos, enuna reacción fotoquímica; su semi-período de vida, es decir, el lapsode tiempo transcurrido hasta quesólo quede la mitad de la concen-tración original, oscila entre 10 y 15horas. Esta diferencia se debe a di-versos factores, entre los que cuen-ta la intensidad de la radiación so-lar; por consiguiente, la degradaciónse produce más rápidamente en elverano que en el invierno y duranteel día más rápidamente que durantela noche.

Los productos de degradación delpentano son absorbidos por el aguay la tierra, siendo allí transformadospor las plantas, las bacterias y otrosmicroorganismos en productos me-tabólicos específicos o en dióxidode carbono y agua.

El Styropor no contiene hidrocarbu-ros clorofluorados (FCC) o hidrocar-buros cloro fluorados parcialmentehidrogenados (HFCC). Por consi-guiente, estas sustancias no pue-den llegar al medio ambiente durantela fabricación y transformación ni enla aplicación de espuma rígida deStyropor.

Emisiones

Las emisiones se producen duranteel transporte, almacenamiento ytransformación del Styropor y de laespuma rígida fabricada a partir deél. En la República Federal de Ale-mania, las fábricas que transformanStyropor no cuentan entre los esta-blecimientos industriales que re-quieren autorización según la dispo-sición 4 de la ley federal correspon-diente (BlmSchG). Por tanto no es-

tán sometidas directamente a lasdisposiciones relativas al aire. Se-gún el artículo 22 BlmSchG se de-ben instalar y explotar de tal maneraque se impidan los daños para elmedio ambiente que son evitablessegún el estado de la técnica.

Manipulación de las materias primas

En la hoja de datos de seguridad sedan informaciones para la manipula-ción segura del Styropor.

Fabricación de la espuma rígida

En la transformación del Styropor seliberan a partir del polímero el agen-te de expansión pentano y peque-ñas cantidades de estireno.

Las concentraciones de estas sus-tancias liberadas (pentano y trazasde estireno) durante las cuatro fasesde la transformación

preexpansión

reposo intermedio de las partículaspreexpandidas

expansión a espuma rígida

almacenamiento de la espuma rígida

dependen de la dotación técnicadisponible y de las propiedades de-seadas del producto. Por consi-guiente, datos exactos al respectosólo pueden establecerse y comuni-carse en el marco del asesoramien-to técnico.

Manipulación de la espuma rígida

La espuma rígida recién fabricada(bloques, piezas) desprende todavíaagente de expansión y trazas insig-nificantes de estireno. Después deun tiempo de reposo suficiente yano puede determinarse en el aireambiente desprendimiento de esti-reno, como ha puesto de manifiestoun estudio con planchas aislantesinstaladas en viviendas; asimismoha terminado prácticamente la emi-sión del agente de expansión resi-dual. (Dictamen del 05. 09. 85, Prof.Dr. med. H. G. Sonntag, Instituto deHigiene de la Universidad de Heidel-berg; y Kunststoffe, 77 (1987) 1, Dr. H. Voss, Ludwigshafen am Rhein).

Corte con hilo incandescente de espuma rígida

Durante el corte de espuma rígidade Styropor con alambre incandes-cente se originan emisiones de va-por y gas. Se producen por rotura yreconstitución de la cadena del polí-mero, formando desde fraccionesmás pequeñas hasta la sustanciade partida estireno. Debido a latemperatura del alambre de corte,estas partes desdobladas se evapo-

ran con el agente de expansión resi-dual, de manera que las emisionesque se producen están compuestasprincipalmente de fracciones debajo peso molecular, estireno y pen-tano. Las espumas rígidas difícil-mente inflamables pueden formartambién ácido bromhídrico (ver tam-bién apartado: Protección sanitariaen el trabajo).

Radiactividad

En estudios realizados con espumarígida de Styropor no han podidodetectarse radiaciones alfa, beta ogamma ni tampoco exhalación deradón.(Dictamen del 07. 03.1987, R. Reiter,Garmisch-Partenkirchen, RFA).

Comportamiento al fuego, combustión

El Styropor y la espuma rígida fabri-cada con el mismo son combusti-bles. Los gases que se producen encaso de incendio no se diferencianesencialmente de los gases decombustión de otros materiales or-gánicos. Principalmente se compo-nen de dióxido de carbono y agua.Además contienen, según las condi-ciones del incendio, monóxido decarbono y hollín. La espuma rígidade Styropor difícilmente inflamableproduce además trazas de ácidobromhídrico.

En las plantas incineradoras de ba-suras se pueden quemar Styropor yla espuma rígida fabricados con elmismo, incluso los que tienen aca-bado ignífugo, a temperaturas deaproximadamente 1000 °C y conuna alimentación de aire suficiente.

En caso de incendio no hay quetemer, en general, ningún peligropara el entorno por gases de com-bustión tóxicos ni un peligro para elagua. La toxicidad de gases decombustión es semejante a la queproducen los materiales de madera.Las reducidas cantidades de ácidobromhídrico que son arrastradascon el agua de extinción y llegan alas aguas se pueden considerarcomo inocuas (véanse IT-810 y IT-130).

En ensayos realizados con StyroporF según DIN 53436 no se han en-contrado, ni en la fase gaseosa nien los residuos de combustión, di-benzodioxinas bromadas, única-mente cantidades despreciables dedibenzofuranos bromados, los cua-les no caen dentro de las disposi-ciones sobre prohibición de produc-tos químicos de 1994. (Dictamendel 06. 06. 94, Dr. J. Hosseinpor yDr. K. Ficht, Ökometrie GmbH, Bayreuth).

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El Styropor y la espuma rígida deStyropor se fabrican y transformandesde hace decenios. En el tiempotranscurrido no se han observadoefectos perjudiciales para la saludque tengan una relación causal conestos materiales.

El Styropor y la espuma rígida deStyropor son químicamente neutros,no son solubles en agua y no cedensustancias hidrosolubles contami-nantes a las aguas subterráneas.No se descomponen por la acciónde los microorganismo.

Styropor y las espumas rígidasfabricadas a partir del mismo tam-poco se pueden emplear como ali-mento ni como aditivos para la ali-mentación humana y animal. Inclusoinfluencias externas, como p. ej.licuame, tierra abonada con fosfato,lluvia ácida, etc., no ejercen enestos productos influencia algunadigna de mención. La espuma rígidano se pudre.

Cuestiones y disposiciones relativas al derecho alimentario

Véase IT 125.

Protección sanitaria en el trabajo

Durante la fabricación y transforma-ción de la espuma rígida de Styro-por se desprenden pentano y trazasde estireno. Por consiguiente, laspersonas dedicadas a este menes-ter están expuestas en el área detrabajo, en pequeña medida, a laacción de estas sustancias. El pen-tano y el estireno, como p. ej. tam-bién el alcohol (metanol), son sus-tancias químicas que pueden oca-sionar cargas o peligros para la sa-lud si no se observan determinadasdisposiciones. Así pues, las perso-nas que entren en contacto coneste tipo de sustancias necesitanuna protección especial. Para eva-luar el riesgo para la salud de sus-tancias químicas se utiliza en la me-dicina del trabajo el valor MAK (con-centración máxima permisible deuna sustancia química en el puestode trabajo). Los valores MAK se em-plean para proteger la salud en elpuesto de trabajo y proporcionan labase para evaluar la gravedad o in-ocuidad de las concentracionesexistentes en el área de trabajo*.

Los valores MAK son revisadosanualmente por una comisión quelos confirma o los establece de nue-vo. Además, esta comisión encarganuevos análisis de las sustancias detrabajo, unas ya estudiadas y otrastodavía sin estudiar. Los valoresMAK son para:

pentano 1000 ml/m3 (ppm vol.)

2950 mg/m3

estireno 20 ml/m3 (ppm vol.)

85 ml/m3

(situación 1998).

Estos valores MAK no deben sobre-pasarse. Durante la transformaciónadecuada de Styropor se obtienenvalores de la magnitud 1 a 3 pordebajo de estos valores. En lo refe-rente a las emisiones que se produ-cen en el corte de espuma rígida deStyropor con hilo incandescente(ver dicho apartado), recomenda-mos emplear una instalación deextracción para el cumplimientoseguro de los valores MAK.


Para estudiar el comportamiento dela espuma rígida de Styropor frentea materiales biológicos se ha reali-zado una serie de estudios. (Dicta-men del 29. 06. 82, K. H. Sirtl, Insti-tuto de Investigación biológica de laconstrucción Karlsfeld, RFA).

Ensayos con semillas y gusanosde la harina

Sobre espuma rígida y, como com-paración, sobre tablas de maderasin tratar se dejaron germinar semi-llas. No se comprobó ninguna dife-rencia en la germinación ni en la for-mación de los brotes en cuanto asu forma, color, tamaño y en el pos-terior crecimiento. Unos ensayossemejantes con espuma rígida deStyropor y tablas de madera se rea-lizaron con gusanos de la harina.Tampoco aquí se comprobaroncambios o divergencias. Una vez realizados agujeros en la espumarígida, éstos se utilizaron tambiénpara la transformación en crisálidas.

Las espumas rígidas de Styropor noson alimento para animales perjudi-ciales, como por ej. insectos y roedores. Pero se pueden formaragujeros que sirven de biótopo(construcción de nidos)

Ensayos con microorganismos

Los microorganismos reaccionan deforma muy sensible a las sustanciasnocivas, incluso en cantidades míni-mas. Por esta razón se realizó unaserie de ensayos microbiológicos.

En un medio nutritivo se pusieronjuntos espuma rígida de Styropor yhongos del moho úbicos. Los culti-vos del moho, como los cultivos decomparación, no se vieron dañadosen ninguna fase. Tampoco se pro-dujeron variaciones en los siguien-tes cambios de generación.

En medios líquidos de cultivo sepuso espuma rígida y se inyectócon cultivos mixtos de bacterias. Enlas bacterias aerobias y anaerobiasde especies apatógenas cultivadasno se produjo, en relación con loscultivos de comparación, ningúnefecto microbiocida ni microbiostáti-co. Sobre espuma rígida se cultiva-ron en medio líquido células de le-vadura y vegetales. Tampoco aquíse produjo ningún efecto microbio-cida ni microbiostático. Igualmentetampoco se observaron hipertrofias.

En todos estos ensayos no pudodemostrarse ninguna mutación mórbida o degenerativa.

Ensayos con algas y líquenes

Ensayos con algas verdes y azules yformas de copulación que se habíanasentado en espuma rígida pusieronde manifiesto que las algas y líque-nes sólo se asientan superficialmen-te. No penetran en la espumarígida. Ocuparon la superficie y cre-cieron sobre ella de la misma mane-ra que p. ej. sobre las superficies depiedras, plantas, madera, ladrillos yotros materiales semejantes. Tam-poco se observaron cambios en loscultivos, incluso después de un pe-ríodo de aproximadamente un año.Entonces y solamente entonces,perecieron las algas y los líquenescuando se les suprimió las condi-ciones vitales necesarias para eldesarrollo y crecimiento (luz, hume-dad, etc.).

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* El valor MAK es la concentración máxima autorizada de un material de trabajo como gas, vapor o material en suspensión en el aire en el área de traba-jo que, según el estado actual de los conocimientos, no perjudica ni representa una carga desproporcionada en general para la salud del operario ex-puesto a sus efectos, incluso de forma repetida y a largo plazo, durante la jornada diaria normal de trabajo de 8 horas, pero manteniendo un tiemposemanal de trabajo de 40 horas. Para la fijación de los valores MAK se consideran en primer término las características de los efectos de las sustan-cias, así como también (cuando es posible) las circunstancias prácticas de los procesos de trabajo y de las muestras de exposición determinadas porellos. Para este fín rigen criterios de la protección sanitaria fundamentados científicamente y no las posibilidades técnicas y científicas de la realizaciónen la práctica (traducción de: Maximale Arbeitsplatzkonzentration und Biologische Arbeitstofftoleranzwerte 1987, VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-69469 Weinheim, 1987).

Reciclado, eliminación

Durante el reciclaje a materia primase producen nuevas materias pri-mas químicas, que no están someti-das a limitaciones en cuanto a latécnica de aplicación, a partir dedesechos de espuma rígida o des-echos mezclados de plástico.

Los desechos de espuma rigida sepueden incinerar sin problemas ysin dejar trazas en las plantas deincineración de basura de las ciuda-des y de los municipios a las tem-peraturas usuales de aprox. 1000°C y con suficiente aportación deaire, especialmente si están tritura-dos y mezclados con otros des-echos. Durante la incineración susti-tuyen la combustión de apoyo; 1 kgde Styropor ahorra 1 kg = 1,2 a 1,4 l de aceite combustible (segúnel país de origen, valor calorífico ydensidad). Las marcas usadas paraembalaje se queman sin dejar ras-tros formando dióxido de carbono yvapor de agua, sólo en el caso delas espumas rígidas ignifugadas seforman pequeñas cantidades deácidos halógenos, pero que no pro-ducen una variación mensurable enla composición del gas de combus-tión.

En fábricas de producción grandestambién se pueden utilizar los des-echos de la producción para lageneración de vapor.

Esto presupone, que el generadorde gas tenga una cámara de com-bustión específica y un elementoregulador especial. Los desechosde espuma rigida se aportan enforma triturada. Es necesario asegu-rar que no se sobrepasen los valo-res de emisión de gas de combus-tión localmente admisibles.

No está permitido incinerar des-echos de espuma rígida al aire libredebido a la fuerte formación dehollin.

Observación



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El empleo de espumas rígidas deStyropor plantea interrogantes enrelación con su compatibilidad conel medio ambiente.

Las materias primas y su producción

El poliestireno expandible (EPS) seobtiene principalmente mediante lapolimerización de estireno y la adi-ción de un agente de expansión(pentano).

Styropor es la marca registrada deBASF Aktiengesellschaft para elpoliestireno expandible, y de la Aso-ciación Alemana de Fabricantes deMateriales de Espuma Rígida paralas placas termoaislantes fabricadascon este material.

El Styropor y las espumas rígidasfabricadas a partir del mismo secomponen de carbono (C) e hidró-geno (H). En su fabricación y en sutransformación no se empleanhidrocarburos fluoroclorados (CFC).

Ingredientes

Styropor se fabrica en versiónestándar y en versiones especiales.Las marcas estándar de la serie Pno contienen aditivos particulares,mientras que las de la serie F con-tienen pequeñas cantidades de unagente ignífugo que contiene bromo(las espumas rígidas utilizados en laconstrucción deben corresponder ala categoría de “difícilmente inflama-bles” en numerosos países euro-peos).

Agente de expansión

El agente de expansión utilizado (n-pentano e isopentano) es uncomponente volátil del petróleo, yse extrae de éste.

El pentano se degrada muy rápida-mente en la atmósfera. Al final sedescompone en anhídrido carbó-nico y agua.

Styropor no contiene hidrocarburosclorofluorados (FCC) o hidrocarbu-ros clorofluorados hidrogenados(HFCC).

Por lo tanto estos productos nopueden contaminar el medioambiente ni durante la producción ytransformación ni durante el uso delas espumas rígidas de Styropor.

Manipulación de las espumasrígidas

La espuma rígida recién fabricada(en bloques o piezas moldeadas)sigue emitiendo los restos delagente de expansión que contiene ytrazas muy pequeñas de estireno. Alcabo de un período de reposo sufi-ciente no se detecta ya ningunaemisión de estireno a la atmósfera,como ha demostrado un estudiorealizado con placas aislantes deStyropor instaladas en viviendas;asimismo se ha agotado práctica-mente la emisión del agente deexpansión residual. Dictamen del05. 09. 85, Prof. Dr. med. H.G.Sonntag, Instituto de Higiene de laUniversidad de Heidelberg; y Kunst-stoffe, 77 (1987) 1, Dr. H. Voss,Ludwigshafen am Rhein.

Radiactividad

En los estudios realizados conespumas rígidas de Styropor no hanpodido identificarse radiaciones alfa,beta o gama ni emanaciones deradón.(Dictamen del 07.03.1987 de R. Reiter, Garmisch-Partenkirchen,R.F.A.).


40630 Marzo 2001

Styropor181



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Espumas rígidas de Styropor; aspectos medioambientales de su aplicación en la construcción


Comportamiento al fuego,combustión

El Styropor y las espumas rígidas deStyropor son combustibles. Losgases de combustión generados encaso de incendio no se diferenciansustancialmente de los gases decombustión de otras materias orgá-nicas. Se componen principalmentede anhídrido carbónico y agua. Ade-más contienen, en función de lascircunstancias del incendio, monó-xido de carbono y hollín. Los mate-riales expandidos de Styropor difícil-mente inflamables producen ade-más cantidades muy pequeñas debromuro de hidrógeno.

El Styropor y las espumas rígidasfabricadas a partir del mismo, inclui-dos los que llevan un agente igní-fugo, pueden eliminarse en plantasincineradoras de basuras a tempe-raturas de aproximadamente 1000°C y con suficiente aportación deaire.

En caso de incendio no cabe temeren general ningún riesgo de conta-minación del entorno por gases decombustión tóxicos, ni tampoconingún peligro para el agua. La toxi-cidad de las gases de combustiónson similares a los que se generanal quemar materiales de madera.Las pequeñas cantidades de com-puestos bromados que se arrastrancon el agua de extinción a los cur-sos acuáticos pueden calificarse deinocuos (véase IT 810, IT 130).

Durante ensayos llevados a cabocon Styropor F según DIN 53436 nose encontraron dibenzodioxinasbromadas ni en la fase gaseosa nien los residuos de combustión,solamente cantidades despreciablesde dibenzodioxinas bromados, queno están incluidos en la norma deprohibición de productos químicosde 1994 (Dictamen del 06.06.94, Dr. J. Hosseinpour y Dr. K. Ficht,Ökometrie GmbH, Bayreuth).


El Styropor y las espumas rígidas deStyropor se fabrican y transformandesde hace décadas. En este perí-odo no se ha tenido conocimientode ningún tipo de perjuicio para lasalud que guarde una relación cau-sal con estos materiales.

La calidad inofensiva a la salud dela aplicación de planchas deespuma rígida de Styropor quedademostrada por el hecho de que enAlemania se utilizan desde hacedécadas espumas rígidas de Styropor para embalajes de alimen-tos así como también para juguetes.Preguntas y disposiciones adiciona-les se encuentran en la IT 125.


Se han realizado una serie de estu-dios para calibrar el comporta-miento de las espumas rígidas deStyropor frente a materiales biológi-cos. (Dictamen del 29. 06. 82, K.H. Sirtl, Instituto Bio-Bauforschung(Investigación biológica de la con-strucción), Karlsfeld).

Pruebas con microorganismos,algas y líquenes: en ninguna deestas pruebas se pudo identificaralguna mutación mórbida o degene-rativa.

Se hicieron germinar semillas enespuma rígida y en comparación entablones de madera sin tratar. No sepudieron determinar diferencias encuanto a la germinación, el desarro-llo de las plántulas en cuanto aforma y color, al tamaño y creci-miento posterior. Ensayos similarescon espuma rígida de Styropor ytablones de madera se realizaroncon gusanos de la harina. Tampocoen este caso se pudieron determi-nar modificaciones o diferencias.Después de que se perforaron agu-jeros en la espuma rígida, esta tam-bién fue aceptada para la transfor-mación a crisálida.

Las espumas rígidas de Styropor noconstituyen alimento para animalesdañinos como por ej. insectos yroedores. Pero pueden ser perfora-das y servir de espacio vital (cons-trucción de nidos).

Reciclado, vertido

Las espumas rígidas de Styroporusados pueden reciclarse y reutili-zarse de muchas maneras. Antesde verterlos e incinerarlos, ofrecentoda una serie de posibilidades dereciclado, como por ejemplo su reu-tilización para la fabricación deespumas rígidas, su empleo enforma de Styromull® (copos deespumas rígidas de Styropor), sufusión y granulado para obtenerpoliestireno compacto para produc-tos de moldeo por inyección.Véanse más detalles en la informa-ción técnica IT 810 (Procedimientosde reciclado y eliminación de espu-mas rígidas de Styropor usados).

Observación



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Propiedades físicas

Ensayo según Unidad Resultado del ensayo

Calidades de protección Especificaciones GSH PS 15 SE PS 20 SE PS 30 SE

Calidades de aplicación DIN 18164, parte 1 W WD WS + WD

Densidad aparente mínima DIN 53420 kg/m3 15 20 30

Clase del material de construcción DIN 4102 B 1, difícil B 1, difícil B 1, difícilinflamabilidad inflamabilidad inflamabilidad

Conductividad térmicaMedida a +10 °C DIN 52612 mW/(m·K) 36–38 33–36 31–35

Calculada según DIN 4108 mW/(m·K) 40 40 35

Tensión por compresión con aplastamiento del 10% DIN 53421/EN 826 kPa 60–110 110–160 200–250

Resistencia permanente a la compresión con un aplastamiento de <2% kPa 15–25 25–40 45–60

Resistencia a la flexión DIN 53423 kPa 60–300 150–390 330–570

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kPa 80–130 120–170 210–260

Resistencia a la tracción DIN 53430 kPa 110–290 170–350 300–480

Módulo de elasticidad (ensayo de compresión) DIN 53457 MPa 1,6–5,2 3,4–7,0 7,7–11,3

Indeformabilidad al calorInstantánea según DIN 53424 °C 100 100 100

Duradera con 20000 N/m2 según DIN 18164 °C 75 80 80

Coeficiente de dilatación térmica lineal 1/K 5–7 ·10-5 5–7 ·10-5 5–7 ·10-5

Capacidad térmica específica DIN 53765 J/(kg ·K) 1210 1210 1210

Absorción de agua en condiciones de inmersiónal cabo de 7 días DIN 53434 % (en vol.) 0,5–1,5 0,5–1,5 0,5–1,5

al cabo de 28 días % (en vol.) 1,0–3,0 1,0–3,0 1,0–3,0

Densidad de la corriente de difusión de vapor de agua DIN 52615Indice de resistencia a la difusión de vapor de agua. Calculado según DIN 4108 1 20/50 30/70 40/100

Resistencia de los materiales de Styropor a los productos químicos

Agente Styropor P, F (FH)



Lejías, como hipoclorito, agua clorada, soluciones de peróxido de hidrógeno +

Acidos diluidos +

Acido chlorhídrico al 35%, ácido nítrico hasta 50% +

Acidos anhidros, p. ej. ácido sulfúrico fumante, ácido acético glacial, ádico fórmico al 100% –


Disolventes orgánicos, como acetona, éster de ácido acético, benceno, xileno,diluyentes para barnices, tricloroetileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, gasolina purificada, white-spirit –(+–)

Aceite de parafina, vaselina +– (+)

Gasóleo – (+)

Gasolina (normal y super) –

Alcoholes, p. ej. metanol, etanol +–

Aceite de silicona ++ Resistente: el material no sufre ningún desperfecto ni siquiera después de una exposición prolongada+– Relativamente resistente: el material puede contraerse o sufrir desperfectos superficiales en caso de una exposición prolongada– No resistente: el material se contrae con mayor o menor rapidez o se disuelve


18974 Marzo 2001

Styropor198


Propiedades importantes® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft



Para poder fabricar productos deespuma rígida de Styropor a bajocoste y con un alto nivel de calidadconstante, es preciso que el fabri-cante de los productos acabadoscontrole de forma continua y com-pleta la calidad en todo el procesode transformación. La aplicaciónprevista de la pieza de espumarígida fabricada determinará el con-trol que se deberá ejercer con res-pecto a las propiedades especifica-das.

Por ejemplo, las planchas termo-aislantes han de reunir otros requi-sitos de calidad que los embalajes.

Esta Información Técnica informade la naturaleza y ejecución de loscontroles que se deberá realizar,desde la entrega de la materiaprima hasta la obtención de lapieza acabada.

1 Control de la materia prima

Control visual:

Inmediatamente después de larecepción de los envases se con-trolará si su contenido coincide conla mercancía señalada en elpedido. Además de la designaciónprecisa del producto, los recipien-tes deberán llevar un número deentrega de seis cifras (no idénticoal “número de bulto”, también deseis cifras, que aparece anotado entodo pedido).

Si excepcionalmente un envase demateria prima llegara dañado, con-viene ponerse en contacto con elproveedor o el transportista a efec-tos de reclamación.

2 Control de producción

Preexpansión:

Para mantener constante la densi-dad aparente especificada delmaterial preexpandido de formacontinua o discontinua es precisorealizar un control permanente delpeso del producto que sale delpreexpandidor. Si se ajusta unadensidad aparente demasiado ele-vada, el proceso de transformaciónresultará antieconómico, y unadensidad aparente demasiado bajacomportará eventuales pérdidas decalidad y el peligro de reclamaciónpor el comprador del productoacabado. La densidad aparentepuede controlarse determinando elpeso de un determinado volumende Styropor preexpandido (porejemplo, en un recipiente graduadode 10 litros). También se han acre-ditado los equipos automáticosespeciales de medición y regula-ción de la densidad aparente.

Reposo intermedio:

El cumplimiento de determinadostiempos de reposo intermedio esdecisivo para la ulterior transforma-bilidad y las propiedades que ten-drá la espuma rígida, sobre todo sidichos tiempos son inferiores a 8horas en el caso del material enbloques o de 4 horas en el delmaterial para piezas moldeadas.Antes de la expansión final delmaterial reposado es preciso rea-lizar un nuevo control de la densi-dad aparente.


49192 Marzo 2001

Styropor205



Control de recepción y producción en las fábricastransformadoras de Styropor



Fabricación de bloques:

El control a realizar durante la fabri-cación de bloques puede consistiren una inspección visual de losbloques, incluyendo el examen delas esquinas, aristas y superficiesdel material, y la detección deeventuales rehundimientos o defor-maciones. El control del pesoinmediatamente después del des-moldeo y antes de la transforma-ción ulterior, al cabo de 24 horascomo mínimo, proporcionará datossobre la densidad aparente y elcontenido de agua en el bloque. Enel proceso de transformación ulte-rior de los bloques se examinarántambién, por muestreo, la solda-dura de las planchas,especialmente las procedentes dela parte central del bloque.

Para aplicaciones en la construc-ción, la GüteschutzgemeinschaftHartschaum e.V. (Sociedad deDefensa de la Calidad de laEspuma Rígida) exige el autocon-trol dimensional, incluída la rectan-gularidad, y de la densidad apa-rente de las planchas de espumarígida de Styropor. Para ello espreciso controlar diariamente comomínimo 5 planchas, a ser posibletomadas del centro de los bloques,previamente secadas. Los materia-les expandidos de EPS que estáprevisto utilizar en la construccióndeben ser difícilmente inflamablescon arreglo a DIN 4102.

Fabricación de piezas moldea-das:

Cantidad, calidad

Para poder controlar exactamentela cantidad producida por unidadde tiempo y la calidad de las piezasde espuma rígida, es muy impor-tante instalar sistemas de controlfuncional (hoy en día basados ensu mayoría en sistemas informáti-cos). Mediante un contador en lamáquina de producción de piezasmoldeadas se comprueba perfecta-mente el número de piezas fabrica-das, previa deducción de los even-tuales desechos. Habrá que deter-minar las causas de talesdesechos. Las piezas defectuosasse retiran inmediatamente despuésdel desmoldeo, o bien en el lugarde empaquetado.

3 Control final

(o control de recepción por partedel usuario):

Control visual:

Inmediatamente después de sufabricación, o antes de su empleo,es preciso verificar la ejecuciónperfecta de las piezas moldeadas

(ausencia de deterioros en lassuperficies, las esquinas y las aristas).

Precisión dimensional:

Con los elementos de espumarígida que, como las planchas detecho y los embalajes, estánsujetos a determinadas tolerancias,es preciso verificar la precisióndimensional por muestreo.

Soldadura:

El plano de rotura permite examinarla calidad de la unión soldada. Enla pieza de espuma rígida rota seestima el número de partículaspartidas frente a las intactas, y seindica en porcentaje. Los embala-jes de espuma rígida o las piezasmoldeadas que deben ser estancasa los líquidos se examinan pormuestreo llenándolas con líquidoscoloreados. Si el ensayo se realizacon piezas de espuma rígida reciénfabricadas, se observan con másfrecuencia defectos de estanquei-dad que en las piezas almacenadasdurante 24 horas como mínimo.

Densidad aparente:

Conviene realizar el control delvalor constante de la densidadaparente determinando el peso delas piezas moldeadas. Para ello sepesan estas piezas después desecarlas. El control estadístico (conayuda de fichas) facilita la valora-ción de la calidad de la producción.

Contenido de agua/grado desecado:

Para los productos que se van aembalar y que son sensibles a lacorrosión y la humedad, existendeterminados límites de contenidode agua que no deben sobrepasar-se. A modo de ensayo orientativose seca la pieza moldeada reciénfabricada durante unas 3 horas a70 °C, y seguidamente se mantienedurante 24 horas en clima normal(23 °C, 65 % de humedad atmos-férica relativa). Se determina elpeso de la pieza antes y despuésdel secado. En la norma DIN55 471, parte 1ª, figuran las especi-ficaciones y ensayos correspon-dientes a la espuma rígida de EPSpara embalaje, como su identifica-ción, densidad aparente, caracterí-sticas del material, valores técnico-físicos (resistencia a la compresión,resistencia a la flexión), grado desecado, estabilidad dimensional,comportamiento al fuego y derotura.

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales.No presuponen una garantía jurí-dica relativa a determinadas pro-piedades ni a la idoneidad para unaaplicación concreta. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipu-lador de realizar sus propios con-troles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos seráresponsable por sí mismo de laobservancia de los derechos depatentes existentes así como delas leyes y disposiciones vigentes.

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205/4

La resistencia a la compresión es laprincipal característica mecánica dela espuma rígida de Styropor.Depende en primer lugar de la den-sidad: cuanto más baja sea esta,tanto menor será la resistencia a lacompresión. También influyen laforma de las celdillas, la tempera-tura y la edad de la espuma rígida.Las distintas marcas de materiasprimas o los tamaños de las partí-culas, en cambio, no influyensustancialmente en la resistencia ala compresión de las probetas cor-tadas de espuma rígida.

Puesto que los valores medidosdependen de la forma de las probe-tas y de la velocidad y temperaturade ensayo, es preciso que las con-diciones de ensayo estén normaliza-das.

Ensayo según EN 826

El ensayo de compresión con mate-riales expandidos rígidos se realizacon arreglo a EN 826. Para efectuarla medición se utilizan preferente-mente cubos de 50 mm de lado.Para espuma rígida que no permitefabricar muestras de este tamañopueden acordarse también otrasmedidas. El macho de compresióndeforma los cubos a velocidadconstante (5 mm/min ó 10%/min dela altura original de las probetas);las fuerzas ejercidas se registran enfunción del grado de deformación.

La figura 1 muestra el grado dedeformación en función de la fuerzaejercida en el ensayo de compre-sión con cubos de espuma rígida deStyropor de 50 mm de lado, condensidades de 15, 20 y 30 kg/m3.Al comienzo, la fuerza necesariapara obtener un determinado gradode deformación aumenta proporcio-nalmente (zona de Hook). Despuésde una deformación del 1,0 al 2,0%se sobrepasa el límite de elastici-dad, y las probetas quedan defor-madas irreversiblemente. La recta

ascendente da paso a una líneamás plana. Los materiales expandi-dos de Styropor forman parte de lacategoría de espumas rígidas deceldillas cerradas (véase la defini-ción en DIN 7726); en estas, unavez rebasado el límite de elastici-dad, no se produce una roturasúbita de la estructura celular, sinoque las células se deforman conti-nuamente (y en su mayoría irreversi-blemente).

Para caracterizar el comportamientode la espuma rígida de Styroporsometida a compresión se indica,con arreglo a EN 826, la “resistenciaa la compresión bajo una deforma-ción del 10%”, es decir, la resisten-cia a la deformación a la que elcubo de 50 mm se comprime a unespesor de 45 mm.

La figura 1 muestra que la espumarígida de mayor densidad presenta,en virtud del mayor espesor de susparedes celulares, una resistencia ala deformación (a la compresión)más alta. Al mismo tiempo seobserva que paralelamente a la den-sidad también varía la elasticidad. Laprobeta de espuma rígida que pre-senta la densidad más baja es másblanda que la probeta con la densi-dad más alta, cuya curva de defor-mación es más inclinada. El cocientede la resistencia a la compresión(dentro de la zona elástica) y ladeformación correspondiente es elmódulo de elasticidad, que aumentaasimismo paralelamente a la densi-dad. En una espuma rígida de 15kg/m3 de densidad es de aproxima-damente 1,6 a 5,2 MPa, y en unmaterial de 20 kg/m3 de densidad,de 3,4 a 7,0 MPa. La dependenciade la resistencia a la compresión conun 10% de deformación con res-pecto a la densidad aparente de laespuma rígida de Styropor quedareflejada en la figura 2.



81966 Marzo 2001

Styropor220


Resistencia a la compresión de la espuma rígida



220/2

Ensayos según ASTM yBritish Standard

Existen dos normas ASTM quepermiten determinar la tensión decompresión de la espuma rígida. Lanorma ASTM C 165-83 estipula quelas probetas de planchas termoais-lantes deben tener unas dimensio-nes preferentemente de 6 pulgadaspor 6 pulgadas (mínimo 2 pulgadaspor 2 pulgadas), mientras que elespesor debe ser de 0,5 pulgadascomo mínimo. La velocidad deensayo es del 5 % del espesor delas probetas por minuto. La normaASTM D 1621-73/79 establece quedeben emplearse probetas redon-das o cuadradas con una superficiede 4 a 36 pulgadas cuadradas y unespesor de una pulgada (espesormáximo igual al ancho de la pro-beta), con una velocidad de recal-cado del 10% del espesor de laprobeta por minuto. La tensión decompresión se indica al alcanzar unrecalcado del 10%. Por consi-guiente, los valores de la resistenciaa la compresión medidos conarreglo a ASTM C 165-83 y D 1621-73/79 no pueden compararse conlos valores determinados conarreglo a DIN 53421.

En cambio, el ensayo descrito enBritish Standard 4370/1988 esanálogo al de EN 826.

Factores que influyen en los resultados

Forma de la probeta

En el ensayo realizado con cubosde 50 mm de lado se obtienen unosvalores aproximadamente del 10 al15 % más altos que al utilizar probe-tas no cúbicas (127 mm x 127 mm

x 40 mm), que son las prescritas enla norma ASTM C 165-83 (referidosiempre al mismo grado de recal-cado). Mientras que al aumentar lasuperficie, los valores de la tensiónde compresión resultan relativa-mente más bajos, el espesor de lasprobetas apenas tiene influenciaalguna.

Velocidad de ensayo

Con arreglo a EN 826, la velocidadde avance del macho de compre-sión de ensayo debe ajustarse demanera que el recalcado del 10%se alcance aproximadamente alcabo de 1 minuto (es decir, parauna probeta de 50 mm de espesores de 5 mm/min).

Temperatura de ensayo

A mayor temperatura, menores sonlos valores de la tensión de compre-sión. Con arreglo a una reglaempírica, entre – 5 °C y 60 °C, todoaumento de la temperatura de10 grados comporta una disminu-ción de la tensión de compresión(con un 10% de recalcado) de alre-dedor del 7%, referido al valor cor-respondiente a 20 °C. Por debajode 20 °C, los materiales expandidostienen una tensión de compresiónmás alta, aunque por debajo de los– 5 °C el aumento es inferior al 7%.Pero incluso a una temperatura de–196°C aún no se fragilizan.

Edad de las probetas (de espumarígida)

Los materiales expandidos reciénfabricados presentan, en las prime-ras horas o días, una tensión decompresión notablemente más bajaa causa del vacío imperante en las

celdillas, que desaparece lenta-mente al absorber aire. Por ello essabido que al desmoldear piezasrecién expandidas es preciso pres-tar especial atención a su sensibili-dad a la presión.

Pero incluso después de concluidala absorción de aire se produce aúnun incremento de aproximadamenteel 10% de los valores de la resisten-cia a la compresión en el transcursode las 4 a 8 semanas siguientes.Este incremento se debe a la emi-sión de los restos de agente deexpansión que aún contienen laspiezas, y que tiene un cierto efectoplastificante. Esta lenta progresión,hasta alcanzar la resistenciamáxima, es un factor a tener encuenta si se trata de aprovecharóptimamente la resistencia a lacompresión de la espuma rígida,como por ejemplo en embalajesapilables. El contenido de humedadde la espuma rígida de Styropor, encambio, no tiene influencia algunaen la resistencia a la compresión.

Orientación celular

La forma de las celdillas influyesustancialmente en el comporta-miento a la presión de la espumarígida, mientras que el tamaño delas celdillas no tiene más que unaimportancia secundaria. Debido a lavariación de la densidad que se pro-duce al expandir el material, las cel-dillas (partículas) situadas en el cen-tro del material se estiran en direc-ción a la pared del molde, mientrasque en la proximidad de ésta lasceldillas y partículas se aplanan,como se observa fácilmente en lascapas finas de este material. Esta“orientación celular” comporta una

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Fig. 1 Comportamiento de tensión de compresión/deformación de espumas rígidas de Styropor

Fig. 2 Influencia de la densidad aparente sobre la ten-sión de compresión con 10% de recalcado (EN 826)(90% de zona de predicción rayado)

notable anisotropía mecánica, esdecir, los valores medidos de la resi-stencia a la compresión puedendepender en gran medida de ladirección en que se realiza elensayo. Si ensayamos la compre-sión de un material expandidoorientado en la dirección de alarga-miento de las celdillas, los valoresobtenidos son más altos, mientrasque si la compresión se ejercetransversalmente (de modo que lasceldillas aplanadas aún se aplananmás), los valores obtenidos son másbajos.

Al efectuar los ensayos es precisotener en cuenta la anisotropía, esdecir, conviene marcar el área delcubo de ensayo que debe some-terse al esfuerzo. Es convenienteque los cubos se ensayen en laforma en que se verán sometidos aesfuerzo en la aplicación práctica,es decir, en dirección vertical alplano de la plancha.

Los resultados que reflejan las figu-ras 1 y 2 se han medido en probe-tas cortadas de espuma rígida engran medida isotrópicas. En las pro-betas directamente expandidas, lasituación es más compleja. En elborde de las probetas expandidas,la resistencia a la compresiónmedida verticalmente a la pared delmolde es más baja que la que co-rresponde a la densidad media de laprobeta; en cambio, en el centro dela pieza es más alta. Puesto que ladiferenciación de la densidad y laorientación celular que se producenal expandir el material dependen engran medida de las condiciones deexpansión, es comprensible que laresistencia a la compresión de laspiezas expandidas venga influen-ciada fuertemente por las condicio-nes de fabricación. Cuanto másbaja sea la presión de expansión,tanto más similares serán, si la densidad es igual, los valores de laresistencia a la compresión de lasprobetas de piezas moldeadas (conpiel de moldeo) y los de las probe-tas isotrópicas cortadas.

Pruebas de larga duración (com-portamiento a largo plazo)

La figura 3 refleja la variación deespesor de probetas de espumarígida de Styropor con tres distintasdensidades aparentes, sometidas adiferentes cargas constantesdurante largos períodos. La defor-mación máxima se produce en losprimeros días. A medida queaumenta la compacidad del mate-rial, disminuye el ulterior recalcadopor unidad de tiempo. Si el recal-cado inicial de la espuma rígida bajocarga es inferior al 1,5 %, cabe pre-ver que básicamente el espesor dela espuma rígida permanecerá inal-

terable incluso durante largos perío-dos de tiempo.

La figura 4 muestra la capacidad decarga máxima de planchas deespuma rígida de Styropor en fun-ción de la densidad. El recalcadototal está limitado a 2 %, el recal-

cado inicial es de ≤1,5 % Durante unperíodo relativamente corto (unasemana), la carga puede sersustancialmente más alta que si laexposición dura mucho tiempo (60 semanas).

220/3

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Esfuerzo de compresión:



15 kPa




30 kPa

Fig. 3Recalcado endependencia deltiempo con dife-rentes tensionesde compresión.Densidades apa-rentes de laespuma rígida:15, 20 y 30 kg/m3

Una versión particular del ensayo delarga duración consiste en ensayarla indeformabilidad al calor conarreglo a DIN 18164. En la IT 100están descritas las propiedades delas espumas rígidas de Styropor.

Impacto

El comportamiento de compresiónde la espuma rígida de Styropor encaso de esfuerzos muy rápidos nopuede determinarse medianteensayos análogos a los descritos enEN 826, ASTM C 165-83 y D 1621-73/79. Los datos necesarios paradimensionar embalajes se obtienenmediante mediciones especiales dela inercia en el ensayo de caída(véase IT 510.

Resistencia a la presión de laspartículas expandidas

Finalmente mencionaremos la resis-tencia a la presión de las perlasexpandidas de Styropor. Tieneinterés en los casos en que el Styropor expandido se utiliza debajodel agua para ejercer una fuerzaascensional, como por ejemplo alreflotar embarcaciones hundidas.Para determinar esta resistencia,dichas partículas se exponen a unapresión multilateral de agua, midién-dose la correspondiente variaciónde volumen. Para las partículas condistintas densidades aparentes seobtiene un haz de curvas de defor-mación en función de la presión(similar a la de la figura 1). La figura5 muestra la resistencia a la com-presión próxima al límite de elastici-dad en función de la densidad apa-rente. La curva sólo es válida paracargas de corta duración; parapruebas de larga duración hay quepartir de valores más bajos.

Observación


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Fig. 4 Tensión de compresión en dependencia de ladensidad aparente con 2% de recalcado total

Fig. 5 Capacidad de carga por presión de agua acorto plazo en el límite de elasticidad del Styropor preexpandido


220/4

Generalidades

Para una fabricación rentable deespumas rígidas de Styropor es deimportancia decisiva la determina-ción del momento más favorablepara el desmoldeo.

Un criterio decisivo para elmomento del desmoldeo lo consti-tuye la presión que ejerce laespuma rígida sobre la pared inte-rior del molde. Si este último abremuy pronto (es decir con una pre-sión residual excesiva de la espumarígida), existe el peligro de que elmaterial expandido experimente unaexpansión posterior.

La iniciación del desmoldeo a unadeterminada presión residual de laespuma rígida minimiza dichaexpansión posterior y permite man-tener de forma constante el tiempomás corto posible de permanenciaen el molde.

Para el control de un determinadonivel de soldadura entre las partícu-las puede emplearse como criteriola presión máxima de la espumarígida que se produce durante elvaporizado. Así puede renunciarse amedidas de seguridad suplementa-rias en el vaporizado (tiempo y/opresión) – motivadas por oscilacio-nes de la densidad aparente, eltiempo de almacenamiento interme-dio y la presión inicial del vapor.

El captador de la presión de laespuma rígida se deberá instalar, enlo posible, en una posición con unalto espesor de pared del materialexpandido. La curva de caída de lapresión de la espuma rígida resultaasí más plana durante el tiempo decaída de la presión.

Al alcanzarse una presión de resi-dual dada de la espuma rígidapuede iniciarse el desmoldeo direc-tamente y sin guardar un tiemposuplementario de seguridad. Laevacuación durante la fase de caídade la presión no tiene ningunainfluencia en la medición.

Como captadores de la presión dela espuma rígida han dado buenosresultados sistemas neumáticos yelectrónicos. Para evitar falsificacio-nes de los valores de medicióndeberá instalarse el captador al nivelde la pared del molde.

Captadores de la presión de la espuma rígida

1. Procedimiento neumático

Los captadores neumáticos trans-forman la presión de la espumarígida en una señal a por el sistema boquilla-placas de

choque ob por la válvula de doble cono.

Ambos sistemas traducen la pre-sión del material en la presión deseñal 1 : 1. Conectando un trans-formador P/E puede influirse enel mando automático.

2. Procedimiento electrónico

La presión del material se transmitea través de una membrana a una“almohadilla” de líquido y desde ahía un elemento piezoeléctrico. Seorigina una señal eléctrica. Éstapuede ser llevada directamente a unaparato indicador y/o ser empleadapara el mando automático.

Forma del aparato

Todos los aparatos se fabrican enforma de barra. En la cara frontal seencuentra la superficie de medición,en el extremo posterior la conexiónneumática o eléctrica.

Montaje

Los aparatos con rosca se atornillana las superficies de medición en lapared del molde y son hermetizadosen la pared dorsal de la cámara devapor por medio de una brida conanillo obturador de sección circular.

Los aparatos de tubo plano conti-nuo se introducen en una perfora-ción en la pared del molde y sonfijados y hermetizados a la pared


38322 Marzo 2001

Styropor270



Dispositivos para la medición de la presión de la espuma rígida



dorsal de la cámara de vaporizadocon un aro de sujeción con anilloobturador de sección circular.

Es importante que la pared delmolde esté unida con la pared dor-sal de la cámara de vaporizado.Superficies móviles falsean los valo-res de medición.

Observación



Suministradores de captadores para la presión del material expandido

Nombre Tipo Sistema Tipo de Superficie Agujero Diámetro/Dirección montaje de en el longitud del Teléfono medición molde vástagoTelefax Ø mm Ø mm mm

Allo Mess + Regeltechnik GmbH Neu- Placa de Brida de apriete 18–24 26–48 28–50/100–250Postfach 22 65 mático choque en la pared 41564 Kaarst dorsal de la Tel.: 0 21 31/6 80 81 cámara de Fax: 02131/68085 vaporizado

Dynisko Europ GmbH Electró- Brida de apriete 23,6 23,6 33,3/–500Wannenäckerstr. 24 nico en la pared dor-74078 Heilbronn sal de la cámara Tel.: 0 71 31/29 70 de vaporizado, Fax: 0 71 31/2 32 60 en parte fijación

por roscado en la pared del molde

Erlenbach GmbH & Co Neu- Placa de Brida de apriete 15,8 22 22/300 y 500 Am Rödchen 1–2 mático choque en la pared 16 30 120 neumático 56355 Lautert dorsal de la ajustable de Tel.: 0 67 72/801-0 cámara de 0 a 90 mmFax: 0 67 72/82 20 vaporizado

Electró- 22/300 y 500nico

Juchheim M.K. GmbH & Co Electró- Brida de apriete 18 18 18/300Moltkestr. 13 nico en la pared 36039 Fulda dorsal de la Tel.: 06 61/6 00 30 cámara de Fax: 06 61/60 03-500 vaporizado

Kurtz GmbH Neu- Doble Rosca en laFrankenstr. 2 mático cono pared del molde97892 KreuzwertheimTel.: 0 93 42/80 70Fax: 0 93 42/80 70 04

H. Prokosch Neu- Doble Rosca en la 16/longitudes Mech. Werkstätte mático cono pared del molde, 28 según Raiffeisenstrasse 1 hermetización 28 necesidad76684 Östringen-Tiefenbach de la cámara 38Teléfono: 0 72 59/411 de vaporizado Telefax: 0 72 59/89 78 con brida y anillo

obturador de sección circular

270/2

Tanto al tener almacenado Styroporo las espuma rígidas fabricadas conéste, como en su proceso de trans-formación, pueden formarse, debidoa la difusión del agente de expan-sión (pentano), mezclas inflamablesde agente de expansión y aire. Elpeligro de ignición de estas mezclasse produce con unas concentracio-nes del 1,3 % al 7,8% en volumende agente de expansión en el aire(límites de explosión inferior ysuperior, respectivamente). Estascifras equivalen a una concentraciónde 40 a 260 g de agente de expan-sión por m3 de aire.

Para excluir toda acumulación demezclas inflamables de agente deexpansión y aire, los almacenes ylas naves en que se almacena otransforma Styropor deben estarsiempre bien ventilados.

Con el fin de comprobar objetiva-mente si existe en la atmósferaambiente una mezcla inflamable ypor tanto peligrosa de agente deexpansión y aire, la capacidad sen-sorial del ser humano resulta insufi-ciente, por lo que es preciso utilizarlos dispositivos auxiliares adecua-dos.

A título de ejemplo, las siguientesempresas:

Auergesellschaft mbHThiemannstraße 1D-12055 Berlín

Drägerwerk AGMoislinger Allee 53/55D-23558 Lübeck

Gesellschaft für GerätebauHannoversche Straße 72D-44143 Dortmund

ofrecen para estos fines aparatosdetectores de gases portátiles yfijos, que previamente deben cali-brarse para la detección específicadel pentano. Al hacerlo hay quetener en cuenta que los instrumen-tos de medición utilizados debencontar con el certificado técnico(precisión y seguridad) de los insti-tutos de ensayo competentes(ensayos de protección antiexplo-siva y funcional, y homologación porparte de las autoridades competen-tes).

Principio de medición

La cámara de medición de atmós-feras explosivas opera normalmentesegún el llamado procedimiento decoloración térmica. La mezcla degas y aire suele transportarse,pasando por unas cámaras de difu-sión, mediante una bomba incorpo-rada o una bomba manual, a lacámara de medición, donde la mez-cla se somete a combustióncatalítica sobre unos elementosdetectores calentados. En este pro-ceso de combustión (oxidación) seproduce un cambio de temperaturaproporcional a la concentración delcomponente a medir. La variaciónde la resistencia observada en elelemento detector da lugar a unadesintonía del puente de medición.Esta señal se conduce a la unidadde alarma y al instrumento indica-dor, en el que se visualiza el límitede explosión inferior (LEI) en % (envolumen). Según el tipo de instru-mento, mucho antes de alcanzar elLEI se señaliza acústica y óptica-mente el peligro derivado de unaconcentración excesiva de agentede expansión.

Por lo demás deben respetarse lasinstrucciones de uso del fabricantedel instrumento.



49421 Marzo 2001

Styropor290


Control del contenido de agente de expansión en elaire ambiente



Advertencia importante

Al comprobar el contenido deagente de expansión en el aireambiente es preciso que las mues-tras se tomen siempre en el puntomás bajo del local, teniendo encuenta especialmente los canalesde cables, zanjas, canales de des-agüe, etc. En las salas grandes seefectuará la medición en varioslugares, y al realizar grandes seriesde mediciones es preciso controlarcon frecuencia el punto cero. Elinstrumento no debe abrirse enningún caso en locales o zonas conpeligro de explosión.

Observación



290/2

Una de las fuentes de energíamás importantes en la transfor-mación de Styropor a espumarígida es el vapor de agua. Elestado en que se encuentra estevapor de agua es de gran impor-tancia para la transformación delStyropor y para la calidad de lasespumas rígidas fabricadas.Como muchas de las dificultadesde la transformación se deben adefectos en la instalación devapor, además del tema principalde la “instalación de vapor”, setratarán también los fundamen-tos teóricos necesarios paracomprender los principios ter-modinámicos que surgendurante la vaporización.

Indice

1 Fundamentos teóricos 2 Tratamiento del agua de alimen-

tación 3 Generadores de vapor 4 Acumuladores de vapor 5 Conducción del vapor 6 Reducción de los costes de

producción de vapor


49064 Marzo 2001

Styropor340

4 Transformación


Vapor de agua como portador de energía para la transformación a espuma rígida



340/2

1 Fundamentos teóricos

Transición de fases del vapor deagua

Por medio de un ejemplo se expli-cará la transición del agua de lafase líquida a la fase gaseosa y elsignificado de los conceptos devapor húmedo, vapor saturado yvapor sobrecalentado.

En un recipiente que contiene unlitro de agua a 0 °C (punto 1), seintroduce continuamente una canti-dad determinada de calor (fig.1).

Por cada 4,18 kJ de calor que sellevan a 1 kg de agua, se eleva sutemperatura en 1 K. Para calentaragua, p. ej. de 0 a 60 °C, son nece-sarios por consiguiente 251 kJ(punto 2).

Fig. 1

Los conceptos y unidades que seutilizan a continuación

Temperatura* (K o °C)Presión (siempreabsoluta) p (bar)Volumen V (m3)Volumen específico v (m3/kg)Cantidad de calor Q (kJ)Unidad de calor(entalpía) i (kJ/kg)Calor de evaporación r (kJ/kg)Parte evaporizada delvapor húmedo x (–)Cantidad de vapor D (kg/h)Valor característicode la válvula Kv (m3/h)Entropía s (kJ/kg K)Potencia de unacaldera N (t/h)Masa (generalmentepeso del molde) m (kg)Calor específico c (kJ/kg K)Tiempo t (h, s)Número de ciclospor hora n (1 /h)Velocidad v (m/s)

* Las díferencias de temperatura sedan en K (Kelvin). Por ejemplo: ladiferencia de temperatura de 1 =20 °C y 2 = 30 °C es de 10 K.

Con 418 kJ se alcanza, a presiónnormal (aprox.1 bar), el punto deebullición del agua (punto 3).

Para transformar 1 kg de agua contemperatura de ebullición (punto 3)en vapor saturado (punto 6) senecesitan, a presión normal, 2260 kJ (definición del calor de eva-poración “r”).

La cantidad de calor que se nece-sita, p. ej. para alcanzar el puntointermedio 5 en la zona de transi-ción (vapor húmedo), se calculacomo sigue:

calentar 1 kg de agua hastael punto de ebullición = 418 kJevaporar 0,7 kg de agua(ó x = 0,7)0,7 · r = 0,7 · 2260 = 1582 kJContenido de calor i porcada kilogramo de mezclade vapor de agua = 2000 kJ

Fig. 2

Durante la transformación del aguaen vapor a temperatura de ebulli-ción (puntos 4 y 5) la temperaturase mantiene constante, a pesar dela permanente introducción de calor,hasta que se haya evaporado laúltima gota de agua. Este estado enel que el vapor se encuentra satu-rado y seco se llama vapor saturado(punto 6). La “fase de vapor satu-rado” es una fase inestable, pues yauna pequeña cantidad de calor quese le añada o quite produce vaporsobrecalentado (punto 7) o vaporhúmedo (punto 5).

La figura 2 muestra la transición defases con diferentes presiones. Latemperatura de ebullición del aguaaumenta a medida que sube la pre-sión. Este es el principio por el quetrabajan, p. ej., las ollas a presión,en las que se producen temperatu-ras superiores a los 100 °C.

i [kJ/kh]

Vapor húmedo

3000

Vapor sobrecalentado

Agua

1 bar 10 50 100 200

Línea de vapor saturado

2000

ϑ [°C]

1000

0 100 200 300

0

1 2 3 4 5 6 7Puntos

Aspecto

Fase

ϑ (°C)

x (–)

i (kJ/kg)

Agua

0

–

0

Agua

60

–

251

Agua

100

–

418

Agua+ vapor

100

0,2

870

Agua+ vapor

100

0,7

2000

Vapor-saturado

100

1

2678

Vapor sobre-calentado

160

0 25

3000i [kJ/kg]

2000

1000

50

Agua

Vapor sobrecalentado

Vapor húmedo

Vapor saturado

75 100 125 150 ϑ [°C]

sobre-calentado

2804 12 3

4

5

67

Con presiones más bajas que lapresión normal (p. ej. en montañasaltas), el agua hierve ya a tempera-turas inferiores a 100 °C. Como seexplicará detalladamente en loscapítulos 3 y 4, este fenómeno seaprovecha para acumular vapor enlas calderas de gran volumen o enacumuladores por aire a presión.

Para evaporar completamente aguaa temperatura de ebullición, es decirpara transformar el agua en vaporsaturado y seco a la misma tempe-ratura, hay que introducir 5,4 vecesmás calor que para calentar el aguade 0 °C hasta la temperatura deebullición. Esta cantidad de calorqueda libre en la condensación. Yala introducción de pequeñas canti-dades de calor en el vapor saturadotiene como consecuencia, por com-paración, grandes sobrecalenta-mientos.

En toda la zona de vapor húmedoreina una temperatura de ebullicióno de vapor saturado que sólodepende de la presión correspon-diente. Por consiguiente, las indica-ciones de presión y temperatura noson suficientes para determinar elestado del vapor (excepto para elvalor sobrecalentado), ya que con lamisma presión todas las mezclas devapor y agua tienen la misma tem-peratura.

El vapor de agua sobrecalentado esun gas incoloro, es decir, invisible.Lo que vulgarmente se denomina“vapor visible” no es otra cosa quelas gotas de agua en finísima dis-persión y, por tanto, una mezcla devapor, agua y aire.

Para la transformación del Styroporen espuma rígida sería ideal elvapor saturado. Pero desde elpunto de vista termodinámico, setrata de un estado teórico que sólose produce en un punto de la curva,y por tanto de forma inestable, yque en la práctica, en el mejor delos casos, sólo se pasa brevementeen la transición de vapor húmedo avapor sobrecalentado o viceversa.

Por consiguiente, todos los esfuer-zos de planeamiento y ejecución dela instalación de vapor sólo puedentener por finalidad el compromisode preexpandir y expandir el Styro-por con vapor húmedo que tenga elmenor grado posible de humedad.

Ya que la humedad que llega al pre-expandidor con el vapor empeora latransmisión del calor a las perlas y,por tanto, el comportamiento en laexpansión y la capacidad de desli-zamiento del material. La humedadpresenta mayores inconvenientes enla expansión posterior en moldescerrados y en múltiples sentidos:

Por una parte, la película de aguaque humedece las perlas, impide larápida transmisión de calor deseaday, además, actúa como separadorentre las perlas. Ambas circunstan-cias empeoran la soldadura de lasmismas.

Por otra parte, al enfriarse el agua enlos espacios entre las partículas y enlos microcanales, impide la corrientede los gases (vapor, aire, pentano),con lo cual se require más tiempopara la disminución de la presión. Aello hay que añadir que también hayque eliminar el calor del agua ence-rrada en la espuma rígida y estoprolonga naturalmente el tiempo delciclo.

Las mejoras conseguidas por vacíono cambian en nada el inconvenienteprincipal de elevado contenido deagua en la espuma rígida.

Pero también el vapor sobrecalen-tado presenta problemas en latransformación. Se produce en lareducción de presión del vapor secocon mayor tensión. El sobrecalenta-miento ya se impide por las peque-ñas cantidades de agua que, alpasar por la válvula, forman turbu-lencias y se evaporan espontánea-mente. Ya un 3% de humedad essuficiente para evitar el sobrecalen-tamiento en la reducción de la pre-sión de 11 a 3 bar. En la fabricaciónde piezas moldeadas o bloques seproducen muy raramente daños decarácter térmico, porque en la tomade vapor a golpes se arrastra másagua de la caldera que después seevapora en la reducción y, además,cede la energía relativamentepequeña del sobrecalentamiento a lacámara de vapor y al molde que sedesea calentar. Esto no es válidopara preexpandidores ni paramáquinas automáticas de piezasmoldeadas que funcionan sin nin-guna o con pequeña refrigeracióncon agua (máquinas automáticasahorradoras de energia), es decircon moldes muy calientes. En lapreexpansión se toman de formacontinua cantidades de vapor relati-vamente pequeñas y, por tanto,apenas arrastran agua de la caldera,de manera que puede producirsevapor sobrecalentado y grumos. Enlas máquinas automáticas que aho-rran energía existe también el peligrode sobrecalentamiento porque, enprimer lugar, de la caldera se tomanuevamente poco vapor y por tantorelativamente seco y, en segundolugar, porque la energia de sobreca-lentamiento no puede cederse a losmoldes enfriados, lo que en defini-tiva podría originar daños térmicosen las piezas moldeadas.

En ambos casos se toman lassiguientes medidas:

– una cierta distancia entre la esta-ción de reducción y el consumi-dor de vapor,

– un escalonamiento de la presiónlo más bajo posible (presión de lacaldera),

– un aislamiento parcial de la tube-ría de vapor detrás de la reduc-ción,

– toberas de vapor con ancho deboquilla ≥ 0,5 mm.

Sólo en las instalaciones de cintacontinua se produce intencionada-mente vapor sobrecalentado en lacámara de prevaporizado, con el finde calentar la cinta superior a serposible sin condensación y almismo tiempo expulsar el aire delos espacios entre las partículas.

2 Tratamiento del agua de alimentación

El agua, tal como se encuentra en lanaturaleza, contiene cantidadesmuy variables de sales inorgánicas,principalmente carbonatos, sulfatosy cloruros combinados con calcio,magnesio, sodio y potasio, asícomo sustancias orgánicas y gases.

La instalación para el tratamientoquímico debe elegirse en funcióndel agua bruta de que se trate. Losfabricantes de estas instalacionesson generalmente los que realizanlos análisis de las pruebas de aguabruta, así como el asesoramientotécnico.

Al calentar una caldera alimentadacon agua no tratada, el bicarbonatocálcico, que es el más frecuente enel agua bruta, produce depósitoscalcáreos y dióxido de carbono.

Estos depósitos calcáreos en lostubos de fuego y humo perjudica-rían la transmisión de calor, origi-nando graves daños en la caldera.

Por esta razón, en el método de tra-tamiento más empleado, el inter-cambio neutro, se sustituye el iónde calcio por un ión de sodio.

Normalmente, con intercambiadoresde iones sólo se transforma el bicar-bonato de calcio en bicarbonato desodio, el cual posteriormente sedisocia en dióxido de carbono ycarbonato sódico en la caldera. Elcarbonato sódico inestable se diso-cia parcialmente de nuevo en dió-xido de carbono y sosa cáustica.

Por lo tanto, en la caldera se formacontinuamente dióxido de carbonoy sosa cáustica, incluso con aguade alimentación desgasificada pre-viamente.

340/3

El dióxido de carbono llega con elvapor a las máquinas de transfor-mación y allí puede originar corro-siones en caso de aleacionesinapropiadas. Es igualmente válidopara la sosa cáustica disuelta en elagua de la caldera que, como vere-mos más adelante, se arrastra engotas por el vapor y, bajo circun-stancias desfavorables, destruyesobre todo los moldes de aluminioque contienen cobre.

Con este tipo de procedimiento,debido a la alimentación y evapora-ción constantes, se produce unaumento del contenido de sales enel agua de la caldera que se puedecombatir mediante una “depuración”periódica o continua. Esta expresiónno es exacta pues se trata de unaevacuación de agua salina, por

término medio un 10% del agua dealimentación. Esta medida repercutetambién en el pH, que puede oscilarentre 9 y 13 bajo las condiciones defabricación. El agua de la caldera,por consiguiente, es siempre alca-lina y, sobre todo con tomas devapor intermitentes y pH creciente,tiende a formar espuma, es decirque arrastra una mayor cantidad degotitas de agua.

Por lo que se refiere a la espuma, lomás favorable sería un agua neutracon un pH de 7 pero, por otraparte, atacaría el recipiente de lacaldera. Un pH de 9 hasta 10 seconsidera como óptimo, pues eneste caso el acero de la calderaforma una buena capa protectorade magnetita. Este valor es un com-promiso entre las necesidades de laprotección de la caldera y el conte-nido de agua del vapor.

Si el agua de alimentación de la cal-dera se desaliniza completamente(p. ej. por ósmosis de inversión), noes necesaria la “depuración” (vercapítulo 6).

Más detalles sobre el tratamiento delagua se encuentran en la IT 360.

3 Generadores de vapor

La elección de la caldera dependede la forma en que se toma el vapor.En las fábricas transformadoras deStyropor donde el vapor se toma deforma intermitente, es convenientetrabajar con calderas de gran volu-men, como p. ej. Ias calderas de trestiros de llama y tubos de humo (fig.3), porque éstas, gracias a su con-tenido de agua, pueden “acumular”vapor en las pausas aumentando lapresión, pudiendo ceder de nuevoeste vapor al bajar la presión, aun-que sea en un tiempo muy breve. Lacapacidad de acumulación de unacaldera de gran volumen se calcula(igual que en el acumulador porcaída de Ruth) por medio del pro-ducto del volumen de agua en la cal-dera y la capacidad especifica de

acumulación, como se puede ver enla figura 4. La potencia nominal (N en t/h) de una caldera de vaporse determina principalmente por lapotencia del quemador. Interca-lando un acumulador de vapor (figu-ras 4 y 5) se puede calcular un con-sumo máximo.

Los generadores de vapor, en losque se transportan con bombascantidades relativamente pequeñasde agua a través de un sistema detubos calentados (generadores rápi-dos de vapor) o por circulaciónnatural (calderas de radiación), sonmás baratos, tienen dimensionesmás pequeñas y permiten general-mente mayores presiones, pero noson adecuados para las fábricastransformadoras de Styropor. Puestomando el vapor de forma intermi-tente, es decir en golpes, el agua dela caldera comenzaría a hervirdebido a la caída de la presióncorrespondiente; la formación deburbujas de vapor empeoraría latransmisión de calor de la tubería deagua de tal manera que las tuberíaspodrían calentarse más de lo permi-tido y finalmente reventarían. Tam-poco es aconsejable su empleo encombinación con acumuladores devapor, pues la parte de agua en elvapor es relativamente elevada,incluso con tomas continuas. Ade-más, debe prepararse muy cuidado-samente el agua de alimentaciónpara evitar la formación de depósi-tos en el sistema de tuberias.

340/4

0 0,5

503 4 6

8

10

12

Caída de presión permitida [bar]

Cap

acid

ad e

spec

ífica

de

acum

ulac

ión

de v

apor

[kg

vapo

r/m

3 ag

ua d

e la

cal

dera

]

45

40

35

30

25

20

15

10

5

01,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Presión de trabajo [bar]

Fig. 4 Capacidad especifica de acumulación de un acumulador por caidade Ruth en función de la diferencia de presión.

Fig. 3 Caldera de 3 tirosde llama y tubos dehumo.

El contenido de humedad del vaporgenerado en una caldera de granvolumen recomendada dependeconsiderablemente del pH, de lacantidad de vapor, de la presión dela caldera, de la superficie del aguay de su distancia hasta el tubo desalida. En caso de una toma grandede vapor durante breve tiempo, seforman burbujas de vapor en elagua caliente, debido a la disminu-ción de la presión, que suben rápi-damente a la superficie y arrastranel agua de la caldera.

Así p. ej., en la vaporización de unmolde de bloque medio se produce,según la presión de la caldera, unvolumen de vapor entre 7 m3 (10bar) y 15 m3 (5 bar), que pasa enpocos segundos una superficie deagua de sólo aprox. 4 hasta 5 m2. Lafigura 6 muestra el cambio produ-cido en el nivel del agua con unacarga de 80 –100%, bajo la influen-cia del ascenso de las burbujas devapor.

El nivel del agua se eleva irregular-mente produciéndose diferencias dealtura de 180 hasta 200 mm. (Poresta razón no debe suponersejamás que el indicador de nivel delagua vale para toda la superficie.)Especialmente por debajo del tubode salida hierve el agua de formaeruptiva. Muchas gotas de agua selanzan a la cámara de vapor. Lamayor parte cae de nuevo en elagua, pero una gran parte de lasgotitas (especialmente en la salida)entra en la corriente y se arrastranpor el vapor.

Es lógico que, en las tomas intermi-tentes, se arrastre tanto más aguacuanto menor sea la distancia entrela superficie del agua y la salida. Enlas calderas de tamaño corriente essólo de 0,3 m. Por consiguiente, alcomprar una caldera se recomiendaencargar, por un pequeño preciosuplementario, un domo de vaporprovisto de separador de agua. Estarecomendación es válida tambiénpara el caso de que se instale unacumulador detrás de la caldera.Pues el domo de vapor contribuyenotablemente a que llegue la menorcantidad posible de agua alcalina al acumulador y se acumule allí. A

pesar de ello, se recomienda “depu-rar” el acumulador de cuando encuando.

4 Acumuladores de vapor

Los acumuladores de vapor sondepósitos de presión cilíndricos deposición horizontal, que general-mente están llenos hasta la mitadcon agua hirviendo (fig. 7).

El acumulador se carga desde lacaldera por medio de una conduc-ción de alimentación (fig. 5), que enel acumulador toma la forma de un tubo de carga perforado. La presióndel acumulador se regula por medio

340/5

p = 8 bar

Generadorde vapor

Sala de calderas

Acumulador de vapor

p = 5 bar

p = 2 bar

Máquinas automáticas

Nave de máquinas automáticas

p = ~1,3 bar

Fig. 5 Proposición de instalación para la fabricación con caldera y acumulador de vapor.

Fig. 6 Cambio del nivel del agua con tomas de vapor intermitentes.

de una válvula reductora colocadaen la conducción de alimentación. Apesar del aislamiento habitual de100 mm de espesor, se forma tantocondensado durante el funciona-miento, que se puede prescindir delas bombas para el agua de alimen-tación. Es suficiente con un tubo derebosamiento con separador decondensado para limitar el nivel delagua. Este fin se puede conseguirtambién de forma manual.

En la elección de las dimensionesdel acumulador se debe tomar undiámetro grande para que haya unadistancia suficiente entre el tubo desalida del vapor y la superficie delagua cuando está medio lleno. Handado buenos resultados unos diá-metros de acumulador de 2,0 hasta2,5 m. En caso de que por razonesde costes haya que elegir diámetrosmás pequeños, es imprescindibledotarlo de un domo de vapor deamplias dimensiones con separadorde agua.

El condensado obtenido del separa-dor de agua es un agua muy buenapara la alimentación de la caldera ydebería reutilizarse para ello.

Independientemente de las dimen-siones del acumulador, se instalangeneralmente otros elementos auxi-liares (chapas de rebotamiento oguías) para retener las gotitas deagua que flotan libremente.

En los últimos años se ha impuestocada vez más la combinación decalderas de gran volumen (en la salade calderas) con acumuladores devapor (cerca de las máquinas) (verfig. 5).

Los motivos que hablan en favor deesta instalación son:

– Gracias al mayor contenido deagua en los acumuladores y de lacorta distancia hasta el lugar deconsumo, se dispone inmediata-mente de las cantidades de vapor necesarias para una fabricaciónóptima.

– Como toda la red de tuberías sepuede aislar sin peligro de sobre-calentamiento, disminuyen laspérdidas de calor.

– El vapor suministrado intermiten-temente desde acumuladores dedimensiones adecuadas es consi-derablemente más seco que elprocedente de las calderas degran volumen corrientes.

Como aclaración a este puntorecordaremos que en los acumula-dores de gran volumen y posiciónhorizontal recomendados, la super-ficie libre del agua, por la que pasanlas burbujas de vapor, es considera-blemente más grande y, por lotanto, se carga menos específica-mente que en las calderas de vaporcorrientes. También es muy favora-ble la gran distancia entre la superfi-cie del agua y la salida que, con eldiámetro del acumulador recomen-dado, es por lo menos de 1,0 m.También es ventajosa la colocaciónde 2 hasta 3 tubos de toma devapor.

5 Conducción del vapor

Con los cambios de temperaturavaría también la longitud de lostubos de vapor en aprox. 0,011 mmpor metro y Kelvin.

Partiendo de las dos temperaturasextremas +183 °C (en funcionamiento con 11 bar)y +5 °C (vacaciones en invierno), hayque contar, para un conducto de50 m de largo, con un cambio delongitud de aprox. 100 mm.

En caso de que la dilatación térmicade la conducción no pueda tenerlugar por fijaciones inadecuadas, sepueden producir roturas en los pun-tos de soldadura o desprendimientode las fijaciones. Por consiguiente,las tuberias de vapor deben insta-larse siempre por personal especia-lizado para prevenir estos dañosmediante la instalación de juntas de

dilatación y la colocación de unnúmero adecuado de puntos fijos y“cojinetes de deslizamiento para lostubos”.

Una buena instalación de las tube-rías es de gran importancia: por unaparte para ahorrar energía (inclusocon un aislamiento corriente las“pérdidas por marcha en vacío” deuna instalación de vapor lleganhasta aprox. 10%) y, por otra partepara reducir la formación de con-densado no deseado. Por estarazón, se deben aislar lo mejor posi-ble todas las partes de la instalaciónque ceden vapor, con las siguientesexcepciones:

a) No se aislan los conductos quellevan el condensado hacia losdescargadores térmicos.

b) En la preexpansión los tubos devapor sólo se deben aislar par-cialmente, según las circunstan-cias de la presión y el estado delvapor (peligro de sobrecalenta-miento).

c) Es igualmente válido, según lasúltimas experiencias, para lasmáquinas automáticas de piezasmoldeadas que trabajan sin refri-geración por agua y con pocovapor.

Una instalación de vapor fría debecalentarse lentamente; como orien-tación, entre 5 y 20 minutos. Puesde lo contrario, en las partes de lastuberías de paredes gruesas, comoen las griferías y bridas, se produ-cen fuertes tensiones que amenudo originan permeabilidad enlas juntas y, en situaciones críticas,daños serios.

El diámetro de las tuberías dependede la presión del vapor, de la pér-dida de presión tolerada y del cau-dal de vapor requerido. Al hacer elcálculo del caudal de vapor siemprese deben tener en cuenta circun-stancias desfavorables, p. ej. gran-des cantidades de vapor por

340/6

Chapas de rebotamiento Válvula de seguridad

Orificodeacceso

Fíg. 7 Acumulador de vapor.

máquina y tiempos de vaporizadomuy cortos.

Como en las fábricas transformado-ras de Styropor el vapor se necesitaprincipalmente de forma intermi-tente y se pueden alcanzar veloci-dades de hasta 50 m/s, se debeprocurar que mediante la instalacióncorrespondiente el condensado seelimine rápida y, a ser posible, com-pletamente en las pausas. Pues conestas velocidades de corriente elcondensado residual puede entraren turbulencia y ser arrastrado. Eltemido “golpe de agua” que puedeproducir localmente presiones muyelevadas, somete a grandes esfuer-zos los dispositivos de regulación yla red de tuberías (especialmentelos codos) sufre una fuerte erosión.Además, por motivos técnicos, sedeben tomar todas las medidasposibles para conseguir un vaporsaturado libre de condensado (vercapítulo 1).

Por consiguiente, la conducción sedebe colocar con un desnivel en elsentido de la corriente de por lomenos 1:100 (cuanto más grandemejor). Además, sería convenientecolocar dispositivos de evacuacióncon intervalos de 25 hasta 40 m. Unmodelo recomendable se puede veren la figura 8. El tubo de conden-sado debe tener el mismo diámetronominal que la tubería de vapor. Enlas tuberías con un diámetro supe-rior a 200 mm es suficiente con undiámetro nominal de 200 mm en eltubo de salida.

Un tubo de una longitud entre 0,5 y1 m acumula el agua de condensa-ción que se forma al poner en mar-cha la instalación fría. Frecuente-mente se suelda a la tubería devapor un tubo de evacuación dema-siado pequeño (en casos desfavora-bles incluso con un sobrante). Deesta manera se consigue sólo unaevacuación parcial, porque el aguasobrepasa o circunda el orificio desalida (fig. 9).

En caso de un cambio de direcciónde la conducción del vapor, la insta-lación se debe realizar de acuerdocon la figura 10. El condensadoeventualmente arrastrado no sigue,por su inercia, el cambio de direc-ción y se acumula, protegido de laturbulencia, en el tubo de evacua-ción, que en este caso se ha repre-sentado en forma de codo.

Este efecto de inercia del agua sepuede aprovechar también cuando,desde un distribuidor de vapor hori-zontal colocado encima, se quierealimentar las máquinas transforma-doras con vapor lo más exentoposible de condensado. En la insta-lación de las derivaciones hay quetener en cuenta que el efecto de

340/7

Conducción del vapor

Tubo de salida del condensado

Descargador de condensado

Condensado

Recogedor de impurezas

Fig. 8 Tubos de salida del condensado.

Correcto:el condensado pasaal tubo de salida

Falso:el condensado pasa porencima del tubo salida

Fig. 9 Diámetro del tubo de salida del condensado.

Vapor

Vapor

vertical

Condensado(vertical)

Fig. 10 Desagüe con cambio de dirección.

340/8

separación del agua es tanto mejorcuanto más fuerte sea el cambio dedirección (fig.11).

Los separadores de agua conden-sada son una parte importante de lainstalación de vapor. Su misión con-siste en separar del vapor las gotasde condensado que flotan, general-mente libres, en la corriente devapor. En la mayoría de las cons-trucciones, la separación se consi-gue mediante un cambio de direc-ción de la corriente de vapor. Al ele-gir los separadores debe tenerse encuenta que cada uno de ellos sólopuede separar un espectro determi-nado de las partículas, que esancho u estrecho según el tipo de

construcción. Además, el grado deseparación depende de la velocidadde la corriente. Como es natural, lasgotas más pequeñas (< 0,005 mm)son las más difíciles de separar delvapor.

En la instalación de vapor para lospreexpansores es donde se exigenlos menores requisitos relativos alarado de separación, porque aquíse trabaja con velocidades de vaporrelativamente pequeñas. Separado-res simples por choque o de ciclón(también de fabricación propia) sonen general suficientes para separarel condensado de la corriente conti-

nua de vapor. Para la descarga nodeben emplearse descargadorestérmicos. Se consideran como iner-tes y en la zona de presión baja noson seguros. Han dado buenosresultados los separadores con flo-tadores, y también los termodinámi-cos. En este caso la tubería entre elseparador y el descargador debeser por lo menos de 1 m de largo ysin aislamiento.

Más complicada es la eliminacióndel agua del vapor en la fabricaciónde piezas moldeadas y bloques enla que se necesita vapor seco deforma intermitente (con fuertes osci-laciones en la velocidad de lacorriente). Los separadores deconstrucción sencilla no son ade-cuados para el funcionamientoalternante. Un separador muy efec-tivo bajo estas condiciones es, p. ej.el separador centrífugo del profesorBarth (fig. 12), en el que la rotaciónse produce por medio de palas dedirección.

Los separadores de láminas (fig.13)garantizan incluso una cantidad decondensado residual inferior a0,1%. Lo dicho es válido tambiénpara golpes de presión fuertes ycondiciones alternantes de funcio-namiento de 15 hasta 100% delcaudal nominal. El principio de laseparación se basa en un repetidocambio de dirección en zigzag enun paquete de láminas con bolsascolectoras verticales que llevan elcondensado hacia abajo hasta el

Vapor

Tubería de distribución(horizontal)

Fig. 11 Tubería de derivación hacia abajo.

Fig. 12

Fig. 13

colector (fig. 14). Debido a la ele-vada presión de producción, para ladescarga del agua son apropiados,en principio, todos los descargado-res de condensado.

En la figura 15 se representa enforma esquemática el sistema deconducción de vapor para unafabricación de bloques y en la figura16 para la fabricación de piezasmoldeadas.

6 Reducción de los costes de producción de vapor

Desalinización

En el capítulo 2 se ha expuesto queen el tratamiento del agua de ali-mentación con intercambiadoreshay que depurar aproximadamenteel 10% del agua de la caldera, paraevitar un aumento de las sales ypara mantener el pH. Esto repre-senta, sin embargo, una notablepérdida de energía.

Explicaciones de la fig. 15

11 Desalinización del agua de alimentación12 Bomba del agua de alimentación13 Economizador (gas de escape-intercambia-

dor de calor)14 Caldera de vapor15 Válvula reductora16 Acumulador de vapor17 Tubo de carga de vapor18 Conducción principal de vapor a los

preexpandidores19 Válvula reductora10 Derivación al preexpandidor11 Preexpandidor12 Derivación al expandidor posterior ó 2°

expandidor13 Expandidor posterior ó 2° expandidor14 Ciclón de vapor15 Grupo recogedor de impurezas/

descargador de condensado/control bypass

16 Conducción principal de vapor a los moldesde bloques

17 Separador de condensado (p. ej. de láminas)

18 Válvula principal de vapor del molde de bloques

19 Conducción de distribución del molde debloques (por dos lados)

20 Molde de bloques

Hasta ahora, apenas se han insta-lado plantas de desalinización auto-máticas en fábricas transformadorasde Styropor. Pero debido al cons-tante aumento de los costes de pro-ducción de vapor, cada vez existemás interés por la desalinización delagua de alimentación por motivoseconómicos (siempre lo fue desde elpunto de vista técnico), pues la can-tidad de agua que había que depu-rar es despreciablemente pequeña.Además, en el agua de alimentacióndesalinizada no se produce además

340/9

Principio de separación

Fig. 14

Fig. 15 Instalación de vapor de una fábrica de bloques.

Explicaciones de la fig. 16

11 Desalinización del agua de alimentación12 Bomba del agua de alimentación13 Economizador (gas de escape-intercambia-

dor de calor)14 Caldera de vapor15 Válvula reductora16 Acumulador de vapor17 Tubo de carga de vapor18 Conducción principal de vapor a los

preexpandidores19 Válvula reductora10 Derivación al preexpandidor11 Preexpandidor12 Derivación al segundo expandidor13 Segundo expandidor14 Ciclón de vapor15 Grupo recogedor de impurezas/

descargador de condensado/control bypass

16 Conducción principal de vapor a lasmáquinas automáticas de piezas moldeadas

17 Separador de condensado (p. ej. de láminas)

18 Derivación a las máquinas automáticos depiezas moldeadas

19 Máquinas automáticos de piezas moldeadas

la llamada disociación del carbonatosódico (ver capítulo 2), en el quequedan libres en la caldera sosacáustica y CO2. También se puedemantener el pH óptimo y, por lotanto, se evita en gran manera queel agua de la caldera forme espuma,lo cual también es ventajoso para lacalidad del vapor. Y, finalmente, nose forman depósitos en la caldera.

Estas ventajas justifican una mayorinversión para una planta desaliniza-dora automática que se amortizarápidamente.

Presión reducida de la caldera

Considerando que las presiones devapor necesarias para la transfor-mación de Styropor deben ser infe-riores a 2 bar, surge la pregunta depor qué la caldera de vapor trabajacorrientemente con aproximada-mente 11 bar. ¿Por qué no seemplea desde el principio la presiónreducida del distribuidor principal deaprox. 6 bar?

Una de las razones es la influenciade la presión de la caldera sobre lacantidad de agua que salta libre-mente en la superficie: cuanto másbaja sea la presión tanto más ele-vado es el contenido de humedaddel vapor. Este es el motivo princi-pal del por qué los fabricantes reco-miendan el uso de calderas deconstrucción compacta con elevadapresión. Además se producen máscostes para las conducciones devapor, con inclusión del aislamientoy reductores de presión. Perocuando la caldera suministra, sintomas máximas, a un acumuladorpierde valor la primera objeción.

Por otra parte, una presión de cal-dera de aprox. 6 bar presenta lassiguientes ventajas:

– Los costes de inversión para lacaldera son aproximadamente un10% más bajos.

– La capacidad de acumulaciónespecífica del agua de la calderaes considerablemente más ele-vada. Esto es especialmente ven-

tajoso cuando, aparte del acumu-lador para los moldes de bloques,también se suministra a lasmáquinas automáticas de piezasmoldeadas directamente desde lacaldera.

– Con presión baja de caldera semejora el grado de efectividad dela misma. (En las construccionescorrientes de calderas la tempe-ratura de los gases de escape esde aprox. 40 K sobre la tempera-tura del vapor saturado: con 11bar de presión de caldera losgases de escape tienen p. ej. unatemperatura de 225 °C y con 6bar, sólo aprox. 200 °C.)

– También disminuyen las pérdidaspor convección.

– La regulación de la presión y, porlo tanto, el peligro de su sobreca-lentamiento son cada vez meno-res (preexpandidor).

– Se suprime la válvula reductoraprincipal en la conducción deldistribuidor a las máquinasautomáticas para el moldeo depiezas.

Estas ventajas compensan, en lamayor parte de las fábricas transfor-madoras de Styropor, el inconve-niente de mayores inversiones parasecciones de tubos más grandes,que no se refieren a toda la instala-ción de tuberías, sino sólo a losmanguitos entre la caldera y la vál-vula reductora en la conducción dealimentación del acumulador.

340/10

Fig. 16 Instalación de vapor de una fábrica de piezas moldeadas.

En caso de que otras máquinas demoldeo de piezas se suministrendirectamente desde la caldera,basta también sólo con un aumentode la sección de la tubería hasta laválvula reductora de la conducciónde distribución. Como con una pre-sión reducida de caldera hay quecontar con vapor más húmedo, seaconseja la instalación de separa-dores eficaces.

Elección del combustible/pérdi-das por gases de escape

Las pérdidas por gases de escapede una caldera dependen del ajustedel quemador y de la temperaturade los gases de escape en la salidade la caldera. Esta última debe serlo más baja posible y el contenidoen CO2, que es la medida para lacalidad de la combustión, debe serlo más alto posible (ver. fig.17).

Por motivos económicos se intenta,cada vez en mayor medida, que laspérdidas de energía de los gases deescape, es decir su temperatura enla salida de la chimenea, sean lasmás bajas posibles tomando con

intercambiadores de calor una partedel calor del gas y aprovechándoloen la última fase para calentar elagua de alimentación.

Las temperaturas mínimas de losgases de escape que no debensobrepasarse por defecto al final dela chimenea, dependen del combu-stible (contenido de azufre). Paraaceite pesado 160 °C, para aceiteligero 130 °C y gas natural 110 °C.

O sea que los gases de escape delgas natural son los mejores para larecuperación del calor. Además, elgas natural se considera como uncombustible limpio y poco contami-nante, que no forma hollín en lassuperficies y, por lo tanto, no originaningún empeoramiento paulatino dela transmisión de calor y del gradode eficacia.

Si es posible, se recomienda elcambio a gas natural. Según lasdisposiciones relativas a lascalderas de vapor, este cambiodebe realizarse por medio de casasespecializadas, una vez obtenida laautorización correspondiente paraello. Lo dicho es válido también

para la instalación posterior de uneconomizador (un intercambiadorde calor por cuya superficie pasanlos gases de escape).

Cuando no se llega a las temperatu-ras mínimas de los gases de escapemencionados (quedando por debajodel punto de rocío), se forman áci-dos sulfurosos, sobre todo en lacalefacción con aceite pesado oligero, que destruyen en pocotiempo la chimenea de acero. Conla presión de la caldera recomen-dada de 5 bar se dispone, por tantopara el caso corriente (aceite ligero),de una diferencia de temperaturaaprovechable del gas de escape desólo 200 menos 130 °C. Si el eco-nomizador es de acero, el agua dealimentación debe calentarse pre-viamente con vapor nuevo a 130 °C,después de la eliminación de losgases, porque con temperaturasmás bajas en las paredes de lostubos no se llegaría al punto derocío de los ácidos. El aumento dela temperatura del agua de ali-mentación en el economizadorsería, según la superficie del inter-cambiador, de aprox. 10 hasta20 K. Notablemente más elevado esel grado de aprovechamiento (tam-bién con presiones de calderabajas) cuando se emplean un eco-nomizador de acero inoxidable yuna chimenea de acero con revesti-miento VA (tener en cuenta en losnuevos planeamientos), porque eneste caso se puede sobrepasar pordefecto el punto de rocío sin que seproduzcan daños. Sin embargo, losácidos sulfurosos que se formendeben recogerse y eliminarse.

Observación


25

Pér

dida

s po

r ga

ses

de e

scap

e [%

]20

15

10

Temperatura de los gases de escape [°C]

5

020 100 200 300

Contenido de CO2 [%]8

11

10

12131415

9

Fig. 17 Pérdidas por gases de escape en función de la temperatura de losgases de escape y del contenido de CO2.


340/11

I Generalidades

Del mismo modo que la aportaciónde energía en forma de vapor satu-rado constituyó un importante avan-ce en la producción de espumas rí-gidas de Styropor, el empleo del vacío durante el proceso de enfria-miento subsiguiente, es decir, para la evacuación de energía, es unpaso adelante de importancia simi-lar.

Los procesos sucesivos de calenta-miento y enfriamiento son similares,aunque se desarrollan en sentidosopuestos (véase también IT 340):

• Enfriamiento rápido por evapora-ción.

Con un pequeño volumen deagua se puede extraer muchaenergía del molde por evapora-ción.

Cuanto menor sea la presión ab-soluta, tanto mayor será la ener-gía de evaporación, y por tanto laenergía evacuable (kJ/kg). Véasefigura 4.

• Mayor transmisión térmica evitan-do mezclas de vapor y aire.

Las ventajas concretas son las siguientes:

A Vacío después del llenado (inmediatamente antes de la vaporización)

Este método ya forma parte de latécnica en la fabricación de bloques.

Sus ventajas estriban en una reduc-ción del consumo de vapor de apro-ximadamente un 50% y en una sol-dadura interior homogénea, inclusoen bloques de 1 m de espesor. Sinembargo, este procedimiento se uti-liza rara vez para la fabricación depiezas moldeadas, porque a falta dedepósitos reguladores de capacidadsuficiente se prolongaría la duracióndel ciclo.

B Vacío después de la vaporización

Este procedimiento se emplea indis-tintamente en los moldes de bloquesy en las moldeadoras automáticaspara materiales con una densidadmáxima de 30 kg/m3, y comportalas siguientes ventajas:

a) Notable aceleración de la caída dela presión de la espuma

b) Reducción del contenido inicial deagua en la espuma rígida

c) Aceleración de la emanación delpentano residual de la espumarígida


23735 Marzo 2001

Styropor345

4 Transformación


Técnicas de vacío en la transformación de espuma rígida



345/2

Figura 3 Energía extraida de la masa metálica del molde a través del vacío (pe = – 0,5 bar) en la cámara devapor

* pe 0 bar = pabs 1 bar.

Figura 4 Energía de evaporación necesaria en funciónde la presión.

3000

i [kJ/kg]

0

2500

2000

1500

1000

500

250 50 75 100

t

2640

2302

338

Energía decondensación

80,86 °C

[°C]

3000

i [kJ/kg]

0

2500

2000

1500

1000

500

–0,75–1,0 –0,5 –0,25 0

pe

2333 2302 2253

[bar]

2420

Figura 2 Energía necesaria para calentar y evaporaragua con pe = 0 bar (véase también IT 340).

Figura 1 Cambio de estado del agua mediante laaportación de energía: de la fase líquida a la fase gaseosa (pe = 0 bar)*.

3000

i [kJ/kg]

0

2500

2000

1500

1000

500

250 50 75 100 125 175

t150

4

3

2

1Agua

[°C]

Vapor saturado

Vapor húmedo

Enf

riam

ient

o

Cal

enta

mie

nto

Vapor recalentado6

7

5

3000

i [kJ/kg]

0

2500

2000

1500

1000

500

250 50 75 100

t

2671

418

[°C]

Energía deevaporación

2253

II Requisitos para obtener las ventajas descritas

a) Las perforaciones del molde ne-cesarias para establecer una comunicación efectiva entre la cámara de vapor y la espumarígida han de ser numerosas y uni-formes, para que el vacío puedaatacar en el mayor número posiblede puntos a la espuma rígida.

b) Conviene que el vacío esté dispo-nible lo antes posible después deconcluir la vaporización, en un orden de magnitud de pe = – 0,5bar como mínimo. El intervalo detiempo más ventajoso es de 1 a 3segundos como máximo. Para re-ducir el período de generación delvacío, y por tanto también el pe-ríodo de anulación de la presiónde la espuma, conviene utilizar

– un depósito regulador de vacíosuficientemente grande (genera-dor de vacío central)

– condensadores de acción rápida yefectiva

– bombas de vacío de capacidad suficientemente dimensionada

– estanqueidad del sistema al vacío.

III Equipos utilizados, distribu-ción y régimen de funcionamiento

A Bomba de vacío

Puesto que al aplicar el vacío a lascámaras de vapor hay que evacuarprincipalmente una mezcla de aguay vapor de agua, para generar el va-cío se han acreditado exclusivamen-te las llamadas bombas de anillo hidráulico (en las que el agua sirvede medio y de material aislante).

Este tipo de bomba se caracterizapor el hecho de que el agua se ca-lienta al circular sobre la pared inte-rior del cuerpo de la bomba (fric-ción). La temperatura creciente delagua comporta una reducción cons-tante del poder de aspiración. Poresta razón, las bombas están cons-truidas de manera que evacúan con-tinuamente una parte determinadadel agua calentada a través del racor de presión. Esta cantidad hade reponerse a través de una cone-xión especial, montada en el cuerpode la bomba, en forma de agua fres-ca, a ser posible fría (a una tempera-tura de 5 a 25 °C como máximo),descalcificada y limpia.

Existen bombas de vacío de anillohidráulico de una y dos etapas. Dado el intervalo de presiones nece-sario para la producción de espumarígida (0,2 a 1,0 bar), las bombas deuna etapa son absolutamente sufi-cientes. Dentro de este intervalo depresiones también pueden operar amodo de bombas de dos etapas,con un buen rendimiento.

Cavitación y limitación del vacío

Si la demanda de vacío tiende a cero (por ejemplo, debido a una parada de la máquina), la bomba devacío alcanza al cabo de poco tiem-po el límite del vacío que puede ge-nerar (aprox. pe = – 0,9 a – 0,85 bar,según la temperatura del agua). Estasituación se caracteriza por la cavi-tación en el interior de la bomba,que externamente se traduce en estrépitos y silbidos. Este fenómenopuede producir daños en el rodetede la bomba y otros componentes.Para evitar la cavitación basta insta-lar una válvula limitadora de vacío enla proximidad del racor de aspira-ción de la bomba.

Sensibilidad a partículas sólidas

Las bombas de vacío de anillo hi-dráulico son muy sensibles a laspartículas sólidas. El rodete y losdiscos distribuidores pueden sufrirdaños tan importantes que su capa-cidad de succión puede quedarprácticamente anulada. En este ca-so es preciso someter la bomba auna costosa reparación. Un buen fil-tro o un condensador adecuado,debidamente instalado delante de laboca de aspiración de la bomba (yque por tanto tiene efecto filtrante),la protegerán adecuadamente.

B Condensador

Generalidades

Si la bomba de vacío está conecta-da directamente a una cámara devapor, el vapor de agua mencionadoen el apartado III A penetra directa-mente en la bomba de vacío, dondese condensa. La desventaja de estesistema es que el vapor de agua re-duce la capacidad de succión volu-métrica de la bomba, e incrementaademás la temperatura del agua deésta, lo que contribuye a una reduc-ción suplementaria de la capacidadde succión.

345/3

AguaAire

AguaAire

Vapor

Motor

AAAA

Condensadorde vapor

Agua Bombade vacío

Agua

cámaras de vapor

Figura 5 Sistema de vacío conectado a la salida de lacámara de vapor, con condensador de vapor (esquema)

345/4

Desde este punto de vista, la bombade vacío se utiliza indebidamentecomo condensador, lo que implicaun régimen de funcionamiento anti-económico. Esto explica por qué yano pueden utilizarse instalacionessin condensador.

El citado uso indebido de la bombapuede evitarse intercalando un con-densador entre la cámara de vapor yla bomba de vacío. Ello permite utili-zar entonces una bomba muchomás pequeña, porque en interés dela rentabilidad no ha de generar ymantener el vacío más que medianteel transporte de aire. No ha detransportar más que el aire disueltoen el agua y el aire que penetra en elsistema a través de las fugas exis-tentes.

La potencia o tamaño necesario delcondensador depende sobre todo,entre otras cosas, de si el vapor quepermanece dentro de las cámarasinmediatamente después de concluirla vaporización se conduce directa-mente al condensador o se hace pasar brevemente (durante 1 a 2 segundos) por una derivación (cone-xión directa entre las cámaras de vapor y el conducto colector decondensaciones) para transportarloal conducto colector de condensa-ciones (anulación de la sobrepre-sión), o de si se condensa primeroen las cámaras de vapor mediante lainyección de agua hasta alcanzar undeterminado vacío, para penetrar,después de abrir la conexión entrelas cámaras de vapor y el condensa-dor, en este último.

El agua calentada en el condensa-dor debe sustituirse periódicamentepor agua fría.

Diseños conocidos y experiencias adquiridas

– Condensador de inmersión Alcanza un vacío de pe = – 0,5 baren 2 a 4 segundos

– Condensador por rociado,Alcanza un vacío de pe = – 0,5 baren 3 a 8 segundos.

También se utiliza una combinaciónde ambos sistemas.

Los condensadores tubulares (alcanza un vacío de pe = – 0,5 baren 11 a 14 segundos) se utilizan másraramente.

C Generador central de vacío

Este sistema permite utilizar la bom-ba de vacío de forma mucho máseconómica que con dispositivos dealimentación individuales. Sus venta-jas estriban en una disponibilidadmás rápida del vacío y en el menornúmero de piezas de desgaste rota-tivas que contiene el equipo (lasbombas de vacío).

El generador central de vacío secompone de tres partes principales:– depósitos reguladores– conducto colector– bomba de vacíoVéase figura 6.

Las circunstancias geodésicas ex-puestas merecen especial atenciónen interés de una buena evacuacióndel condensado. El generador central de vacío es ampliable a voluntad, en todos los sentidos, conarreglo al sistema modular.

Un requisito imprescindible paraasegurar un funcionamiento correctoy económico de la instalación es queentre el conducto principal y cadaaparato consumidor de vacío (mol-deadora automática) ha de estar in-tercalado un condensador efectivo.De lo contrario penetran cantidadesexcesivas de vaho caliente en labomba de vacío, que de este modoresulta incapaz de generar un vacíoefectivo. Es absolutamente impres-cindible que el sistema sea estanco.

IV Criterios de diseño, valoresempíricos, ejemplos(véanse tablas 1 y 2)

A Bombas

Alimentación individual de las moldeadoras automáticas

En función del rendimiento de loscondensadores utilizados se em-plean bombas de vacío con una potencia de 3,8 a 11 kW por m3 desuperficie de la sujeción del molde.

Alimentación individual de moldes de bloques

a) Para un molde de bloques de 2 m3 resulta suficiente una bombade vacío con una potencia de18,5 kW, con un depósito regula-dor de vacío de 10 m3 y un con-densador de 0,5 m3;

b) Para un molde de bloques de 7,5 m3 se precisa una bomba devacío con una potencia de 45 kW,un depósito regulador de vacío de20 m3 y un condensador de 1 m3.

AAAAAAAAAAAAAAAAAA

Depósitoregulador

Depósitoregulador

Conexión del condensadorde vapor

Conexión del condensadorde vapor

Bomba dereserva

Bomba devacío

Figura 6Generador cen-tral de vacío

Máquina Canti- Tamaño Tipo de Capacidad Potencia Conden- Depósitodad alimentación de succión de accio- sador regulador

del vacío namientom3/h kW m3

Moldeadora 1 Superficie de moldeo Individual 390 11 sin –automática de 1 m2

1 Superficie de moldeo Individual 130 4 con –de 1 m2

10 Superficie de moldeo Centralizada 250 7,5 con 6de 10 x 1 m2

Molde de bloques 1 Volumen 2,5 m3 Individual 1230 35 sin –

1 Volumen 2,5 m3 Individual 645 18,5 con 10

2 Volumen 2 x 2,5 m3 Centralizada 645 18,5 con 20

1 Volumen 7,5 m3 Individual 1800 45 con 20

2 Volumen 2 x 7,5 m3 Centralizada 1800 45 con 30

Tabla 1 Potencias de las bombas (valores empíricos).

345/5

B Generadores de vacío central

Potencia de bombeo para moldeadoras automáticas

Si el sistema es suficientemente es-tanco, basta, por ejemplo, un gene-rador de vacío de 7,5 kW para ali-mentar diez máquinas automáticascon una superficie de moldeo de 1 m2 cada una.

Potencia de bombeo para moldesde bloques

Los equipos descritos en el aparta-do D son capaces de proporcionarun vacío suficiente al mismo tiempoa dos moldes de bloques deltamaño descrito.

C Cámara de vacío

Del mismo modo que para el vapor,el agua y el aire comprimido, tam-bién es preciso prever un dispositivode acumulación de vacío para cubrirlas puntas de consumo. El volumennecesario de la cámara depende delvolumen de aire máximo a absorbery del aumento admisible de la pre-

sión. En interés de un período brevey uniforme de reducción de la pre-sión de expansión conviene que elaumento máximo de la presión den-tro de la cámara no sea superior ape = – 0,5 bar.

El cálculo de la capacidad de la cá-mara de vacío se basa en la siguien-te ecuación:

VK = VnK = pa , siendopo – pu

VK (m3) = Cámara de vacíopa (bar) = Presión de aspiración

= 1 barpu (bar) = Límite de presión inferiorpo (bar) = Límite de presión supe-

riorVnK (m3) = Volumen de aire acumu-

lado entre las presionespo y pu en m3, extrapola-do al estado de aspira-ción.

Es válido suponer que pa = 1 y po – pu = 0,5 – 0,2 = 0,3.

D Conducto principal, valoresempíricos

Moldeadoras automáticas

Bastará un conducto principal de undiámetro de 200 mm si detrás decada 5 a 6 moldeadoras automáti-cas está instalada una cámara devacío de 2 m3 de capacidad.

Moldes de bloques

Por cada molde de bloques de 5 m3

de volumen se recomienda instalarun conducto principal de 300 mmde diámetro y un depósito reguladorde 10 a 20 m3.

E Circuitos de agua refrigerantepara moldeadoras automáticas

Para asegurar el enfriamiento desea-ble de las paredes calientes de losmoldes después de la vaporizaciónes preciso utilizar, en interés de unenfriamiento uniforme, un agua refri-gerante a alta temperatura (50 – 70°C). De este modo se extiende unadelgada película de agua sobre lapared posterior del molde, que gra-

Consumo de Capacidad de Para una presión Potencia del motor Diámetro recomen-agua succión de aire para de aspiración de kW dado del conductom3 una temperatura del mbar abs. de aspiración

anillo hidráulico de mm15 °Cm3/h

0,55 130 200 4,0 50

0,70 180 200 5,5 65

1,20 250 200 7,5 80

1,50 390 200 11,0 100

1,80 500 200 15,0 125

2,0 645 200 18,5 125

2,5 940 200 28,0 150

3,0 1230 200 35,0 150

4,0 1800 200 45,0 200

Tabla 2 Características técnicas de las bombas de vacío

cias a la aplicación del vacío se eva-pora. La energía de evaporación ne-cesaria se extrae del propio molde,que de este modo se enfría adecua-damente (figuras 1– 4). Sin embar-go, temperaturas del agua refrige-rante de 50 a 70 °C resultan inacep-tables para el funcionamiento de lasbombas de vacío y los condensado-res, que precisan temperaturas de 5a 25 °C como máximo. Por esta ra-zón, en una moderna fábrica de pie-zas moldeadas se instalan dos cir-cuitos separados de agua refrigeran-te a distintas temperaturas.

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales.No presuponen una garantía jurí-dica relativa a determinadas pro-piedades ni a la idoneidad para unaaplicación concreta. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipu-lador de realizar sus propios con-troles y ensayos. Todo el que recibanuestros productos será responsa-ble por sí mismo de la observanciade los derechos de patentes exis-tentes así como de las leyes y dis-posiciones vigentes.

Printed in Germany


345/6

Contenido

1 Generalidades2 Diferentes tipos de circuitos de

agua de refrigeración3 Recuperación de energía

mediante intercambiadores decalor y bombas térmicas

4 Construcción, descripción defunciones y dimensionado de unainstalación de agua de refrigera-ción con torres de refrigeraciónen húmedo

5 Función y dimensionado de unatorre de refrigeración en húmedo

6 Indicaciones para el tratamientodel agua

7 Fabricantes

Generalidades

Durante la producción de piezasmoldeadas de Styropor es necesa-rio alimentar con agua de refrigera-ción las máquinas para piezas mol-deadas refrigeradas con agua. Latemperatura de esta agua de refri-geración depende del tipo de Styro-por empleado y de la construcciónde la máquina (con/sin refrigeraciónal vacío) (véase tabla 1).

De modo general se diferencia entrerefrigeración continua y circuitos derefrigeración. Por lo general la refri-geración continua es poco econó-mica. Por lo tanto es recomendabletrabajar con circuitos de agua derefrigeración. Esta agua, una vezcalentada, se debe enfriar en unaplanta y se deben retirar las mate-rias sólidas.

2 Diferentes tipos de circuitos de agua de refrigeración

Torre de refrigeración enhúmedo (circuito abierto)

Normalmente se utilizan las torresde refrigeración en húmedo para larefrigeración del agua. Debido a queen este caso el agua entra en con-tacto con el aire, se habla de un cir-cuito “abierto”.

Tan solo por la torre de refrigeraciónen húmedo se pierde aprox. 2 % delagua que está en circulación. Pérdi-das adicionales se producen porderrames y por el lavado, por lotanto se tiene que reponer una can-tidad total de pérdidas del 5 % conagua fresca tratada.

El rendimiento de refrigeración de latorre de refrigeración en húmedodepende de la humedad y de latemperatura del aire exterior (tem-peratura de aire húmedo).

Ocasionalmente sucede que el aireque está en los alrededores de latorre de refrigeración contienematerias indeseadas. Estas mate-rias pueden ingresar al circuito deagua de refrigeración y las separa-ciones pueden causar problemaspor los sedimentos. A través demedidas de tratamiento del agua asu debido tiempo y / o agregandolos aditivos correspondientes alagua de refrigeración se puede evi-tar posibles problemas originadospor estas materias.


34558 Marzo 2001

Styropor360

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Agua de refrigeración en empresas transformadorasde Styropor

Tabla 1 Recomendaciones para las temperaturas del agua de refrigeración

Styropor Refrigeración al vacío Temperatura del agua de refrigeración

sí no (°C)

refrigeración lenta x 20 – 25x 30 – 50

refrigeración rápida, x 30 – 40ahorro de energía x 40 – 70


360/2

Refrigerador por aire (circuito cerrado)

Por diferentes motivos (por ej. paraevitar vapor de agua denso odebido al contenido de materias enel aire) puede ser necesario utilizarrefrigeradores por aire en vez detorres de refrigeración en húmedo.

El rendimiento de refrigeración delrefrigerador por aire depende,aparte de la superficie, en granparte de la temperatura del aireexterior (temperatura de aire seco).

El aire caliente que se obtiene sepuede utilizar como calefacciónpara los ambientes (silos, almace-nes) o también para precalentar elaire de los túneles de secado.

3 Recuperación de energía mediante intercambiadores de calor y bombas térmicas

La energía contenida en el agua derefrigeración y en el vapor deescape (preexpandidor, máquinasautomáticas, moldes de bloques) sepuede recuperar en gran parte parautilizarla en otros lugares. Es conve-niente elaborar un balance de calor,debiéndose tomar en cuenta lascondiciones individuales de cadaplanta. Como directrices para unbalance de calor se puede utilizarcomo base la tabla 2. En muchasempresas puede ser convenienteutilizar los intercambiadores de dis-cos (intercambiadores de calor).Además es posible que un cálculoexacto de las condiciones respecti-

vas demuestre que es más econó-mico utilizar una bomba de calor envez de una torre de refrigeración enhúmedo.

4 Construcción, descripción de funciones y dimensionado de una instalación de agua de refrigeración con torre de refrigeración en húmedo

Nota preliminar:

Si se utiliza el Styropor de refrigera-ción rápida que ahorra energía encombinación con refrigeración alvacío, es especialmente ventajosotrabajar con 2 circuitos de agua adiferentes temperaturas de lasiguiente manera:

– Circuito de agua de refrigeración1 (circuito de agua caliente), sólosirve para humectar las paredesposteriores de las herramientasde las máquinas automáticas, yse toma del tanque de aguacaliente (fig. 1). La temperaturade esta agua por lo general es det = 50 – 70 °C.

– Circuito de agua de refrigeración2 (circuito de agua fría), sirve paraalimentar las bombas de vacío ylos condensadores de las máqui-nas automáticas con agua deservicio que debe ser renovada.La temperatura debe ser lo másbaja posible (t = 10 – 20 °C).

Ya que durante la transformación deStyropor en máquinas automáticasde piezas moldeadas se necesita el

agua fría por golpes, en el circuitode agua de las máquinas automáti-cas está insertado un almacén apresión de agua fría (cámara deaire), en el cual se encuentra unacantidad de agua mayor bajo pre-sión.

Lo dicho anteriormente es igual-mente válido para la alimentaciónde agua caliente. Se puede tomar elagua del tanque de agua fría ysimultáneamente del tanque deagua caliente. La temperatura delagua se puede ajustar por ejemplomediante una válvula mezcladoraregulada termostáticamente.

El agua, que se calienta durante elrociado de las herramientas de pie-zas moldeadas, se conducemediante un tubo colector al tanquede agua caliente situado en un nivelinferior. Si se utilizan máquinasautomáticas de piezas moldeadascon refrigeración al vacío, aparte delagua de refrigeración procedente delas herramientas, también el aguade servicio de la(s) bomba(s) devacío y eventualmente de los reci-pientes de condensación se con-duce al tanque de agua calientepara su enfriamiento. En caso nece-sario el agua se bombea desde aquía la torre de refrigeración, se escu-rre por los deflectores, enfriándosedurante este proceso, y finalmentefluye sin presión al tanque de aguafría.

Cuando la presión en el acumuladorde presión de agua fría ha descen-

Tabla 2 Posibilidades del balance de calor en plantas transformadoras de Styropor

Modo de Calor producido Calor requerido Posibilidades de transferencia operación de calor

Piezas a Condensado y agua de 1. Para calentar el agua de A Intercambiadores de calor moldeadas refrigeración de las alimentación de caldera (intercambiadores de discos)

máquinas automáticas (a 55 – 60 °C)a + b se pueden utilizar para

b Vapor de escape de 2. Para la calefacción del calentar 1 + 2.los preexpandidores edificio (administración, El agua de refrigeración de las

almacén, silos ) máquinas automáticas se puede enfriar – dependiendo de la

3. Para calentar el túnel de estación – a 35 – 45 °C.secado

B Bomba de calor

En vez de una torre de refrigeraciónen húmedo se puede enfriar más(15 – 20 °C). El calor que se des-prende se puede utilizar para 1– 3.Especialmente 1 se puede calentara más de 60 °C.

Bloques a Vapor de escape de los 1. Para calentar el agua de A Intercambiadores de calor moldes de los bloques alimentación de calderas (intercambiadores de discos)(también se puede almacenar) 2. Para la calefacción del a + b se pueden utilizar para

edificio (administración, calentar 1 + 2b Vapor de escape de los almacén, silos)

preexpandidores

dido a un valor determinado, unasegunda bomba, regulada por uninterruptor de presión, transportaagua reenfriada del tanque de aguafría al acumulador de presión.

Un termostato en el tanque de aguafría, que acciona la bomba de aguacaliente y el motor del ventilador dela torre de refrigeración cuando latemperatura del agua alcanza valo-res demasiado altos, ajusta la tem-peratura del agua fría.

Rebosaderos del tanque de aguafría al tanque de agua caliente yfinalmente al sumidero evitan unaposible inundación de la planta porlas cantidades de agua que se pre-sentan aperiódicamente.

Pérdidas de agua causadas por laevaporación, desbordes al sumi-dero, salpicaduras de agua, etc. se

reponen automáticamente con aguade reemplazo mediante una válvulade flotador.

Para desenlodar manualmente ypoder agregar agua de reemplazo,se deben instalar en el fondo deltanque de agua, respectivamenteen una tubería de agua adicionalseparada, válvulas manuales.

Dimensionado del tanque deagua caliente

El tamaño del tanque de aguacaliente depende de la cantidadmáxima de agua de refrigeraciónproducida. Teniendo en cuenta unareserva, el volumen del tanque deagua caliente debe corresponderaprox. al volumen total de la calderade agua a presión.

Rendimiento de la bomba

Las bombas de agua fría y calientedeben poder bombear aprox. lasmismas cantidades para las alturasde transporte necesarias respecti-vas.

Las cantidades transportadasdeben ser de por lo menos 20%por encima de la cantidad necesariapor hora.

5 Función y dimensionado de una torre de refrigeración en húmedo

Para determinar el tamaño necesa-rio de la torre de refrigeración, lossiguientes cuatro datos son impor-tantes:

– temperatura del aire húmedo tf °C

360/3

Aire comprimido

Manómetro

Aire comprimido

Manómetro

Agua caliente Agua fríaTorre de refrigeración

Presión dedesconexión

Presión depuesta en servicio

Presión dedesconexión

Interruptor automático por aumento de presión

Agua adicionada

Presión depuesta en servicio Tanque de

agua fría Tanque deagua caliente

Filtro doble

Termostadode agua fría

Filtro

Rebose

Válvula de flotador para agua adicionada

Sumidero

Bomba de agua caliente

Máquinas automáticas de piezas moldeadas(Herramientas)

1

2

3

Bomba de agua caliente

Filtro

Rebosadero

Bomba de agua fría

Figura 2 Sugerencia para circuito de agua de refrigeración

– cantidad de agua que se debe enfriar GW kg/h

– temperatura del agua al ingreso a la torre tW1 °C

– temperatura del agua al salir de la torre tW2 °C

La temperatura del aire húmedo esuna medida para la humedad delaire respectivo, que depende de latemperatura. Depende del lugar deinstalación de la torre de refrigera-ción. Recomendamos coordinar encada caso individual el valor de latemperatura del aire húmedo con elfabricante de la torre de refrigera-ción. Este deberá confirmar, que enbase al tipo de torre de refrigeraciónelegido y a la temperatura de airehúmedo, la temperatura del aguafría tw2 no excederá en ningúnmomento los 25 °C.

La temperatura del agua de refrige-ración después de salir de lasmáquinas automáticas de piezasmoldeadas por lo general se encuen-tra entre 60 y 80 °C. El primero delos refrigeradores que se encuentranseguidamente (por ej. intercambiadorde calor) admite por lo tanto agua derefrigeración de esta temperatura. Elúltimo refrigerador en el circuito deagua de refrigeración por lo generales una torre de refrigeración enhúmedo y debe enfriar el agua a 20hasta máx. 25 °C.

No se toman en cuenta pérdidas decalor en el sistema de descarga, detal manera que el valor obtenido enbase a la cantidad de agua de refri-geración por hora está en el lado“seguro”

El diseño termotécnico de la torrede refrigeración en húmedo sedeberá hacer según las directricescontenidas en la norma DIN 1947.

6 Indicaciones para el tratamiento del agua

Generalidades

El enriquecimiento de sales en elagua de refrigeración producido porla evaporación (en la torre de refri-geración en húmedo ) se puededeterminar por concentración, análi-sis de medición o midiendo la con-ductividad eléctrica. El valor delenriquecimiento de sales permiteobtener información sobre las medi-das de descalcificación necesarias.

La dureza de carbonato en el aguade reemplazo puede mermar el ren-dimiento de la torre de refrigeracióndebido a sedimentos en las superfi-cies de refrigeración; se debe man-tener en un nivel bajo tratando pre-viamente el agua químicamente.

Por lo general es más económicotrabajar con agua desionizada (pro-ducida por ej. según el principio de“ósmosis de inversión” ). De estamanera se suprime el enriqueci-miento de sales y por lo tanto lanecesidad de desenlodar.

El agua de refrigeración puede estarimpurificada además por polvo en elaire aspirado y por perlas deespuma rígida. Detalles sobre la eli-minación de partículas extrañasgrandes se encuentran en la IT 361.En diferentes ocasiones también seencuentran rastros de aceite o grasaen el agua de refrigeración, los cua-les se depositan en las superficiesde refrigeración en forma de pelí-cula, disminuyendo así la humecta-bilidad en desventaja del efecto derefrigeración. Las partes que contie-nen aceite o grasa se pueden sepa-rar por ejemplo mediante separado-res de aceite y/o carbón activo.

Por lo general se dispone de trestipos de agua (agua de reemplazo)

– aguas superficiales (agua de río,agua de estanque)

– agua de pozo

– agua potable

El tipo de tratamiento depende de lacalidad del agua.Para poder cumplircon las siguientes dos exigenciasprincipales

– sin disposición a sedimentacio-nes en el circuito (especialmenteen el sector de las toberas ranu-radas de vapor)

– sin corrosión en los materialesempleados

es recomendable llevar a cabo pri-mero un análisis del agua disponibleal momento de planificar una planta.El tipo de tratamiento se debe definircon la empresa de tratamientos deagua correspondiente. La calidad delagua resultante debe ser compatiblecon los materiales de la planta. Siestá previsto utilizar el agua tratadatambién para otros fines que para larefrigeración de máquinas automáti-cas de piezas moldeadas (por ejem-plo refrigeración de compresores deémbolo) se deben tomar en cuentatambién las exigencias de los fabri-cantes de estos equipos.

Para los diferentes tipos de agua(aguas superficiales, agua de pozo,agua potable) se pueden aplicar unaserie de métodos de tratamiento.Detalles al respecto se encuentranen la literatura técnica correspon-diente, como por ej.

– Permutit-TaschenbuchPermutit Aktiengesellschaft,Berlin, Duisburg

– Steinmüller TaschenbuchVulkan-Verlag Dr. W. Classen,Essen

– VKW Handbuch WasserHerausgeber Vereinigte Kesssel-werke AG, DüsseldorfVulkan-Verlag, Essen

– KühlwasserVulkan-Verlag Dr. W. Classen,Essen

– Degrémont HandbuchBauverlag GmbH, Wiesbaden u.Berlin

Agua de refrigeración del ciruito,

que (debido a evaporación parcialen la torre de refrigeración enhúmedo ) se enriquece con sales,se debe desenlodar una vez que seha alcanzado un determinado límitede concentración. El valor del límitede concentración depende de laconsistencia del agua y se defineindividualmente.

7 Fabricantes

Fabricantes de bombas térmicas

Fabricantes de torres de refrigera-ción en húmedo, refrigeradores poraire e intercambiadores de calor

a) Fabricantes de torres de refrige-ración en húmedo y refrigerado-res por aire

b) Fabricantes de intercambiadoresde calor

Le rogamos dirigirse a su suminis-trador de máquinas o al colabora-dor del Servicio Técnico correspon-diente de la BASF AG.

Observación



360/4

En la Ley para la ordenación delbalance de agua (Ley del balancede agua), en su versión del 12.11.1996, el artículo 22 (1) referente a“Responsabilidad en el caso demodificaciones en la consistenciadel agua” dice lo siguiente:

“Quien conduce o introduce sustan-cias en agua o quien actúa de talmanera sobre las aguas que alterala consistencia física, química o bio-lógica del agua, queda obligado areparar el daño causado de estamanera a otro.

Si son varios los actores, tienen laresponsabilidad como deudoressolidarios.”

Además, en el artículo 26 (1) refe-rente a “Introducción, almacenaje ytransporte de sustancias”, seexpresa como sigue:

“Está prohibida la introducción desustancias sólidas a las aguas conel fin de liberarse de ellas. Sustan-cias barrosas no pertenecen algrupo de sustancias sólidas. (2) Lassustancias se pueden almacenar odepositar junto a las aguas sola-mente de tal manera que no sedeba temer una contaminación deestas u otras alteraciones perjudi-ciales de sus características o deldesagüe……”.

Referente a esta Ley en los diferen-tes Países Federales hay Leyes deAguas propias.

Por lo tanto queda prohibido quepartículas preexpandidas de Styro-por o desechos de espuma rígidasean conducidos con el desagüe aríos, lagos u otras aguas públicas. Acontinuación se describen dos sis-temas apropiados para retenerespuma rígida, tal como deberíanencontrarse en toda fábrica trans-formadora de Styropor antes de lasalida a la red de desagüe pública.


42784 Marzo 2001

Styropor361

4 Transformación


Instalaciones para depurar las aguas residuales enlas fábricas transformadoras de Styropor



La figura 1 muestra una construc-ción que se emplea en los canalesde desagüe cubiertos. La figura 2presenta la instalación correspon-diente de un desagüe a nivel delsuelo. En el foso separado por lapared (B) se ajusta un tamiz (A)inoxidable y de malla fina. La pared(B) de la figura 1 puede ser de vigasde madera, cuya parte inferior tieneque estar provista de ranuras u orifi-cios de paso (D), mientras que lapared (B) de la figura 2 es de hormi-gón o de ladrillos, siendo el rebosa-

dero un doble codo (D). Este rebo-sadero, así como el codo dobladohacia abajo en la salida (C), de lafigura 1, debe estar por lo menos20 cm por debajo de la superficiedel agua, para que no pase a losdesagües ninguna partícula deespuma rígida aún cuando se saqueel tamiz para su limpieza. Si el aguano sale por desnivel, sino que enlugar de la salida (C) se emplea unabomba, el tubo de succión de labomba tiene que estar provisto deun tamiz fino de latón.

Observación



A D B C

CDBA

Figura 1 Figura 2

361/2

Durante la transformación de Styropor se producen dos tipos demengua, que son típicas para elmaterial:

1 Menguas de agente de expansión durante la produccióny el almacenamiento de la espuma rígida

La mengua en peso por pérdida delagente de expansión durante todoel proceso de transformacióndepende en gran medida deltamaño de partícula del material uti-lizado, de su densidad aparentedespués de la preexpansión, de lascondiciones del reposo intermediode las partículas preexpandidas, asícomo del tamaño, forma y tiempode almacenamiento de las piezas deespuma rígida producidas a partirde estas.

Durante la producción de espumarígida con DA 20 (densidad apa-rente) y una temperatura de almace-namiento promedio de 20 °C sedebe calcular durante los pasos detransformación respectivos con lassiguientes menguas de peso porpérdida del agente de expansiónaproximadamente:

Preexpansión con 1 día de reposo intermedio aprox. 2 %

Expansión aprox. 2 %

Almacenamiento (8 días) aprox. 1%

Almacenamiento posterior aprox. 1%

Mengua en peso máx. aprox. 6 %

Productos especiales con contenidoreducido en agente de expansión(Styropor F 95)

Preexpansión con 1 día de reposointermedio aprox. 1–1,5 %

Expansión aprox. 0,5 –1%

Almacenamiento (8 días) aprox. 1%

Almacenamiento posterior aprox. 1%

Mengua en peso máx. aprox. 4%

2 Menguas por corte al separar los bloques de espuma rígida

Antes de separar o cortar los blo-ques de espuma rígida para obtenerplanchas, estos por lo general sedeben cantear. La mengua en pesoy volumen que se produce por estemotivo depende del excedente delmolde y por lo tanto no se toma encuenta en el presente caso. (Enfábricas modernas este material semuele hasta obtener un tamaño departícula apropiado y se adicionainmediatamente para aplicacionesdeterminadas, tomando en cuentalas propiedades que se puedenobtener en este caso en la produc-ción de bloques. En empresas deproducción de piezas moldeadassólo se dan pérdidas por agente deexpansión. Si se hacen recortes amedida, por supuesto que las con-diciones son similares a las de laproducción de bloques.)

La mengua por corte en sí al sepa-rar los bloques depende en granmedida del método de corte.

Corte con una cuchilla de cintasin fin

Si se utiliza este procedimiento decorte prácticamente no hay men-guas.


48910 Marzo 2001

Styropor400

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Menguas en peso y volumen durante latransformación


Corte con una sierra

La mengua por corte depende prin-cipalmente del espesor y del tris-cado de la hoja de sierra, así comodel espesor deseado de la plancha.En el caso de una sierra de cintanormal asciende en promedio porcorte a aproximadamente 1,2 mm(espesor de la hoja de sierra decinta 0,8 mm, incluyendo el tris-cado).

Corte por medio de un equipo decorte con alambre incandes-cente

El canal de corte que se obtiene alseparar bloques mediante unequipo de corte con alambre incan-descente depende, al contrario delo que sucede en el caso de loscanales de corte por instalacionesde corte mecánicas, en granmedida de la densidad aparente dela espuma rígida. En el caso de unadensidad aparente baja el canal decorte es más ancho que en el casode una densidad más alta. Tambiénel espesor del alambre ejerce unainfluencia importante sobre el anchodel canal de corte. Por lo general sepuede partir del hecho de que suancho corresponde aproximada-mente al doble del espesor dealambre. En el caso de un espesorde alambre de 0,4 mm se obtienepor lo tanto un canal de corte conun ancho de aproximadamente0,8 mm. En la práctica se utilizanalambres de 0,4 – 0,8 mm de diá-metro.

Instalaciones de corte modernastrabajan actualmente con una com-binación de alambres oscilantes,que se calientan simultáneamente,siendo la temperatura necesaria cla-ramente más baja frente a cortescon alambres únicamente calientes.

Estos equipos de corte con alam-bres oscilantes/calientes de aleacio-nes de acero de resistencia elevadatienen diámetros de alambre de 0,3a 0,4 mm. La mengua en volumendesciende aproximadamente a lamitad si se aplica este procedi-miento.

Al separar los bloques de espumarígida se forman, dependiendo deltipo y espesor de las hojas de sierrao de los alambres, canales de cortede 0,5 a 1,5 mm. Al trabajar conuna sierra esto corresponde, en laproducción de planchas con unespesor de 20 mm, a una menguaen peso de 2,5 a 7,5 % (densidadaparente aproximadamente20 kg/m3). En el caso de planchasmás delgadas la mengua en pesoes mayor, en el caso de las másgruesas, menor, respectivamente.

Si los bloques se cortan con unalambre caliente, sí se tiene unamengua en volumen, pero no enpeso, debido a que el material fun-dido de poliestireno permanecesobre la superficie de la espumarígida. Si se cortan planchas deespuma rígida de 20 mm de espe-sor (medido en el caso de una den-sidad aparente de 17 kg/m3), lamengua en volumen puede variarentre 2,5 y 7,5 %. La mengua puedeser mayor o menor dependiendo delespesor de las planchas correspon-dientes.

Resumen

1. La mengua en peso durante laproducción y el almacenamientoposterior de los bloques o piezasmoldeadas de espuma rígidapueden alcanzar hasta un 6 %.

2. Una mengua en peso adicionalse da al momento de aserrar. Lamagnitud de la mengua es deter-minada por la hoja de sierra ypor el número de cortes por blo-que (espesor de las planchas).

3. Durante el corte térmico, sólo seda una mengua en volumen, nouna mengua (suplementaria) enpeso.

Observación



400/2

Las marcas Styropor F son apropia-das para la fabricación de espumasrígidas que cumplen con requisitosespeciales de protección contra fuego,por ej. según DIN 4102 clase B 1 demateriales de construcción.

Pero esta propiedad se garantizasolamente, si se cumple con deter-minados requisitos.

1. Suficiente reposo intermediode la espuma rígida

Las marcas Styropor F están com-puestas químicamente por poliesti-reno o copolímeros de estireno, quecontienen una mezcla de hidrógenode carbono de bajo punto de ebulli-ción como agente de expansión, asícomo un equipamiento de proteccióncontra incendios. Durante la produc-ción de la espuma rígida se volatilizala mayor parte de la cantidad originaldel agente de expansión. Después dela expansión, el contenido de agentede expansión se reduce de manerarelativamente rápida, quedando unresiduo, el cual se volatiliza luego sololentamente. Sólo cuando el agentede expansión se ha evaporado en sutotalidad, se cumplen con seguridadlas exigencias con respecto al com-portamiento en fuego. Por lo general,se calcula un tiempo de reposo inter-medio de varias semanas.

2. Mezcla con otras marcas deStyropor

La mezcla con otras marcas deStyropor – así como la adición depoliestireno expandible de otrosfabricantes de materias primas –influyen en el comportamiento enfuego y por ello no deben hacerse.Tampoco se debe adicionar ningúnmaterial residual preexpandido deStyropor F.

3. Productos desmoldeantes

Los productos desmoldeantes influ-yen por lo general de manera nega-tiva en el comportamiento en fuego

de espumas rígidas de marcas deStyropor F.

Si a pesar de ello se utilizan produc-tos desmoldeantes, hay que contro-lar en cada caso el comportamientoen fuego.

Un desmoldeo seguro se logra teflo-nizando el molde por medio de unrevestimiento con tetrafluoroetileno.

4. Tratamiento posterior de lasespumas rígidas

Debido al tratamiento posterior dela espuma rígida de las marcas F deStyropor, como por ej. equipa-miento antiestático, recubrimientocon lacas y pinturas y similares, sepuede influenciar el comportamientoen fuego así como tambiénmediante el teñido de la materiaprima o del material preexpandido.

Se recomienda comprobar en cadacaso, si las espumas rígidas cumplencon los requisitos exigidos con res-pecto al comportamiento en fuego.

Observación



48477 Marzo 2001

Styropor440

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Producción de espuma rígida de marcas Styropor Fbajo aspectos técnicos de protección contra incendios



La primera operación en el procesode fabricación de espuma rígida deStyropor consiste en el transportede la materia prima desde el envasehasta los silos de los preexpandido-res.

En las fábricas de nueva construc-ción, la materia prima se transpor-tará por la vía más corta a dichossilos. Al prever la capacidad del sis-tema de transporte se incluirá unareserva suficiente (por ejemplo, apli-cando el factor 2), para poder reali-zar posteriores ampliaciones. El sis-tema de transporte deberá reunirlos siguientes requisitos:

– capacidad suficiente,– transporte suave del material,– robustez,– escaso mantenimiento,– buen precio de adquisición,– bajo consumo energético

específico.

Los sistemas de transporte queofrecen los fabricantes de maquina-ria pueden clasificarse en dos gru-pos:

I Sistemas de transporte mecáni-cos

a) elevadores de cangilones (existen versiones herméticas alos gases)

b) husillo rígidoc) husillo flexible

II Sistemas de transporte neumáti-cos

a) con inyectorb) con ventilador

Los sistemas de transporte mecáni-cos son preferibles por razones deseguridad funcional y ausencia deabrasión. Los equipos I a, I b y II bsólo pueden utilizarse en combina-ción con unidades de alimentaciónpara contenedores de cartón (véasefigura 1).

Si el local es suficientemente alto(como mínimo 2 m más alto que lossilos de los preexpandidores), elrecipiente de materia prima podrá

colocarse encima del silo. Una vezabierto el contenedor de cartón enel lugar marcado, la materia primaentra por caída libre en el silo. Si seutilizan bidones, convendrá instalarun dispositivo volcador de bidones,en cuyo caso habrá que asegurar lainterconexión de todas las piezaselectroconductivas y su correctatoma de tierra.

Sistemas de transporte mecánicos

Para el transporte de la materiaprima se utilizan con buen resultadotanto los elevadores de cangilonescomo los husillos rígidos y flexibles.

a) Elevadores de cangilones

Este sistema permite transportarcantidades muy grandes – ademásde tratar el material con gran suavi-dad – con un bajo consumo energé-tico. Los elevadores de cangilonesse aplican en el caso de suministrode materia prima en vehículos-silopara alimentar los silos de materiaprima del transformador de Styropor.Puesto que también permite trans-portar en dirección vertical, estamodalidad ocupa muy poco espa-cio. El elevador se instala y operaen principio del mismo modo que eltornillo sin fin rígido descrito a conti-nuación (véase también la figura 1).

b) Husillo rígido

Este sistema de transporte mecá-nico permite alcanzar grandescapacidades si el diámetro estádebidamente dimensionado (véasela figura 2). Por esta razón, el recipiente de reserva deberá sersuficientemente grande para reco-ger como mínimo 1 tonelada deStyropor. La materia prima seaporta al husillo a través de unatolva (figura 1). Con estos husillosrígidos se salvan distancias dehasta 10 m. Los codos, especial-mente para un transporte horizontal,encarecen mucho el equipo, peroen principio son factibles y en casosespeciales se utilizan efectivamente.


49188 Marzo 2001

Styropor460

4 Transformación


Transporte de la materia prima



La abrasión es muy baja. Otras ven-tajas estriban en el bajo precio deadquisición y el bajo coste deexplotación.

c) Husillo flexible

En un husillo flexible gira una espiralde alambre de acero. El acciona-miento está montado por encima dela zona de salida. El caudal seregula en la zona de entrada me-diante una corredera. El materialpuede introducirse horizontal o ver-ticalmente. La alimentación horizon-tal permite incrementar la capacidada más del doble. Las capacidadesseñaladas en la figura 3 se refierena un husillo flexible (d = 45 mm) conla zona de entrada ampliada.

El empleo del husillo flexible pro-duce muy poca abrasión. Además,también resulta idóneo para la colo-ración de la materia prima.

Regulador de nivel

Puesto que no es posible sincroni-zar el llenado del silo del preexpan-didor y la salida de material delmismo, es preciso que el sistemade transporte opere de forma inter-mitente. Por esta razón, en caso defuncionamiento automático esimprescindible instalar unos limita-dores de nivel, dispositivos que sue-len funcionar por inducción.

Husillo rígido

Styropor

Indicador de nivel

Tolva de alimentación

Figura 1

Cau

dal [

t/h]

13

12

11

10

9

8

7

6

5

14

10 30 50 70 90Angulo de transporte [°]

500

400

300

200

100

Cau

dal [

kg/h

]

Cau

dal [

kg/h

]

500

1000

50 100 150 50 100 150

Recorrido de abertura [mm] Recorrido de abertura [mm]

Zona deadmisión horizontalAltura de transporte:1 m

Carrera de regulación de la corredera

Styropor tamaño de perlas F 215

P 426

1 m

3 m

Altura detransporte:

Zona deadmisiónvertical

Figura 2 Husillo rígido (marca Svea). Figura 3 Husillo flexible, zona de entrada (marca Hindermann).

460/2

Sistemas de transporteneumáticos

Con inyector

Para introducir el material en el con-ducto de transporte puede utilizarseun inyector accionado por aire com-primido. La boquilla de aspiraciónse alarga para formar un tubo deaspiración que estará provista, conel fin de poder variar la carga (=proporción cuantitativa entre mate-rial y aire), de una abertura suple-mentaria regulable, formada en lamayoría de los casos por un tuboexterior coaxial. El caudal de mate-rial se regula a través de la presióndel aire de transporte. El tubo deaspiración se introduce simple-mente en el recipiente de materiaprima, y el inyector aspira el materialy lo transporta al silo. Por consi-guiente, este sistema de transporteopera bajo presión. Una desventajade estos transportadores con inyec-tor radica en la elevada velocidadde transporte de la materia prima,que puede deteriorar la superficiede las perlas si hay codos en elconducto de transporte. El polvo deabrasión que puede generarse sedepositará en los lugares donde lacorriente es más débil, provocandodificultades para el transporte. Otradesventaja consiste en el elevadoconsumo de aire comprimido y elcoste de explotación relativamenteelevado que ello comporta. En lasempresas modernas de transforma-ción de Styropor, los transportado-res de inyector han cedido elpuesto, en la mayoría de los casos,a otros dispositivos de transportemás racionales y menos perjudicia-les para el material.

Con ventiladores

En esta versión, el material es aspi-rado por un ventilador, en la mayoríade los casos de canal lateral, direc-tamente al conducto de transporte.Dicho ventilador está montadosobre un separador, que sirve tam-bién de silo intermedio. El conjuntodel sistema opera por tanto envacío. Por esta razón, a menudo sedenomina también sistema detransporte por vacío. Al comienzodel transporte se cierra automática-mente, por efecto del vacío, la com-puerta de salida del silo. El materialse deposita en el separador, y elaire se evacúa a través de un filtro.Los transportadores de vacío suelenoperar de forma intermitente.

La duración de cada operación detransporte se controla, según elmodelo, mediante un cronómetro ouna compuerta de salida accionadapor resorte. También existen otrosinterruptores de nivel. La velocidadde transporte es muy grande si sereduce la sección transversal delconducto de transporte. Por estarazón, en los transportadores devacío es aún más importante que eltendido de la tubería no produzcadaños en el material (ausencia decodos cerrados). Al igual que en lostransportadores con inyector, estoscodos encierran el peligro de que lasuperficie de las perlas se deteriorea causa de la alta velocidad. Elpolvo de abrasión producido sedeposita en el filtro del ventilador.Por esta razón, diversos fabricantescomercializan transportadores devacío que limpian los filtros a con-tracorriente. De este modo se incre-menta notablemente la seguridadfuncional del sistema.

Observación


BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen, Alemania

460/3

1 Introducción

El Styropor expandido que sale delpreexpandidor ha de transportarsea los silos de reposo intermedio, ydesde éstos, una vez transcurrido eltiempo necesario de reposo inter-medio, a los silos de las moldeado-ras. Para estas operaciones detransporte se utilizan con buenresultado los sistemas neumáticos,es decir, aquellos en que el materialse transporta en tuberías con ayudade una corriente de aire.

2 Cuestiones básicas relativas altransporte neumático

Este sistema de transporte puederealizarse en diversas variantes,como por ejemplo el transporteaerodinámico, por torbellino, porempuje, por acumulación, y poralternancia de depositación y reim-pulsión. Sólo las dos primeras pue-den considerarse estables. El princi-pal parámetro del tipo de corrienteque se obtiene es – aparte deltamaño, la forma y la densidad delas partículas –, la llamada carga µ,es decir, la proporción entre la masade material m· G transportada porunidad de tiempo y el volumen deaire m· L consumido por unidad detiempo. Puesto que el material sueledesplazarse en el conducto un pocomás lentamente que el aire, la carganormalmente no es igual a la pro-porción másica de aire y materialdentro de un determinado volumen.En determinadas condiciones, sinembargo, se pueden formularsupuestos simplificadores.

La demanda de energía para lossistemas de transporte neumáticosse compone de varias partes:

– para el trabajo de elevación pro-piamente dicho,

– para el trabajo de aceleración delas partículas,

– para compensar las pérdidas deenergía mecánica que se produ-cen al chocar las partículas con-tra las paredes y contra otraspartículas,

– para compensar las pérdidas defricción del aire de transportecontra las paredes.

La presente exposición se basa enel supuesto de que el trabajo deelevación es insignificante, es decir,de que el material a transportar esrelativamente ligero y las tuberíasestán tendidas básicamente enposición horizontal.

3 Campos característicos y punto operativo

La corriente de aire que transportael material se genera en la mayoríade los casos con ayuda de unsoplante o ventilador. Los camposcaracterísticos de estos aparatospueden ilustrarse relacionando lapresión de transporte pgesL del aire (índice L) con el caudal V· L bajoun número de revoluciones n cons-tante (curvas características). Si pormedio de una válvula de estrangula-ción se altera en el soplante el cau-dal de aire, el punto operativo sedesplazará a lo largo de la curvacaracterística (si n = constante).

Las pérdidas de presión ∆p en unatubería dada pueden expresarsecomo suma de pérdidas de presiónen los codos, bifurcaciones, cuellos,ensanchamientos, etc.:

∆p = Σ λ · I · L w2

Ld 2

+ Σ ζ · L w2

L2

Donde significan:λ = Coeficiente de pérdida de pre-

sión de los tramos rectilíneosde la tubería

l = Longitud de los tramos rectilí-neos de la tubería

d = Diámetro de los tramos rectilí-neos de la tubería

L = Densidad del medio circulante

(aire)wL = Velocidad de la corriente de

aireζ = Coeficiente de pérdida de pre-

sión en los codos, bifurcacio-nes, etc.


49190 Marzo 2001

Styropor461

4 Transformación


Transporte del Styropor preexpandido



461/2

Puesto que el caudal de aire V·L avelocidades relativamente reducidases directamente proporcional aéstas (dejando de lado la compresi-bilidad), también podemos escribir:

∆p V· 2 Σλ · l + Σζd

Para un sistema de tuberías dado,la expresión que aparece entreparéntesis es constante, puesrepresenta una determinada estran-gulación. En ésta, por tanto, será,∆p V· 2

L, lo que en el sistema decoordenadas de ∆p y V· L da unaparábola. Esta curva se denominacurva de estrangulación o curvacaracterística del sistema.

La figura 1 muestra las curvascaracterísticas de un ventilador condistintos números de revoluciones ylas curvas de estrangulación dediversos sistemas de tubería.

El punto operativo del sistema es elpunto de intersección de la curvacaracterística del ventilador con lacurva de estrangulación, es decir, elcaudal de aire con el que la presióndel soplante es justo suficiente parasuperar todas las pérdidas de pre-sión. La pérdida de presión total delsistema indica la magnitud quedebe alcanzar la presión delsoplante.

A título orientativo, los coeficientesde pérdida de presión son λ 0,015 – 0,020 para tubos de rugosi-dad normal y, según el radio R delos codos de 90° (cifras adimensio-nales, referidas al diámetro d deltubo):

Tabla 1 Coeficientes de pérdidade presión

R/d 2 4 6

ξ 0,3 0,23 0,18

Si es posible, conviene evitar loscuellos y ensanchamientos en latubería. Toda alteración de la sec-ción transversal, por pequeña quesea, repercute notablemente en laspérdidas de presión bajo caudalconstante.

4 Dispositivos de alimentación

Para la alimentación de material, esdecir, para conducir el material atransportar con la corriente de aire,se utilizan con buen resultado diversos dispositivos (figura 2), enfunción de la densidad y del tiempode reposo intermedio del Styroporpreexpandido, teniendo en cuentaque hay que respetar determinadoslímites con respecto a la carga µ m· G/m· L y a la relación volumé-trica (concentración) ν V·G/V·tot y lavelocidad w. En la tabla 2 figuran, en las columnas w y ν, valores con-

Curvas características

del ventilador

Curva

s de

est

rang

ulació

n o

curv

as c

arac

terís

ticas

del

siste

ma

S 3

S 1S 2

n3

n2

n1

ptot

∆p

VL·

Figura 1 Diagrama característico de un sistema de transporte neumático.

Esclusa de rueda celular

Inyector accionado por un ventilador

Aspiración por el ventilador y transporte a través del mismo

Figura 2 Dispositivos de alimentación.

Tabla 2

sch w ν νstopf

Alimentación kg/m3 m/s % %

Esclusa de rueda celular > 8 6 – 8 10 10 –16

Inyector > 20 10 –15 0,75 2

Aspiración por ventilador > 50 10 –15 3 10 –16

siderados seguros para el dimensio-nado del dispositivo, mientras queen la última columna aparece ellímite de obturación.

a) Esclusa de rueda celular paradensidades aparentes sch de 8 a150 kg/m3 inmediatamente des-pués de la preexpansión. Estarueda, que deja pasar el aire,comporta un tratamiento espe-cialmente suave del material, yfunciona de modo especialmenteseguro y a prueba de sobrecar-gas, además de ser rentable porel elevado grado de carga quepermite. Resulta óptima para lasmáximas corrientes másicas deStyropor.

b) Un inyector accionado por el airede un ventilador para densidadesaparentes de 20 a 150 kg/m3

inmediatamente después de lapreexpansión y para caudalesmásicos de Styropor pequeños ymedianos, de aprox. 600 kg/hcomo máximo.

c) Debido al peligro de compacta-ción y deterioro de las perlas, untransporte mediante ventilaciónpara densidades aparentes de 50 a 150 kg/m3 inmediatamentedespués de la preexpansión, y de30 a 150 kg/m3 después delreposo intermedio.

5 Cálculo de los datos del ventilador

Para el transporte neumático deStyropor preexpandido suelen utili-zarse ventiladores con una presiónde transporte de aprox. 30 mbarcomo máximo. Puesto que la cargao proporción volumétrica en eltransporte neumático de Styroporpreexpandido es relativamentepequeña, podemos despreciar, enuna primera aproximación, la pro-porción del volumen de Styropor enla corriente de transporte, máximeporque de este modo, al elegir elventilador, mantendremos un mar-gen de seguridad, es decir, su cau-dal de aire resultará un poco mayor.De la ecuación definitoria de la pro-porción volumétrica se desprendeque

V· tot = V· G = m· Gν

G·ν

Con el valor empírico

ges = 0,6 ·

G obtendremos

V· sch = 0,6 · m· Gν

sch

El dimensionado del sistema detransporte puede realizarse ahorade forma aproximativa del modoindicado a continuación (véansefiguras 3 y 4).

Primero se calcula V· tot con arreglo ala fórmula anterior o partiendo delos diagramas (parte inferior de lasfiguras 3 y 4), según la cantidad quese desee transportar (que suele serequivalente al rendimiento del pre-expandidor), la densidad aparentedel material y la proporción volumé-trica ν supuesta con arreglo a latabla.

En las partes superiores de las figu-ras 3 y 4 figuran las curvas caracte-rísticas del sistema de transportepara una tubería modelo compuestade seis codos (90°) con un radio R = 2 d y tramos rectilíneos de 20,40 y 60 m y distintos diámetros. Sila tubería utilizada en la realidad esmuy diferente de la del modelo,habrá que calcular las pérdidas depresión con ayuda de las fórmulasarriba reproducidas. Sin embargo,en la mayoría de los casos bastarácon tomar los datos del ventilador (V· tot V· L y ptot L) siguiendo las fle-chas de los diagramas, dando pre-ferencia a las zonas sombreadas(velocidades recomendadas).

En la figura 5 se ha sustituido laanterior relación de V· tot en la ecua-ción de caudal V· tot = w ·π d2/4,representándola gráficamente. Deeste modo se puede calcular lavelocidad de transporte correspon-diente (véanse flechas).

Puesto que para una tubería dadaserá ∆p ζ, también la presiónnecesaria del ventilador variará pro-porcionalmente a ζ si en vez de airese transporta otro gas a través de latubería. Aproximadamente se puedeintroducir, incluso para pequeñascargas de la corriente de gas, unadensidad tot ficticia de ésta, expre-sando la presión total necesaria ptotfrente a la de un transporte pura-mente de aire ptot L en los términossiguientes:

tot = tot L ·tot

L

De

tot V· tot = L · V· L · G · V· G

(Indice L = aire, G = material)

se deriva la proporción de densida-des

tot = V· L · 1 + G · V· G =L V· tot L · V· L

V· L · (1 + )V· tot

Sustituyendo la proporción volu-métrica de sólidos sobre el volumentotal (= concentración), ν = V· G/V· tot,obtendremostot = 1 + ν G – 1 =

tot

L L tot L

461/3

30

25

20

15

10

5

0

750

500

250

0

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

l/s

10 20 30 40 50 80 90

WL =

10

m/s

15

20 m

x ø

150

15

10 10 m3/min

18 16 14 12 10

mG

kg/h

·

1510 V ≈ V totL

· ·

∆pmbar

0

60 m

x ø

150

40 m

x ø

150

60 m

x ø

200

40 m

x ø

200

60 m

x ø

250

20 m

x ø

200

40 m x

ø 250

20 m x

ø 250

60 m x

ø 300

40 m x ø 300

20 m x ø 300

60 70

WL

= 1

5 m

/s

Concentración

ν = 100 = 0,75% VG

Vtot

·

·

· ·Vtot =0,6ν

mG

sch

·

Densid

ad ap

arente

sch =

20 kg/m

3

Figura 3 Sistema de transporte neumático con alimentación del materialmediante inyector (diagrama de dimensionado).

461/4

Sustituyendo la densidad aparentesch se obtiene, con el valor empíricoG sch/0,6 yL 1,25 kg/m3

la siguiente ecuación:

tot = 1 + ν (4/3sch – 1)tot Lsiendo sch [kg/m3]

En la figura 6 se reproducen gráfica-mente estas relaciones, junto conun ejemplo (flechas), para determi-nar el factor por el que la presión detransporte del ventilador debe sermás alta para el transporte neumá-tico de Styropor preexpandido quepara el mero transporte de aire.

En la curva característica del venti-lador a elegir debe aparecer, bajocaudal nominal, como mínimo lapresión total necesaria que se hacalculado. Es desaconsejablesobredimensionar excesivamente elaparato, pues según el desarrollode la curva característica puedenaparecer eventualmente unas velo-cidades de circulación demasiadoaltas, que pueden dar lugar a unaumento de la densidad aparente acausa de la compresión del mate-rial.

Conviene insistir en que hay quedistinguir entre la carga µ y la con-centración ν. La figura 7 refleja estarelación.

6 Experiencias prácticas

Incluso unas aglomeraciones míni-mas de material pueden perturbarlos sistemas de alimentación porinyector. Por esta razón convieneinstalar un tamiz entre el preexpan-didor y el punto de alimentación(inyector), eventualmente combi-nado con un dispositivo triturador.Después de la entrada convieneque la tubería presente un tramorecto y horizontal de 4 m de longi-tud como mínimo, para la acelera-ción del material. Los tubos flexibleso arrollados provocan mayores pér-didas de presión. La presencia devarios codos en rápida sucesiónreduce la velocidad de transporte yagrava el peligro de obturaciones.

La alimentación de material me-diante aspiración y transporte a través del ventilador es la solucióntécnicamente más sencilla y no espropensa a averiarse. Ni siquiera lasgrandes aglomeraciones de materialperturban el transporte. Sin em-bargo, puesto que tales aglome-raciones pueden producir dificulta-des en el proceso de fabricación depiezas moldeadas, en este casotambién es aconsejable proceder auna criba. Una desventaja del trans-porte del material a través del venti-lador consiste en el aumento de la

0 100 200 300 400 500 600 700l/s

∆pmbar

WL 1520

5

10

VL ≈ Vtot· ·

m3/min

28 26 24 22 20

WL

80

70

50

40

30

20

10

0

60

1500

1000

500

0

2500

2000

WL

205

10

5

mG kg/h

·

5

4,03,52,52,01,5 3,0

60 m

x ø

100

40 m

x ø

100

20 m

x ø

100

60 m

x ø

150

40 m

x ø

150

20 m x

ø 150

= 1

5 m

/s

= 2

0 m

/s

20 m x ø 20040 m x ø 20060 m

x ø 200

= 1

0 m

/s

Densidad aparente sch

= 30 kg/m

3

· ·Vtot =0,6ν

mG

sch

·

VVtot

··

G

Concentración

ν = 100 · = 3 %

VL l/s

·

15 10 5

WL m/s

125

150

175

250

0,5

1

4

6

810 %

12141618202224

2628304000

3000

2000

1000

Tubería de 300 mm

de díametro

200

mG

kg/h

·

8050

100 200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

(Inye

ctor

) 0,7

5 %

Conce

ntra

ción ν

= 1

00 V G

/V tot

= 2

%

··

(Aspiración del ve

ntilador) 3

%

(Esclusa de rueda celular)

Densidad aparente sch = 10 kg/m3

Figura 4 Sistema de transporte neumático con alimentación del materialmediante aspiración a través de ventilador (diagrama de dimensionado).

Figura 5 Determinación de la velocidad de transporte.

densidad aparente que equivale,por ejemplo, para un valor inicial de20 kg/m3, a aproximadamente 2 a 3 kg/m3. Esta compactación sedebe al choque de las partículaspreexpandidas contra la turbina delventilador. Durante el reposo poste-rior, las caras aplanadas de las per-las vuelven a redondearse, más omenos hasta la mitad. En la prácticase compensa esta compactaciónpermanente preexpandiendo a unadensidad aparente un poco másbaja. En los materiales de mayordensidad aparente, por ejemplo demás de 30 kg/m3, esta compresiónindeseable es insignificante. Puestoque las tuberías de aspiración sonmenos propensas a obturarse quelas tuberías de presión, lo mejor esinstalar el ventilador lo más cercaposible del extremo final de la tube-ría de transporte. A pesar de elloconviene que el sistema de trans-porte se ponga en marcha siemprecuando está vacío, a fin de prevenirtoda obturación. Para ajustar lacarga se aconseja prever unasegunda abertura variable de aspi-ración de aire, susceptible de fijarseen una posición repetible.

La alimentación mediante inyector yla aspiración del material a travésdel ventilador no sirven para la eva-cuación de grandes cantidades deStyropor recién preexpandido debaja densidad aparente, por ejem-plo después de la segunda preex-pansión. La única posibilidad detransportar este material sin quesufra ningún deterioro consiste eneste caso en la esclusa de ruedacelular. Este dispositivo de alimenta-ción alcanza su máxima capacidadcon un número de revolucionesintermedio. Así, por ejemplo (figura 8), una esclusa de ruedacelular diseñada por BASF, detamaño medio y con un número derevoluciones que oscila entre 30 y40 rpm, alcanza un caudal deaprox. 150 m3/h, lo que en funciónde la densidad equivale de 2000 a3000 kg/h (sch = 13 ó 20 kg/m3,respectivamente). Tampoco en estesistema es absolutamente necesariocribar el material, pero sí se acon-seja hacerlo para evitar posterioresdificultades en el proceso de trans-formación.

461/5

2

3

4

5

6

1

00 10 20 30 40 50

0,07

0,02


kg/m3

ptot

ptot L= 1 + ν ( sch –1)4

3

(Esc

lusa d

e rue

da ce

lular

) 0,1

0

Concentración ν = V G

/V tot = 0,05

··

(Aspiración por ventilador) 0,03

(Inyector) 0,0075

2

3

4

5

6

1

00 10 20 30 40 50

0,04

0,03

0,02

0,01

0,0075

0,005


kg/m3

Carga

µ = mG

mL

·

·

µ =ν

1 – ν·

43sch

ν =µ

43sch + µ

0,10

Concen

tració

n n = V G

/V sch = 0,07

··

Figura 6 Presión necesaria del ventilador para el transporte neumático deStyropor en comparación con el transporte de aire puro.

Figura 7 Relación entre la carga µ y la concentración ν.

461/6

Observación


0

50

100

150

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

marcas de la escala

10 20 30 40 50 60

1319

25

30

VGschh

m3/h

·

mG

kg/h

·

Densidad aparente sch = 40 kg/m 3

Número de revoluciones rpm–1

Figura 8 Curva característica del sistema del transporte con alimentaciónmediante esclusa de rueda celular (propuesta BASF, modelo Rauscher).

Símbolos utilizados

d [m] = Diámetro de una tubería

R [m] = Radio de curvatura de una tubería

l [m] = Longitud de un tramo rectilíneo de una tubería

= Coeficiente de pérdida de presión en tramos rectilíneos de tuberías

WL [m/s] = Velocidad de la corriente de aire

GG [kg] = Masa del Styropor (masa de producto)

·VG [m3/min] = Caudal de Styropor (caudal de producto)

·Vtot [m3/min] = Caudal total (aire + Styropor)

·VL [m3/min] = Caudal de aire

[%] = Grado de carga

stopf [%] = Grado de carga hasta obturación

µ = Carga = 1

G [kg/m3] = Densidad aparente del Styropor (densidad aparente de producto)

tot [kg/m3] = Densidad total (Gas + Styropor), también densidad ficticia

L [kg/m3] = Densidad del aire

= Coeficiente de pérdida de presión en codos, bifurcaciones y accesorios de tuberías

·mG [kg/h] = Caudal másico de Styropor (caudal másico de producto)

·mL [kg/h] = Caudal másico de aire

p [mbar] = Presión

ptotL [mbar] = Presión total del aire

ptot [mbar] = Presión total (aire + Styropor)

∆p [mbar] = Diferencia de presión

n [min-1] = Número de revoluciones

= 3,14

s = Curva de estrangulamiento


461/7

Styropor, el poliestireno expandible(EPS) de BASF, está compuesto depoliestireno, es decir, de una mez-cla de polímeros de estireno, y unagente de expansión de bajo puntode ebullición. Debido a estos mate-riales de partida, Styropor es com-bustible incluso después de laexpansión de la materia prima.

Estas partículas expandidas seutilizan, por ejemplo, como agentesde porosidad en materiales para laconstrucción (en forma de aditivoligero para revoques, mortero yhormigón, de aislamiento térmicogranulado en paredes con cámaraintermedia), y como material derelleno para asientos (pufs), cojinesy juguetes. Mediante la transforma-ción ulterior de estas partículassueltas, para formar bloques y pie-zas moldeadas de espuma rígida,en cuyo proceso las partículas que-dan soldadas unas a otras, se ob-tienen otras posibles aplicaciones.Sin embargo, esta InformaciónTécnica no trata de esta aplicación.Bajo el efecto de algún foco deignición, como por ejemplo llamasabiertas, chispas de soldadura,amolado o perforación, chispaseléctricas y descargas electrostáti-cas, las partículas de Styroporrecién expandidas pueden infla-marse con relativa rapidez, debidoa que contienen cantidades impor-tantes de agente de expansión.Primero suelen inflamarse los vapo-res de pentano, que hacen que lasllamas se propaguen sobre lasuperficie del material, hasta quefinalmente arde la totalidad de éste.

Las partículas de las marcas Styropor F (con un aditivo ignífugoespecial) almacenadas durantetiempo suficiente sólo se inflaman,a diferencia de las de Styropor P,después de una prolongada expo-sición a una llama, y se extinguenpor sí solas una vez retirado el focode ignición.

El riesgo de incendio en la manipu-lación de partículas expandidas deStyropor depende por tanto engran medida de la marca de mate-ria prima que se desea transformar,y en el peor de los casos es com-parable al riesgo que representanlos materiales celulósicos, como elpapel y la madera (papelerías, loca-les de embalaje, talleres deacolchado, carpinterías).

Merece especial atención el alma-cenamiento de las partículasexpandidas durante las primeras semanas después de la expansión.Durante este período, el materialaún contiene importantes cantida-des del agente de expansión volá-til, que junto con el aire puede for-mar, a determinadas concentracio-nes, mezclas explosivas. Por estarazón es absolutamente imprescin-dible mantener alejados todos losfocos de ignición peligrosos. Enparticular cabe recordar la estrictaprohibición de fumar. Los localesen que se almacenan partículasexpandidas de Styropor deberánventilarse bien para evitar la forma-ción de estas mezclas explosivas.Los vapores de pentano son máspesados que el aire, por lo que espreciso que la boca de ventilaciónse encuentre especialmente en laproximidad del suelo. Se aconsejaproceder a una comprobaciónregular de la composición del aireambiente, cosa que puede reali-zarse con ayuda de instrumentosdetectores de gas (por ejemplo, delas empresas Auergesellschaft GmbH, Thiemannstr. 1, D-12055 Berlin; Drägerwerk AG, Moislinger Allee 53 – 55, D-23558 Lübeck o Gesellschaft fürGerätebau, Hannöversche Str. 72,D-44143 Dortmund).


49187 Marzo 2001

Styropor490

4 Transformación


Medidas de seguridad recomendadas para la mani-pulación de las partículas expandidas



En los locales de almacenamiento ytransformación se instalaránademás los equipos de extinciónadecuados (por ejemplo, extintoresde polvo PG 12 o de hidrocarburohalogenado).

En los lugares de difícil accesoconviene instalar dispositivos deextinción automáticos.

Está prohibido transportar las partí-culas expandidas en vehículos ce-rrados o no ventilados. Con res-pecto al almacenamiento y trans-porte de la materia primarecomendamos proceder conarreglo a nuestras “Directrices parael transporte”.

Observación



490/2

Normalmente la transformación deStyropor se hace en tres etapas:

– preexpansión– reposo intermedio– expansión

En esta información se describe lapreexpansión.

Indice

1. Procesos físicos2. Métodos de preexpansión, cons-

trucciones3. Ajustar, controlar y regular la

densidad aparente 4. Instalaciones de preexpansión5. Instalaciones de vapor6. Secado de Styropor preexpan-

dido7. Transporte

El Styropor se compone de poliesti-reno, un plástico termoplástico, y deun hidrocarburo de bajo punto deebullición como agente de expan-sión. Al calentar el poliestireno estese ablanda y, al mismo tiempo,aumenta la presión de vapor delagente de expansión. De estamanera, las partículas se dilatanhasta un volumen 50 veces mayorque su tamaño original.

1 Procesos físicos

Portador de energía

El vapor de agua como portador deenergía se caracteriza por dos pro-piedades especiales:

1. Durante la condensación se des-prende una gran cantidad deenergía calorífica.

2. Se difunde más rápidamentehacia el interior de las células delo que puede difundirse elagente de expansión haciaafuera. El ventajoso comporta-miento de expansión del Styro-por en la preexpansión convapor de agua hace que estemedio sea un portador de ener-gía ideal.

2. Otros medios portadores deenergía, como por ej. airecaliente, agua caliente, alta fre-cuencia, microondas, son menosrentables y casi no se utilizan.

Densidad aparente

El grado de expansión se mide pormedio de la densidad aparente delas partículas expandidas. Se indicaen kg/m3 y corresponde aproxima-


34733 Marzo 2001

Styropor540

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Preexpansión de Styropor

10

15

20

25

30

706555 605045403530252015100 5

Tiempo de expansión [s]

Den

sida

d ap

aren

te [k

g/m

3 ]

zona de contracción

Fig. 1 La densidad aparente en función del tiempo de expansión.


damente a la densidad de laespuma rígida que se va a producir,pues el molde se llena completa-mente para el sinterizado de laspartículas. Por lo general, las dife-rentes marcas de Styropor alcanzanen la preexpansión densidades apa-rentes mínimas distintas. Según lamarca de Styropor y las condicionesde preexpansión (aparato preexpan-sor, condiciones de vapor), tambiénvarían los tiempos de preexpansiónnecesarios para conseguir la densi-dad aparente mínima.

2 Métodos de preexpansión,construcciones de aparatos depreexpansión

Generalidades

La preexpansión se puede llevar acabo en aparatos– continuos y– discontinuos.

Los depósitos cilíndricos de preex-pansión por lo general se colocande manera vertical. (fig. 2, 3)

Pero también existe una que otraconstrucción, en la cual están demanera horizontal ó inclinados.

Preexpansión continua

Los aparatos de preexpansión quetrabajan de manera continua tienenun caudal de material considerable.

En este caso el depósito de preex-pansión es abastecido continua-mente y bajo agitación con materiaprima y vapor. Es necesario utilizarvapor saturado con una presiónbaja (pe ~ 0,1– 0,3 bar). En la partesuperior del depósito el Styroporpreexpandido sale por un orificio. Yaque por lo general la altura derebose de los aparatos de preex-pansión es constante, el tiempo depermanencia de las perlas en eldepósito está determinado única-mente por la dosificación de mate-rial. (Véase fig. 3.)

Preexpansión discontinua

En un aparato de preexpansión dis-continuo se carga una cantidaddeterminada de materia prima y sevaporiza bajo agitación. El procesode expansión es interrumpido unavez que la espuma rígida alcanzauna altura de ajuste, que se puedevariar a través de la señal de unabarrera de luz, o después de untiempo dado.

Después de un breve tiempo deespera, se sacan las partículas pre-expandidas del recipiente. En lafig. 1 se observa un ejemplo típicopara la dependencia de la densidadaparente y del tiempo de preexpan-sión.

En este método de trabajo sepuede expandir también con vaportenso y, por lo tanto, a temperaturassuperiores a 100 °C, con lo cual seeleva la velocidad de expansión (verfig. 2, construcción de un aparatode preexpansión discontinuo).

3 Ajustar, controlar y regular ladensidad aparente

Generalidades

La densidad aparente determina laspropiedades de la espuma rígida.Es por este motivo que la elecciónde la densidad aparente correcta ysu observación constante durante lapreexpansión son importantes.

Preexpansión continua

La cantidad óptima de vapor enfunción del tamaño del depósitogeneralmente se ajusta una sola veza través de la presión del vaporantes del aparato de preexpansión.

El ajuste de precisión de la densi-dad aparente [g/l] se hace a travésde la frecuencia de giro de la roscatransportadora de materia prima.Los equipos de regulación de ladensidad aparente también lo hacende esta misma manera.

El margen óptimo de la densidadaparente para aparatos de preexpan-sión continua es de 14 – 30 kg/m3.

540/2

h

c

ef a g

d

b

lk

a = suelo perforadob = eje del agitadorc = palas del agitadord = barrase = vapor

f = salida del agua condensadag = salida del materialh = mirillak = aireación rápidal = aireación permanente

e

c

g

a

b

f d

a = eje del agitadorb = palas del agitadorc = barrasd = tornillo de transporte

e = vaporf = rasquetag = salida del material

Fig. 2 Aparato de preexpansión de trabajo discontinuo. Fig. 3 Aparato de preexpansión de trabajo continuo.

Preexpansión discontinua

La presión de vaporización auto-clave máxima es de

– 1,0 bar para aparatos nuevos

– 0,5 bar para aparatos másantiguos

– 2 – 5 bar para modelos especia-les

Generalmente se utiliza presionesentre 0,1– 0,5 bar para las marcasde Styropor usuales, dependiendode la marca y de la densidad apa-rente deseada.

El ajuste de la densidad aparente enla práctica se hace a través de unade las siguientes variables, optativa-mente

– tiempo, con pesada constante demateria prima

– altura del nivel de relleno (barrerade luz), con pesada constante demateria prima

– pesada de materia prima (conaltura del nivel de relleno cons-tante).

Instalaciones de regulación de ladensidad aparente trabajan con lasdos últimas posibilidades.

Aparatos de preexpansión disconti-nua se pueden utilizar óptimamenteen el mayor margen posible de den-sidad aparente de 10 – 250 kg/m3.

Densidades aparentes altas

Para obtener un margen de toleran-cia pequeño de la densidad apa-rente es necesario reducir el efectodel portador de energía vapor deagua. Esto se logra añadiendo aireal vapor de agua.

La mezcla de vapor y aire causa:

– un aumento de la resistencia detransmisión de calor a las partícu-las,

– un descenso de las temperaturasde expansión,

– y debido a esto una curva deexpansión más plana que permiteuna interrupción selectiva del pro-ceso de expansión.

La velocidad de expansión sereduce conscientemente, obtenién-dose una homogeinización deltiempo de permanencia de las partí-culas individuales en la zona deexpansión. El resultado es un mate-rial preexpandido homogéneo.

En la práctica han dado buenosresultados dos métodos:

– Un inyector de chorro de aire-vapor en el tubo de alimentaciónde vapor del aparato de preex-

pansión sólo es apropiado paraaparatos de preexpansión conti-nuos y permite la producción dedensidades aparentes desde elvalor mínimo hasta aproximada-mente 30 kg/m3.

– La alimentación termoregulada deaire comprimido a la tubería devapor se puede emplear tanto enaparatos de preexpansión conti-nuos como en los discontinuos(sin presión, es decir con válvulasde escape de aire abiertas).

Con aparatos de preexpansión dis-continuos se puede obtener densi-dades aparentes tan altas como sedeseen. En el caso de aparatos depreexpansión continuos el límite esde 60 kg/m3.

Densidades aparentes bajas (expansión posterior)

Densidades aparentes bajas 14 kg/m3 se obtienen, por ejem-plo, mediante una expansión repe-tida del Styropor ya preexpandidoen instalaciones de expansión conti-nua.

En el primer proceso se buscaobtener una densidad aparente quetenga un factor de aproximada-mente 1,5 superior al de la densi-dad aparente final deseada.

Después de un reposo intermediode 4 –10 horas, se puede expandirpor segunda vez. Para el transportede Styropor preexpandido a losrecipientes de expansión han dadobuenos resultados tornillos detransporte de regulación continuapara cantidades de transporte de60 hasta 100 m3 por hora (diámetrode aproximadamente 200 – 300 mmgeneralmente).Véase también la fig. 4.

Medición y control de la densidad aparente

Para ajustar exactamente las condi-ciones de funcionamiento y paracontrolar la constancia del productoes preciso medir la densidad apa-rente. En la práctica se pueden utili-zar métodos manuales ó automáti-cos.

En los métodos manuales se llenaun recipiente cilíndrico (D : H = apro-ximadamente 1 : 2) con una canti-dad (V) de 5 a 10 litros de Styroporpreexpandido y se determina elpeso (m) y la densidad aparente(m/V). Hay que tener cuidado deque las muestras se tomen siempredel mismo sitio, preferentemente alfinal del secador de lecho fluidizadoexistente, y que el recipiente sellene siempre bajo las mismas con-diciones (sacudiendo y enrasando).

En el procedimiento automáticoeste tipo de medición tiene lugarautomáticamente en períodos pro-gramados. Estas instalaciones secombinan generalmente con dispo-sitivos de control que, en caso dedivergencias de la densidad apa-rente, varían el caudal de material(en el caso de aparatos de preex-pansión “Konti”) ó la altura de lacarga de materia prima (en el casode aparatos de preexpansión dis-continuos), para mantener la densi-dad aparente exigida constante-mente.

540/3

AAAAAAAAAAAAAAA

AA

AAAAAAAA

AAAAAAAA

1a Expansión

Secado y estabilizacióndel Styropor preexpandido

InyectorTransportador

Secado y estabilizacióndel Styropor preexpandido

InyectorTransportador

a la trans-formación

Silo

almacena-mientointermedio4–10 horas

Silo

paraalmacena-mientointermedio

2a Expansión

Esclusa derueda celular

Esclusa derueda celular

Fig. 4 Esquema de una instalación para doble preexpansión.

4 Instalaciones de preexpansión(fig. 5)

Una instalación de preexpansiónmoderna está compuesta por lossiguientes componentes:

– Mando programable con diálogocon pantalla y display de funcio-nes

– Estación de carga con equipo detransporte de materia prima

– Aparato de preexpansión

– Secador de lecho fluidizado conequipo de tamizado y fragmenta-ción (especialmente para instala-ciones de piezas moldeadas)

– Mediciones automáticas de ladensidad aparente, dado el casotambién regulación de la densi-dad aparente

– Estación de carga para el trans-porte neumático del Styropor pre-expandido

– Registro de datos con interfaz alregistro de datos de la empresa

Medidas de seguridad

Carga electrostática

Para evitar descargas electrostáti-cas, todas las partes metálicas de lainstalación y los aparatos tienen queestar conectados a tierra y unidosentre sí de forma conductora. (Vertambién más informaciones en elfolleto “Seguridad contra incendiosen la transformación”, así como elcapítulo “Transporte de materiaprima”.)

Vapor

Una instalación montada correcta-mente, según las disposicioneslegales correspondientes, tiene quetener un seguro para que, en casode paro del dispositivo de agitacióno con el aparato abierto, se inte-rrumpan automáticamente laentrada de vapor y la corriente eléc-trica. En caso de interrupcionesdurante el funcionamiento (por ej.corte de corriente, aglomeracionesdel producto) han dado buenosresultados interruptores de emer-gencia automáticos.

En caso de corte de corriente osobrecarga del dispositivo de agita-ción, se cierran la válvula de vapor yla corredera de admisión de materiaprima y se insufla aire a presión, porla tubería de vapor, en el recipientede preexpansión. De esta manerase baja la temperatura en el expan-sor y se evita que se obture el reci-piente.

5 Instalación de vapor

(Véase IT 340 “Vapor de agua comoportador de energía para la transfor-mación en espuma rígida”.)

Nosotros recomendamos:

En el ingreso al aparato de preex-pansión debe disponerse de tempe-raturas de vapor saturado. Para evi-tar con seguridad un calentamientoexcesivo, la última fase de reduc-ción de la presión de vapor tieneque estar instalada a una distanciasuficiente de la entrada en el apa-rato de preexpansión.

Las tuberías deben estar dimensio-nadas de tal manera que la veloci-dad de la corriente sea inferior a50 m/s o mejor aún, a 25 m/s. Elcondensado debe separarse antesdel ingreso al preexpansor mediantemedidas adecuadas (por ej. con unseparador de agua de ciclón).

En los aparatos continuos es espe-cialmente importante para la trans-formación constante la alimentaciónuniforme de vapor.

Fuentes de fallos que pueden origi-nar presiones de vapor irregulares:

– válvulas de reducción sobredi-mensionadas,

– tomas intermitentes de vapor porotros consumidores.

Consumo de vapor

Teóricamente se necesitan unos134 kJ de energía térmica para lapreexpansión de 1 kg de Styropor.Esta cantidad de calor es suminis-trada por 0,06 kg de vapor satu-rado, que libera el calor al conden-sarse.

El consumo real de vapor se veinfluenciado de manera decisiva poruna serie de factores adicionales,como

– tipo de aislamiento del aparato depreexpansión (pérdidas por con-densación)

– valor numérico de la densidadaparente deseada

– propiedades de preexpansión delStyropor utilizado

– calidad del vapor

– altura del lugar de instalación(sólo en el caso de aparatos depreexpansión continuos)

haciendo imposible indicar valoresdetallados.

El consumo real, dependiendo delos factores circundantes, es de0,15 0,4 kg de vapor por kg dematerial. Para la expansión posteriorel consumo de vapor es menor. Esde aproximadamente 0,1 kg devapor por kg de Styropor expan-dido.

6 Secado del Styropor preexpandido

En el material descargado todavíahay agua adherida a la superficieque tiene que eliminarse convenien-temente antes de transportarlo a lossilos. Para el secado y para la esta-bilización de las partículas sensiblesa la compresión ha dado buenosresultados el secado con lechosfluidizados (véase IT 560 “Secadodel Styropor preexpandido”). En la

540/4

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAA

StyroporBASF

1

2

3

45

13

6

78

9

1011

12

Fig. 5 Transporte de materia prima, secado, tamizado y transporte deStyropor preexpandido.

1. Materia prima PC2. Dispositivo de ali-

mentación3. Tornillo de trans-

porte4. Espacio de preex-

pansión5. Aparato de preex-

pansión

16. Salida de vapor deescape

17. Secado en ellecho fluidizado

18. Criba de barra19. Borde celda10. Rebose variable

11. Tubería de trans-porte para Styropor preex-pandido

12. Orificio para tomade pruebas

13. Silo de materiaprima – interruptordel nivel

preexpansión continua el empleo delechos fluidizados antes del trans-porte sirve además como tampón yproporciona una regularidad de lacorriente de producto a la salida.

El calentamiento del aire del lechofluidizado puede favorecer la cargaelectrostática de las perlas preex-pandidas debido a un secado exce-sivo del material. Por tanto, estamedida sólo es conveniente en elcaso de condiciones especiales deproducción (por ej. en el caso de unlecho fluidizado demasiadopequeño).

7 Transporte

Transporte de la materia prima

Para el transporte del materialdesde el silo hasta el aparato depreexpansión, han dado buenosresultados tornillos de transporterígidos y transportadores de cangi-lones. Tienen una elevada capaci-dad de transporte que también essuficiente para los grandes preex-pansores modernos, y garantizanun transporte cuidadoso de lamateria prima.

En cambio, las instalaciones detransporte por aspiración sólo sepueden emplear para el transportede materia prima para preexpanso-res con pequeño rendimiento depaso, debido a su limitada capaci-dad de transporte.

Otros inconvenientes de estemétodo de transporte son el durotratamiento que se les da a las par-tículas por las elevadas velocidadesde transporte, la pérdida de agentede expansión por presión negativa,posible carga electrostática de lamateria prima y abrasión del recu-brimiento (véase IT 460: “Transportede la materia prima”).

Transporte de Styropor preexpandido

Las partículas recién preexpandidasson sensibles a la compresión y tie-nen que transportarse neumática-mente de forma cuidadosa. Eltransporte por medio de unaesclusa de rueda celular ofrece untratamiento cuidadoso y también unmayor rendimiento. En cambio, losinyectores accionados por aire deun ventilador alcanzan rendimientosde paso máximo notablemente másbajos debido a un grado de cargamenor. Si se transporta por mediode un ventilador, hay que contarcon un aumento considerable de lasdensidades aparentes.

En las tuberías de transporte debenemplearse codos suficientementedimensionados (véase IT 461:“Transporte del Styropor preexpan-dido”) y la velocidad de transportedebe ser de 10 –15 m/s, lo cual sepuede conseguir mediante instala-ciones adecuadas. Los conductosmetálicos tienen que estar unidosen todas sus partes de forma con-ductora de la electricidad y conec-tados a tierra. Las mirillas debenestar provistas de un puente con-ductor.

El Styropor preexpandido almace-nado generalmente se puede trans-portar por medio de ventiladores sindañarlo.

Observación



540/5

Determinadas marcas de perlasfinas de nuestro surtido de pro-ductos se utilizan en forma de partí-culas expandidas como aditivo enla producción de ladrillos porosos,de hormigón de Styropor y revo-ques aislantes y ligeros. Para limitarel coste proporcional del aditivo seintenta que éste tenga una bajadensidad aparente. El límite inferiorde la densidad aparente dependede la expandibilidad de la materiaprima y de las condiciones detransformación. Para aplicacionesen forma de aditivos ligeros se uti-liza con buen resultado una densi-dad aparente mínima de 12 kg/m3.

Ocurre que si la densidad aparentees inferior a un determinado límitemínimo, las paredes celulares delas partículas expandidas son tandelgadas que una vez enfriadas, ydespués de condensarse el vaporde agua que contienen, apenaspueden resistir la presión atmos-férica exterior. Debido a ello, lasperlas se contraen al evacuarlasdel preexpandidor, y sólo se recu-peran parcialmente después de unperíodo de reposo intermedio(véase al respecto IT 570: “Reposointermedio del Styropor preexpan-dido” y IT 540: “Preexpansión delStyropor”).

Aparatos de preexpansión

La densidad aparente deseada de12 –13 kg/m3 se obtiene ejecutan-do una doble expansión en preex-pandidores continuos. Sin embar-go, es más recomendable realizarla transformación mediante unaúnica expansión con los preexpan-didores discontinuos disponiblesen el mercado con una presión detrabajo pe situada entre 0,2 y 0,5

bar (véase al respecto IT 540: “Preexpansión del Styropor”). Enestos aparatos, después de laexpansión penetra aire en lacámara, al evacuar el material.Mediante una purga de aire selec-tiva y continua se asegura que elaire, que se encuentra al comienzode la expansión dentro del aparato,se vea desplazado lo más rápida-mente posible por el vapor que seinyecta en la cámara, con objeto de alcanzar temperaturas de vaporsaturado. La velocidad de expan-sión depende de la magnitud de lapresión de vapor. La densidad apa-rente mínima se logra, por ejemplo,en la prueba descrita en la figura, alcabo de 40 segundos. Sin embar-go, este tiempo también varía deun preexpandidor a otro.

Determinación de la densidadaparente

Para ello se utilizan preferente-mente vasos graduados de 5 ó 10litros de capacidad, pues en reci-pientes de este tamaño el error demedición es insignificante. Estosvasos deberán llenarse de formaexactamente repetible. Para deter-minar la densidad aparente puedeutilizarse cualquier balanza mecá-nica y electrónica que tenga unaprecisión mínima de 0,1 g y unaescala de 0 a 5000 gramos.

Al controlar la densidad aparentedirectamente después de la expan-sión conviene tener en cuenta unposible contenido mayor de hume-dad y la contracción del material. Alcomprobar la densidad aparentedespués del reposo intermedio,para evitar todo error de mediciónes preciso que el material estécompletamente seco.



49646 Marzo 2001

Styropor545

4 Transformación

Expansión del Styropor de perlas finas para obteneruna baja densidad aparente



Normas de seguridad

Téngase en cuenta que durante elalmacenamiento y la transforma-ción de Styropor y de las partículasexpandidas fabricadas con estematerial pueden formarse, debido ala difusión de agente de expansión(pentano), mezclas inflamables deagente de expansión y aire, por loque es preciso mantener alejadostodos los posibles focos de igni-ción (llamas abiertas, chispas desoldadura, chispas eléctricas, pre-vención de cargas electrostáticas).La prohibición de fumar debe cum-plirse estrictamente.

Asimismo deben respetarse losvalores MAK (concentraciónmáxima en el puesto de trabajo) delestireno y del pentano (véase fichade datos de seguridad).

Véase al respecto también IT 290“Control del contenido de agentede expansión en el aire ambiente”.En el folleto “Seguridad contraincendios en la transformación” sedetallan las normas de seguridad aadoptar en el proceso de transfor-mación. Asimismo se aplicarán las“Directrices de prevención de peli-gros de ignición por carga electros-tática” (BG Chemie, edición:4.1980).

Conviene transformar rápidamenteel contenido de los envases unavez abiertos. Mientras tanto, dichosenvases se mantendrán bien cerra-dos.

Está prohibido transportar Styropory las partículas expandidas fabrica-das con este material en medios detransporte cerrados y no ventila-dos.

Observación


50 20 60 100

Tiempo de expansion (s)

8040

10

15

25

30

Den

sida

d ap

aren

te (k

g/m

3 )

20

pe = 0,3 barpe = 0,4 bar

BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen, Alemania

Preexpansión del Styropor F 502.

545/2

1 Estructura y funcionamientode los lechos fluidizados

Los lechos fluidizados son instala-ciones en las que se hace pasarmaterial recién expandido conflu-yendo con una corriente de aire ensentido ascendente. A una deter-minada velocidad (el llamado puntode turbulencia) el material se des-grana y se arremolina. Si A es lasuperficie de base y p la caída depresión del fluido al atravesar elmaterial granulado, en el punto deturbulencia se establece un equili-brio de fuerzas entre A · p, por unlado, y el peso del material granula-do más el del fluido, por otro. Lasfuerzas de fricción contra las pa-redes pueden dejarse de lado enesta consideración de tipo general.Si aumenta el caudal del fluido,también se incrementará el gradode soltura del material granulado, yla pérdida de presión conserva suvalor inicial pese al incremento dela velocidad de llegada del fluido.Si por casualidad se separa ungrano del lecho fluidizado y esarrastrado hacia arriba, quedaráexpuesto únicamente a la presióndinámica, que fuera del lecho flui-dizado es notablemente más baja,de manera que dicho grano vuelvea caer en el lecho. Por consiguien-te, la interfase en el lado superiordel lecho fluidizado suele ser bas-tante nítida, como si se tratara dela superficie libre de un líquido. Elmaterial granulado también se des-plaza a lo largo del canal o dellecho como si fuera un líquido, y seevacúa por el punto más bajo de lapared, es decir, por el rebosadero.

Los lechos fluidizados se utilizan amenudo en los procesos de inter-cambio de calor y de materias, yaque ofrecen numerosas ventajas.Gracias al intenso efecto de mez-cla, el material recibe un tratamien-to muy homogéneo. El lecho seautorregula en gran medida a tra-vés del ya citado equilibrio que seestablece entre la fuerza de grave-dad y la fuerza ascensional, resul-

tante de la presión de impacto.Además, el coste del equipo pro-piamente dicho y los costes deexplotación y mantenimiento sonrelativamente bajos.

2 Ventajas de los lechosfluidizados

Las partículas preexpandidas seextraen del preexpandidor con dife-rentes grados de humedad. Peropara poder utilizarlas en el procesode transformación ulterior, es preci-so secarlas.

Las perlas secadas en el lechofluidizado quedan bien sueltas,pueden transportarse neumática-mente sin problemas y permiten uncontrol fiable de la densidad apa-rente. El lecho fluidizado favorecela absorción de aire por las perlas eincrementa su resistencia a losdaños derivados del transporte.

3 El empleo de lechosfluidizados para secar elStyropor preexpandido

Descripción del equipo

La figura 1 muestra un lecho flui-dizado utilizado para secar elStyropor preexpandido. Un ventila-dor radial provisto de un dispositivode cierre en el lado de aspiraciónempuja aire ambiente, a través deun difusor, al interior de un canalque tiene forma cónica. El ladosuperior de este canal (fondo dellecho fluidizado) consiste en untejido filtrante cuyo ancho de mallaes de aprox. 400 m. Este tejidoestá sujeto a un bastidor múltiple,para evitar que se abombe excesi-vamente hacia un lado u otro. En lazona de entrada del material, en laparte delantera del canal, está ins-talada una resbaladera (rampa),con una inclinación de 45°, sobrela que cae directamente el materialque sale del preexpandidor, des-plazándose con suavidad a la partesubsiguiente del lecho fluidizado.


49490 Marzo 2001

Styropor560

4 Transformación


Secado del Styropor preexpandido (lecho fluidizado)



560/2

En el otro extremo de éste se en-cuentra un rebosadero (chapa) dealtura ajustable. Véanse más deta-lles en el capítulo “Dimensionadodel lecho fluidizado”.

Proceso y parámetros desecado

En la mayoría de los casos, parasecar el material no se precisa másque aire ambiente a una tempera-tura de 20 a 30 °C. Suponiendoque la alimentación y temperaturadel aire son constantes, el gradode humedad residual que puedealcanzarse dependerá de lassiguientes magnitudes:

a) De la humedad inicial del mate-rial preexpandido, que en el proce-dimiento continuo oscila casi siem-pre entre el 2 y el 5 % (en peso),pudiendo ascender a veces (porejemplo, en la fase de arranque)hasta el 10 %;

b) Del tiempo de permanenciamedio en el lecho fluidizado (véasefigura 2). Al secarse el material enel lecho fluidizado, disminuye unpoco su densidad aparente. Si éstase sitúa entre 15 y 26 kg/m3 semide una disminución de 1 kg/m3

como máximo. Esto es inevitableaunque se instale un sistema detransporte neumático que no com-prima las perlas.

Condiciones operativas

Los ensayos realizados demuestranque para todas las marcas de pie-zas moldeadas y bloques de Styro-por, conviene ajustar una velocidadde 0,45 m/s como máximo (referidaa la superficie total = L·B), a travésdel fondo perforado. Este valorrepresenta al mismo tiempo la de-manda específica de aire por unidad de superficie:

V.

spez. = 0,40 a 0,45 m3/(s·m2)V.

spez. 1500 m3/(h·m2)

La demanda total de aire se obtie-ne multiplicando por la superficiede soplado:

V.

V.

spez.·L·B

Si se utiliza una tela filtrante con unancho de malla de 400 m en elfondo del lecho fluidizado, se pre-

cisará una presión del ventilador de alrededor de 16 mbar =160 mm CA.

Esta presión del ventilador bastapara cubrir una demanda específi-ca de aire de 1500 m3/(h·m2), y almismo tiempo proporciona la po-tencia específica necesaria para elaccionamiento del ventilador, quees de aprox. 1 kW por cada m2 desuperficie de soplado.

Figura 1 Ejemplo de un secador de lecho fluidizado para Styropor preexpandido.H

umed

ad d

el m

ater

ial (

% [e

n p

eso]

) 5

4

3

2

1

00 1 2 3 4

Tiempo medio de permanencia en el lecho fluidizado tvm (min)

P 103 DA = 16 kg/m3

P 103 DA = 18 kg/m3

Figura 2 Curva de secado de Styropor preexpandido en función dediversas humedades iniciales.Caudal de aire en el lecho fluidizado: 1500 m3/(h·m2)Presión del ventilador: 16 mbar = 160 mm CATemperatura del aire: 22 °C

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAA300

VentiladorV = 1.500 mn3/h · m2

P = 16 mbar = 160 mm CA Resbaladera

(45 grados) Fondo del lecho fluidizado (tela filtrante)

Hge

s

Hü

Abertura para la toma de muestras

Tamizvibratorio

Canal colectorde materialaglomerado

AAA

Rebosadero dealtura variablede 0 a 500 mm

Hge

s

250

500

L300Transición Rebosadero ajustable

Compuerta deestrangulación Difusor

Cámara de aire (cónica) Abertura de limpieza

B

La altura de rebose del lecho flui-dizado suele situarse entre 30 y50 cm, preferentemente en unpunto próximo a este último valor,para prolongar el tiempo de perma-nencia del material.

Para regular la fluidez y el secadodel material conviene que el re-bosadero pueda abrirse hasta elfondo, cosa que contribuye a facili-tar la evacuación del material y lalimpieza de la instalación.

Dimensionado del lechofluidizado; característicasestructurales

Primero es preciso determinar eltiempo de permanencia necesariopara asegurar el secado del mate-rial. Para ello se parte de la hume-dad inicial del material recién ex-pandido (que se determina pesán-dolo antes y después de un secadointenso). Acto seguido se fija lahumedad residual deseada. Estapuede ser de aprox. el 1%, cifraque admite un grado de solturasuficiente de las partículas. Sobrela base de la figura 2 podemosdeterminar el tiempo medio de per-manencia (t) del material en ellecho fluidizado. El volumen útilnecesario del lecho fluidizado secalcula con arreglo a la siguienteecuación:

VFI = L·B·Hü=V.

st·tvm/60·fVFI(m

3) = Volumen del lechofluidizado

L(m) = Longitud del lechofluidizado

B(m) = Ancho del lechofluidizado

Hü(m) = Altura de rebose (valormáximo)

V.

st (m3/h) = Caudal de Styroporpreexpandido(producción del preex-pandidor)

tvm (min) = Tiempo de permanen-cia medio en el lechofluidizado

f = 1,2 (factor)

Ancho del lecho fluidizado

Se ha observado que es conve-niente adaptar el ancho del lechofluidizado al tipo del preexpandidor.Se recomiendan los siguientesanchos B:

– para preexpandidores de piezasmoldeadas:B = 0,4 – 0,6 m

– para preexpandidores debloques:B = 0,6 – 0,8 m

Altura del lecho fluidizado

Es conveniente que las paredeslaterales sean lo más altas posible,y se aconseja prescindir de toda

cubierta. La altura de las paredeslaterales (Hges) dependerá del ta-maño de las partículas, y en fun-ción de la altura de rebose (Hü)podrá dimensionarse del modosiguiente:

– material para piezasmoldeadas: Hges = 3·Hü,

– material para bloques:Hges = 2·Hü

Si se cumplen estos valores orien-tativos podrá prescindirse de todaprolongación de la zanja de salidadel preexpandidor, que a menudoresulta molesta.

Fondo del lecho fluidizado

Para asegurar una distribución ho-mogénea del aire en el lecho flui-dizado se emplean preferentemen-te tejidos con un ancho de mallarelativamente reducido (telas filtran-tes). En la práctica dan buen resul-tado las telas filtrantes fabricadascon las siguientes fibras y los si-guientes anchos de malla:

– hilo de poliamida monofilar:150 – 200 m

– hilo de perlón multifilar:300-400 m

Para productos de perla gruesapueden utilizarse también chapasperforadas en lugar de las telasfiltrantes. Aquellas ofrecen las si-guientes ventajas:

– volumen constante del lechofluidizado

– robustez mecánica– limpieza fácil– ausencia de putrefacción

Sin embargo, el tipo de perforacióntiene una importancia decisiva.Conviene que los orificios tenganun diámetro mínimo de 1 mm, re-presentando la superficie perforadael 1,6 – 2,0 %.

Dispositivos auxiliares para elarranque

Se trata de compuertas de distribu-ción de aire en la cámara y de laaportación de aire en direcciónhorizontal para la fase de arranque.Estos dispositivos no han dadohasta ahora buenos resultados.

Caudales máximos

Con un ventilador de las caracterís-ticas arriba indicadas se puedesecar, por cada metro cuadrado delecho fluidizado, hasta 350 kg/h deStyropor preexpandido (caudalmáximo específico 350 kg/[h·m2])con una densidad aparente máximade 50 kg/m3. Teniendo en cuenta lademanda de aire arriba señalada,de 1500 m3/(h·m2), de ello se des-prende que la demanda de aire enfunción del material será de aproxi-madamente 4 a 4,5 m3 de aire porkilo de Styropor.

4 Medidas de seguridad

Para prevenir toda acumulación demezclas explosivas de agente deexpansión y aire se asegurará unabuena ventilación de los locales detrabajo (véase al respecto tambiénIT 290 “Control del contenido deagente de expansión en el aire am-biente”).

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. Nopresuponen una garantía jurídicarelativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darsedurante la manipulación y empleode nuestros productos, no eximenal transformador o manipulador derealizar sus propios controles yensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsablepor sí mismo de la observancia delos derechos de patentes existen-tes así como de las leyes y disposi-ciones vigentes.


560/3

El Styropor se transforma normal-mente en tres fases:

– preexpansión – reposo intermedio – expansión

En esta información se trata elreposo intermedio.

Indice

1. Procesos físicos 2. Tratamiento del Styropor pre-

expandido 3. Reposo intermedio y tiempo de

reposo intermedio 4. Silos 5. Medidas contra peligros de igni-

ción por agentes de expansión 6. Otras medidas de seguridad

1. Procesos fisicos después dela preexpansión

Después de la preexpansión las per-las de espuma rígida se exponennuevamente a las condicionesambientales normales para estabili-zar la estructura celular obtenidadurante la preexpansión. Debido aque las paredes celulares son muydelgadas, esto origina un cambio deestado rápido de la mezcla degases en las células. Al pasar pordebajo del estado de saturación deuno de los componentes de la mez-cla de gases (primero agua, des-pués agente de expansión), dentrode las perlas empieza la condensa-ción de estos, y la presión interiordisminuye rápidamente alcanzandovalores por debajo de la presión delambiente. La diferencia entre laspresiones que se forma de estamanera, en un primer momentotiene que ser compensada única-mente a través de un aumentosimultáneo de la estabilidad de lamatriz polímera. La presión negativasólo se puede compensar lenta-mente a través del aire del ambienteque difunde hacia el interior. Espe-cialmente en el caso de densidadesaparentes bajas (paredes celularesdelgadas) las perlas recién expandi-das son especialmente susceptiblesa cargas por presiones exteriores

adicionales (por ej. por transporteneumático) o cambios de estadodemasiado rápidos (enfriamiento poraire frío). Un acondicionamiento delmaterial preexpandido inmediata-mente después del proceso de pre-expansión por lo tanto es ineludible.Las perlas son sometidas a un pri-mer acondicionamiento inmediata-mente después de la preexpansiónpor la permanencia en una secador(véase TI 560, “Secado de Styroporpreexpandido en el lecho fluidi-zado”). En la práctica por lo generalse utilizan secadores en lecho fluidi-zado. Un fabricante de máquinasofrece alternativamente un métodosegún el principio del secado alvacío. En ambos métodos la hume-dad en la superficie de las perlasdebe ser reducida de tal manera,que el producto preexpandidopueda transportarse sin problemasde manera neumática desde lamáquina de preexpansión hasta elsilo de almacenamiento intermedio,manteniendo durante el almacena-miento su buen deslizamiento. Ade-más este primer acondicionamientoen el secador lleva a una estabilidadmecánica de la matriz polímera quede momento es suficiente.

2. Tratamiento del Styropor preexpandido

Una vez que el producto preexpan-dido ha sido secado debe ser trans-portado a los silos de almacena-miento intermedio mediante untransporte neumático cuidadoso. Seutiliza casi exclusivamente el princi-pio del transporte hidráulico (véaseIT 461, Transporte de Styropor pre-expandido). Como estación decarga se usa por lo general unaesclusa de rueda celular (de paso) ouna esclusa de inyección. Unaesclusa de rueda celular de paso esapropiada tanto para densidadesaparentes muy bajas (< 10 kg/m3)como también muy altas (> 100kg/m3). Trabaja de tal manera que elmaterial es tratado de manera cui-dadosa, es de funcionamientoseguro y por la alta capacidad de


44680 Marzo 2001

Styropor570

4 Transformación


Reposo intermedio de Styropor preexpandido



570/2

carga (< 10% en volumen) es eco-nómica aún en el caso de corrientesde material altas. La esclusa deinyección se puede utilizar paracorrientes de material pequeñashasta medianas (< 600 kg/h). Eltransporte neumático de las perlasdel secador hasta el silo de almace-namiento intermedio, también sepuede tomar como un secado adi-cional simple. El acondicionamientoen sí antes de la expansión delmaterial se lleva a cabo durante elalmacenamiento intermedio.

3. Reposo intermedio y tiempode reposo intermedio

El reposo intermedio de EPS preex-pandido no se debe interpretar pri-mariamente como un almacena-miento como tal. Sirve más bienpara acondicionar las perlas deespuma rígida, que después de lapreexpansión tienen una presiónnegativa, una cierta humedad resi-dual (< 5 % en peso) y, en el casode densidades aparentes altas, uncontenido de agente de expansióndemasiado alto para el siguientepaso en la producción.

La presión negativa en las perlas escompensada durante el tiempo dealmacenamiento intermedio y amedida que aumenta este, por elaire del ambiente que difunde haciael interior de las partículas. La velo-cidad de absorción de aire dependeen primer lugar del diámetro de lasperlas, de la densidad aparente depreexpansión y de la temperaturade almacenamiento. Por lo generalel almacenamiento intermedio antesde la expansión se lleva a cabo bajocondiciones ambientales normales,de tal manera que la absorción deaire por lo general para la mayoríade aplicaciones y marcas está prác-ticamente concluida después deaprox. 12 horas. Durante la expan-sión previa en dos etapas (por ej.para la elaboración de bloques condensidades aparentes bajas) des-pués de la primera etapa se haceun almacenamiento intermedio adi-cional de 4 a 8 horas.

El aire que se encuentra ocluido enlas células después del reposointermedio eleva decisivamente laestabilidad (resistencia a la compre-sión) de las perlas, lo cual es unacondición previa importante para laelaboración posterior, especial-mente en el caso de densidadesaparentes bajas; así por ej. materialque ha sido suficientemente alma-cenado, puede transportarsemediante un soplador sin que estotenga influencia alguna sobre ladensidad aparente.

Simultáneamente el aire ocluidodentro de las células apoya el pro-ceso de expansión posterior,

durante el cual las células debenaumentar nuevamente su volumenpor tratamiento térmico. Una absor-ción de aire demasiado breve y porlo tanto demasiado baja, conduciráen el caso de densidades aparentebajas a que la espuma rígida des-pués de la expansión no tenga unasuficiente estabilidad dimensional, oa que durante la expansión poste-rior no se obtenga la densidad apa-rente mínima requerida.

A medida que aumenta el tiempo dealmacenamiento intermedio tambiénel agente de expansión difundedesde las perlas de espuma rígidahacia afuera. En comparación a laabsorción de aire, este proceso esmucho más lento, y el grado depérdida de agente de expansióndepende de la permeabilidad de lamatriz polímera y, por lo tanto, delproducto. En el caso de densidadesaparentes bajas la pérdida dema-siado alta de agente de expansióndurante el almacenamiento interme-dio tendrá el efecto de que, a pesarde haber absorbido el aire, no sepueda expandir para obtener unaespuma rígida suficientemente dura.Pero en relación a la expansión pos-terior de la espuma rígida (véase IT110 “Contracción inicial y posteriorde bloques y planchas de espumarígida”), una pérdida determinada deagente de expansión puede serdeseada, especialmente si se tratade elaborar espumas con densida-des aparentes altas. En el caso dedensidades aparentes altas seobtiene rápidamente una estabilidadsuficiente, simultáneamente setiene, desde el punto de vista téc-nico de producción, demasiadoagente de expansión. En el caso deun tiempo de almacenamiento inter-medio corto se obtiene, al expandir,una espuma rígida altamente inho-mogénea en sus propiedades, ade-más el tiempo de ciclo sería dema-siado alto. En lo referente a unareducción del tiempo de almacena-miento intermedio, para aplicacio-nes con densidades aparentesaltas, han dado buenos resultadosmarcas de Styropor con un conte-nido de agente de expansión másbajo en la materia prima.

Simplificando, densidades aparen-tes altas se almacenan por lo gene-ral por un tiempo más largo que elnecesario para la absorción de aire,mientras que las densidades apa-rentes bajas se trabajan antes delcomienzo de una pérdida de agentede expansión demasiado alta y porlo tanto después de tiempos dereposo intermedios más cortos. Enambos casos durante el reposointermedio se reduce la humedadresidual del producto a un nivel

razonable desde el punto de vistatécnico de elaboración, de talmanera que este ya no constituyaproblema alguno durante la elabora-ción posterior. Una humedad resi-dual de 0,5 –1,0% en peso antes dela expansión es adecuada, ya queesta disminuye la tendencia a lacarga electrostática.

En la práctica es difícil mantener eltiempo de reposo intermedio idealpara un producto determinado –aún en caso de conocerse ésteexactamente – por motivos de pro-ducción y económicos. Más bien seexige de los productos, que se pue-dan trabajar después de un tiempode reposo intermedio corto, y quesus propiedades de transformaciónno varíen durante el período dereposo intermedio. Hoy en día a tra-vés de una alta calidad de la mate-ria prima esto está garantizado. Enel caso de densidades aparentesentre 15 y 20 kg/m3 por lo generalse trabaja con tiempos de reposointermedio de entre 12 y 24 horas.

Un método sencillo para reducir eltiempo de reposo necesario de unacarga preexpandida, consiste enaditivar de manera controlada mate-rial EPS molido. En este caso hayque tener en cuenta que estosupone un cambio de la propieda-des de transformación y de laespuma rígida.

4 Silos

Medidas de construcción

Para cada marca de Styropor quese va a transformar y para los dife-rentes pesos específicos aparentestiene que haber silos independien-tes. La capacidad del silo debeestar concebida para la admisión de2 hasta 2,5 veces la produccióndiaria. Es mejor varios silos peque-ños que un silo grande. De estamanera se tiene una mayor flexibili-dad en la transformación.

Los silos de reposo intermediocubiertos deben tener corte cúbicoo rectangular y una altura múltiplodel lado más largo de la superficietransversal. Los silos hacia abajoson cónicos (30 – 45°); también sonconvenientes unas salidas asimétri-cas. Los silos altos y “esbeltos” pro-porcionan una salida uniforme.

Los silos interiores son frecuente-mente de tejido permeable al aire,p.ej. yute, que por el equilibrio natu-ral de la humedad evitan en generalla carga electrostática. También sonapropiados tejidos de plástico conhilos metálicos incorporados y uni-dos que sean conductores, p.ej. de aluminio. Los silos se cuelgan de bastidores de madera o tubosmetálicos conectados a tierra.

También se emplean grandes silosde mampostería. Para estos casoses apropiado un suelo de salida abase de material permeable (p.ej.tamiz de metal o tejido), por el quepuede salir el agente de expansióndifundido (que es más pesado queel aire).

Los silos de trabajo más pequeños,que generalmente son componen-tes de las máquinas de transforma-ción, se construyen de metal. Parala seguridad, y al igual que todoslos aparatos, se conectan de formaconductora con las tuberías y elbastidor de la máquina.

Para el reposo intermedio al airelibre también se emplean silosredondos de metal, como los utiliza-dos también en la agricultura paraalmacenar cereales.

Al igual que en los silos de mam-postería, el cono de salida debe serde material permeable al aire. Aestos silos sólo se debe transportarStyropor preexpandido seco, p.ej.desde un secador de lecho fluidi-zado.

Para la construcción de silos en laRepública Federal de Alemaniadeben observarse las “Prescripcio-nes de seguridad especiales paraempresas que fabrican y transfor-man espumas rígidas duras depoliestireno”.

Silos al aire libre

Los silos con paredes cerradas deconstrucción no resistente al fuego,pero de materiales no combustiblesdeben estar a una distancia deseguridad de 10 m de las otras ins-talaciones de fabricación. A estegrupo pertenecen los silos cuyasparedes, tapas y suelo son dechapa (acero, zincado o barnizado,aluminio), hormigón o mamposteríade poco espeso.

Los silos de materiales combusti-bles tienen que estar a una distan-cia de seguridad de 15 m de lasotras instalaciones de fabricación. Aeste grupo pertenecen los silos deconstrucción de madera y plástico.Lo dicho vale también para siloscon tela metálica.

La observación de estas distanciasde seguridad no es necesariacuando entre los silos y las instala-ciones de fabricación vecinas existeuna pared cortafuego según DIN4102.

Cuando se empleen silos exteriorescon paredes cerradas se debe teneren cuenta que en el reposo interme-dio puede perjudicar la absorciónde aire y eventualmente la cesión depentano. Por esta razón, son venta-josos los silos permeables al gas en

entorno con regulación de la tempe-ratura.

Silos bajo techo

Los silos con paredes cerradas deconstrucción no resistente al fuego,pero de materiales no combustibles,deben separarse de las otras insta-laciones de fabricación por mediode dispositivos resistentes al fuego(F 90). A este grupo pertenecen lossilos cuyas paredes, tapas y suelosson de chapa (acero, zincado o bar-nizado, aluminio), tejido de fibra devidrio, hormigón o mampostería deescaso espesor.

Los silos de materiales combusti-bles se deben separar de las otrasinstalaciones de fabricación pormedio de paredes cortafuegossegún DIN 4102. A este grupo per-tenecen los silos cuyas paredes,tapas y suelos son de planchas defibras duras, madera contracha-pada, madera aglomerada, plástico,hojas de plástico, tejidos recubier-tos, tejidos de fibras naturales o sin-téticas. Lo dicho vale también paralos silos con tela metálica.

Los silos de trabajo que no esténseparados por paredes resistentesal fuego y conducciones con dispo-sitivos de cierre de la máquina detransformación, no deben contenermás de 500 kg de Styropor preex-pandido.

Silos resistentes al fuego

Los silos de almacenamiento deconstrucción resistente al fuego quese encuentran al aire libre o bajotecho, no necesitan separarse delas otras instalaciones de fabrica-ción de materiales expandidoscuando existe la seguridad de que,en caso de incendio, éste tendrálugar sólo en el interior de los silos.A este grupo pertenecen los siloscuyas paredes, techos y suelos sonde mampostería y hormigón deespesor suficiente (DIN 4102). Lossilos y tuberías al aire libre debenestar provistos de un aislamientotérmico para evitar la condensacióndel vapor de agua y la congelaciónde la misma en las épocas detiempo frío. Además, el cono desalida o los dispositivos de evacua-ción deberían poder calentarse. Lacalefacción de los locales de lossilos en invierno tiene un efectopositivo sobre el secado así comosobre la velocidad de difusión delaire y del agente de expansión.

5 Medidas contra los peligros deignición por agente de expansión

Las zonas en las que están instala-dos los silos deben estar bien venti-ladas para evitar que se forme unamezcla explosiva. Conviene realizar

la succión del aire cerca del suelo.Se debe controlar regularmente laeficacia de la ventilación con apara-tos de alarma de gases (p.ej. de lacasa Auergesellschaft GmbH, Berlín; Drägerwerk AG, Lübeck;Gesellschaft für Gerätebau, Dortmund) (IT 290).

Para evitar la ignición de la mezclade aire-agente de expansión que seproduce durante el reposo interme-dio, debe existir la prohibición abso-luta de fumar y la de trabajar conllama abierta. Las instalaciones eléc-tricas de los silos interiores (sala detolvas) deben estar protegidas con-venientemente (VDE). Las construc-ciones metálicas y las tuberías tie-nen que estar conectadas a tierra.En las proximidades de silos total oparcialmente llenos no deben reali-zarse trabajos de soldadura.

6 Otras medidas de seguridad

Para combatir los incendios quepuedan surgir son apropiados losextintores portátiles (PG 12 ó halón).También es efectivo el agua para losincendios que han progresado. Paralos silos sin acceso son necesariasinstalaciones de extinción automáti-cas.

Los silos con acceso por la partesuperior deben protegerse suficien-temente para evitar la caída de per-sonas o cosas.

Observación

Las indicaciones de esta publicaciónse basan en nuestros conocimientosy experiencias actuales. No presu-ponen una garantía jurídica relativa adeterminadas propiedades ni a laidoneidad para una aplicación con-creta. Debido a las numerosasinfluencias que pueden darsedurante la manipulación y empleo denuestros productos, no eximen altransformador o manipulador derealizar sus propios controles yensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsable porsí mismo de la observancia de losderechos de patentes existentes asícomo de las leyes y disposicionesvigentes.


570/3

Durante la transformación específicade espuma rígida de poliestirenoexpandido se pueden formar sedi-mentos en los perfiles de conforma-ción, y en los pasos de gas (perfo-ración) de las herramientas. Estossedimentos pueden afectar consi-derablemente el proceso de expan-sión y la calidad de la espumarígida. A través de un control y man-tenimiento permanentes de lasherramientas estos sedimentosdeben ser detectados y eliminadosa tiempo. Los sedimentos estáncompuestos primariamente de caly/o poliestireno.

Las incrustaciones calcáreas se for-man, si para la refrigeración poragua de las herramientas no se uti-liza agua descalcificada. Las incrus-taciones de poliestireno se formanfundamentalmente, si durante laexpansión no se trabaja con vaporsaturado, sino con vapor recalen-tado como portador de energía, sise utiliza material molido que no hasido suficientemente despolvadojunto con el material nuevo o si seutilizan perforaciones inadecuadas(por ej. orificios demasiado peque-ños, ángulos en los bordes). Lossedimentos con el transcurso deltiempo se forman preferentementeen los pasos de gas de las herra-mientas, restringiendo localmente lapermeabilidad a los gases y afec-tando el perfil de conformación. Elefecto son fallos extensos en el pro-ceso, como por ejemplo: obstruc-ciones de los tubos de condensadoo ventilación, insuficiente ventilacióndurante el llenado, vaporización irre-gular, tiempos de ciclo más prolon-gados o superficies estropeadas dela espuma rígida.

1. Eliminación de incrustaciones calcáreas

Después de desmontar las herra-mientas, éstas se pueden introduciren un baño de limpieza para elimi-nar las incrustaciones calcáreas.Generalmente se usa ácido clorhí-drico diluido (concentración < 10%)como solución limpiadora a tempe-ratura del ambiente. No es reco-mendable elevar la temperatura, yaque en ese caso la estructura metá-lica es agredida demasiado. Seañade un agente anticorrosivo y secolocan las herramientas en elbaño. Después de un tiempo cortola cal se desprende. Korantin® BHha dado buenos resultados comoagente anticorrosivo. Si se usanconcentraciones de ácido de 5 % ó10%, se añade 0,1– 0,3 %, respec-tivamente 0,2 – 0,6 % de KorantinBH líquido. En caso de utilizarseKorantin BH sólido, se puede redu-cir estos valores a aproximada-mente la cuarta parte. Adicional-mente, para el Korantin BH hay quetomar en cuenta las recomendacio-nes y la hoja de datos de seguridaddel suministrador.

Para eliminar las incrustaciones cal-cáreas de manera cuidadosa, sepuede utilizar ácido fosfórico al10 –15 % a temperaturas de50 – 60 °C. Para ambos ácidos sonsuficientes tiempos de máx. 2horas.

Si se utilizan ácidos e inhibidores sedebe tener en cuenta entre otros lashojas de datos de seguridad de lossuministradores, así como las nor-mas de prevención de accidentesde la BG Chemie. Adicionalmentese debe elaborar instrucciones detrabajo ó de servicio.


35387 Marzo 2001

Styropor770

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Limpieza de herramientas de moldeo para la transfor-mación de Styropor


2. Eliminación de sedimentos de poliestireno

La manera más simple de eliminarlos sedimentos es quemándolos.Pero hay que tener cuidado de nosobrecalentar localmente ó inclusofundir las herramientas. En el casode sedimentos especialmente fuer-tes o en lugares difícilmente accesi-bles, se puede utilizar solventes. Esrecomendable utilizar acetona (fácil-mente inflamable) ó acetato etílico(fácilmente inflamable). No se debeutilizar benceno ó tetracloruro decarbono. Una alternativa promete-dora a los solventes volátiles es N-metilpirrolidona (NMP). En compara-ción con otros solventes, NMP tieneuna baja presión del vapor, por locual sólo pueden pasar cantidadesmenores al aire del ambiente. Ade-más, NMP se degrada biológica-mente en su totalidad.

Si se utilizan solventes se debetener en cuenta entre otros lashojas de datos de seguridad de lossuministradores, así como las nor-mas de prevención de accidentesde la BG Chemie. Adicionalmentese debe elaborar instrucciones detrabajo ó de servicio.

Si las herramientas son planas, lossedimentos de cal ó poliestirenotambién se pueden eliminar con unlimpiador de alta presión (mín. 30hasta 180 bar) utilizando una toberagiratoria. Diferentes empresas deprestaciones de servicio ofrecentambién con mucho éxito un proce-dimiento de chorro de hielo seco.

3. Eliminación de colorantes

Durante la transformación de perlasteñidas posteriormente también sepueden formar sedimentos. Estosse pueden eliminar con los disolven-tes mencionados.

Observación



770/2

Las espumas rígidas de Styroporson resistentes a la putrefacción y,en la instalación apropiada al mate-rial, resistentes al envejecimiento.En todas las posibles aplicacionesen construcción pudo comprobarselo dicho en observaciones y estu-dios de muchos años, realizadostambién por peritos e institutoscientíficos neutros.

Primeramente aclararemos algunosconceptos:

Envejecimiento

Se habla de envejecimiento de unmaterial cuando este último, a pesarde que su empleo sea el apropiado,es decir, teniendo en cuenta las limi-taciones de aplicación, modifica suspropiedades debido a las influenciasnaturales dadas del medioambiente. Naturalmente que aquísolamente interesan aplicaciones ytiempos usuales en construcción.Generalmente, un envejecimiento sepone de manifiesto en el hecho deque el material se vuelve frágil y,finalmente, incluso se descompone.

Estas alteraciones son ocasionadaspor factores medioambientales,como la acción del aire (oxígeno),del agua, del calor y de la luz, sobretodo de la radiación ultravioleta ricaen energía de la luz solar. Determina-dos plásticos pueden también vol-verse frágiles por acción de la radia-ción ultravioleta, cuando no hayansido estabilizados o protegidos con-tra este tipo de influencia. En mate-riales aislantes, esta protección seconsigue en la mayoría de los casosdebido a su incorporación y el recu-brimiento con otros materiales.

El envejecimiento del material y susconsecuencias se han de diferenciaren principio de un daño prematuroo incluso una destrucción del mate-rial en razón de un empleo inade-cuado del mismo, es decir, inapro-piado (p. ej. la aplicación junto consustancias que ataquen al material):véase apartado: limitaciones en laaplicación.

Putrefacción

La acción de la humedad y el oxí-geno del aire pueden ocasionar laputrefacción de sustancias orgáni-cas naturales, tales como goma,madera, cuero y textiles, en eltranscurso del tiempo. Las sustan-cias orgánicas sintéticas (plásticos)no reaccionan así.

Las espumas rígidas de Styroporson resistentes a la putrefacción.

Fatiga del material

Los materiales sometidos a esfuer-zos mecánicos pueden fallar bajo lainfluencia de cambios continuos decarga. Se habla entonces de fatigadel material. Mediante ensayos alargo plazo con cambios rápidos decarga se pudo determinar el tiempode vida que, para determinadosesfuerzos, cabe esperar, o bien siexiste la seguridad suficiente parauna determinada aplicación pre-vista.

Los ensayos de fatiga por esfuerzos-oscilantes continuos en planchas deespuma de Styropor y las experiencias prácticas ponen de manifiesto que en las aplicacionesusuales en contrucción (p. ej. tam-bién en planchas amortiguadorasdel ruido de pisadas) no se presentafatiga del material.

El proyecto de norma para la normaeuropea “Materiales termoaislantespara la construcción” describe unprocedimiento para la determina-ción de los valores a largo plazo enrelación al comportamiento de plas-todeformación de materialestermoaislantes en esfuerzos decompresión. Este procedimientopuede emplearse para evaluar lacarga admisible en aplicacionesprácticas y/o comprobar el compor-tamiento a largo plazo a la compre-sión de determinados productos.

El procedimiento de cálculo se basaen una función matemática, ladenominada “Igualdad de Kindley”.Bajo condiciones previas definidas


38319 Marzo 2001

Styropor140

5 Construcción


Comportamiento a largo plazo, eficacia práctica en elsector construcción



140/2

puede con ella calcularse la defor-mación a largo plazo para cualquiertiempo discrecional, permitiéndosesin embargo la extrapolación sola-mente hasta un tiempo 30 vecessuperior al tiempo de ensayo (véasediagramas 1– 3).

Límites de aplicación

Los límites de aplicación de cual-quier material los determinan suspropiedades químicas y físicas.Decisivas son su estabilidad a car-gas mecánicas y esfuerzos térmi-cos, y su resistencia a influenciasquímicas. Estas propiedades de lasespumas rígidas de Styropor sedescriben ampliamente en IT 101.

Los morteros de cemento, cal, yesoy anhidrita así como los morterosmejorados con dispersiones deplásticos no tienen ninguna influen-cia negativa en las espumas rígidasde Styropor. Por consiguiente, estos

últimos pueden aplicarse con todoslos tipos de mortero, enlucidos ypavimentos usuales en construcción(con exepción de asfalto colado encaliente).

Ahora bien, las espumas rígidas deStyropor se deberán proteger con-tra la acción permanente de lasradiaciones solares. Recintos hue-cos (p. ej. detrás de revestimientoso en tejados dobles), en los cualeslas espumas rígidas de Styropor secolocan libremente, se han de ase-gurar contra la penetración de rato-nes y otros roedores.

Las espumas rígidas de Styropor nose deben exponer a temperaturaspermanentes superiores a 95 °C niponer en contacto con determina-dos productos conteniendo disol-ventes. Y así, estas espumas rígidasson atacadas p. ej. por el bitumenfrío conteniendo disolvente, pordeterminadas lacas y diluyentes y

sus vapores así como por agentespara la conservación de la maderaconteniendo aceite y productosconteniendo alquitrán (no por elbitumen). El bitumen caliente seemplea en muchas aplicaciones (techos, edificios frigoríficos) comoadhesivo especialmente apropiado.En tales casos, el material aislantees sometido brevemente a unacarga térmica de más de 100 °C, lacual prácticamente no tiene influen-cia alguna en la estabilidad dimen-sional del material aislante.

Comprobación de la estabilidad al envejecimiento

Ensayos propios en la práctica

Los resultados de los ensayos delaboratorio no permiten sacar con-clusiones definitivas sobre el com-portamiento a largo plazo de mate-riales en la práctica, en los queéstos están sometidos simultánea-mente a muchas influencias, que amenudo no es posible reproducir enel laboratorio. Por esta razón, laBASF realiza desde hace muchosaños ensayos técnicos de idoneidada nivel de la práctica y bajo condi-ciones de la práctica.

También sobre el empleo de espu-mas rígidas de Styropor en la cons-trucción se lleva a efecto toda unaserie de tales estudios. En el marcode la actividad constructora dentrode la BASF se ofreció para ello pri-meramente el aislamiento térmicode tejados planos. A pesar de losduros esfuerzos a que están some-tidos estos tejados, no hubo motivoalguno de reclamación en relación laespuma rígida; una “desaparición” oenvejecimiento no se presentó enningún caso.

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3

2

1

0

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alca

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n %

10-1 100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en h

Clima de ensayo: 23 °C/50 % hum. rel.

Grados de la tensión de compresión:0,02/0,03 MPa


25 a50 a

0,03 MPa

0,02 MPa

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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10-1 100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en h


Grados de la tensión de compresión:0,04/0,05/0,06 MPa


25 a50 a

0,06 MPa

0,05 MPa

0,04 MPa

AAAAAAAAAAAAAA

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Tiempo en h


Grados de la tensión de compresión:0,03/0,04/0,05 MPa


25 a50 a

0,05 MPa

0,04 MPa

0,03 MPa

Diagramas 1–3Comporta-miento a lacompresión alargo plazo deespuma rígidade EPS

Dictamen pericial sobre el aisla-miento de un tejado plano demás de 31 años de antigüedad

Una de las más antiguas aplicacio-nes en construcción de espumarígida de Styropor la constituyó elaislamiento térmico de un tejadoplano en un edificio industrial de laBASF Aktiengesellschaft. Las plan-chas se colocaron en el año 1955 yfueron retiradas para su examen el20. 06. 86 a petición de la Asocia-ción Industrial Espuma Rígida e.V.,Heidelberg, en presencia de unperito jurado.

En el ensayo visual se comprobó:

Las uniones entre las diferentesplanchas aislantes estaban herméti-camente cerradas. Variacionesdimensionales y reversibles porretracción o contracción no pudie-ron comprobarse al igual que tam-poco deformaciones o aplastamien-tos debidos a esfuerzos térmicos. Elestado de las planchas de espumarígida de Styropor se pudo calificarsin reservas, tras el examen visual,como muy bueno.

Varios trozos de estas planchas ais-lantes fueron ensayados en tal oca-sión por el Instituto de Investigaciónde Aislamiento Térmico e.V.,Munich, en relación a

1. conductividad térmica2. contenido en humedad

Resultados:

1. La conductividad térmica (me-dida según DIN 52 612) para unadensidad aparente de 17,4 kg/m3

fue de 0,0345 W/(m · K) y consi-guientemente satisface la exigenciade la norma DIN 4108 “Aislamientotérmico en construcción elevada”con el valor de cálculo empleado de0,040 W/(m · K) (informe de ensayoF.2-351/86 del 16. 10. 86).

2. Como contenido en humedadreferido a volumen se determinó un

140/3

Fig. 1 Apertura del tejado plano y control de las planchasde espuma rígida de Styropor que habían sidocolocadas casi 31 años antes. Los uniones de lasplanchas aislantes eran herméticas.

Fig. 2 Muestra de tejado plano como el de la fig. 1. Lamuestra de espuma rígida de Styropor desmon-tada no presenta alteración alguna.

Fig. 3 Toma de muestra de la capa aislante de Styro-por en un sistema compuesto aislante exteriorcon enlucido a base de resina plástica conrefuerzo de tejido

Fig. 4 Planchas de espuma rígida de Styropor en elmuro exterior de un recinto para el almacena-miento de frutasEdad al realizarse la apertura 10 añosDensidad aparente 14,9 kg/m3

Contenido en humedad 0,021% en vol.Estructura del muro del interior al exterior:enlucido de mortero de cemento 1:3espuma rígida de Styropor P 100 mmhormigón pesado 400 mm

valor de 0,02% para una densidadaparente de 20 kg/m3.

También los demás resultados delos ensayos demuestran que lasplanchas de espuma rígida deStyropor dan excelentes resultadosdurante un período de tiempo de 31años, sin limitación alguna de susfunciones y que, ahora como antes,satisfacen las exigencias de lanorma DIN 18 164, parte 1 (“Plásti-cos celulares como materiales ais-lantes para la construcción”).

Investigaciones por institutos de ensayos reconocidos oficial-mente

Las experiencias prácticas adquiri-das en el sector de construcción de la BASF fueron completadas conla investigación y control de nume-rosos edificios, en los cuales, yadesde hacía mucho tiempo, habíansido colocadas planchas deespuma rígida de Styropor. Los ins-titutos de ensayos y agencias peri-ciales encargadas de dicha tareapudieron certificar en todos loscasos que las planchas de espumarígida de Styropor, incluso despuésde 2 decenios de colocadas, res-pondieron en su estado visual y suespectro de propiedades a las exi-gencias de la norma 18 164, parte 1(fig. 5).

En todos los edificios industriales yde vivienda controlados, el conte-nido en humedad del aislamiento deespuma rígida se encontraba pordebajo del valor 0,1% (referido avolumen), aceptado como “conte-nido en humedad práctico”.

De especial interés es un amplioestudio realizado por la secciónexterna “Holzkirchen” del Institutopara Física de Construcción de laSociedad Fraunhofer e.V. para elcontrol de sistemas compuestos de

aislamiento exterior con planchasaislantes de Styropor.

Para la elección de los objetos esta-ban a disposición listas de referen-cia de los fabricantes. De estas lis-tas se seleccionaron por el institutode ensayos 93 edificios para la eva-luación del comportamiento a largoplazo de dichos sistemas.

Criterios de elección fueron diferen-cias en los esfuerzos a que sonsometidos los sistemas de aisla-miento, condicionadas por la situa-ción geográfica, la altitud y el tipode edificio, así como diferencias enantigüedad. Prácticamente todoslos sistemas compuestos de aisla-miento externo, que en el momentode realizarse el control citado (1974-76) tenían en parte hasta 16 añosde antigüedad (antigüedad más frecuente 3–4 años), estaban exen-tos de daños. De los 93 edificioscontrolados, solamente en 3 casosse apreciaron ciertos daños, que noeran específicos del sistema, sinoque se habían de atribuir a fallos enla aplicación del mismo. En todoslos casos, las planchas de espumarígida de Styropor eran establesdimensionalmente y estaban aún enperfecto estado de servicio. Enmuestras tomadas al azar, quepudieron obtenerse en algunoscasos, se comprobaron contenidosde humedad muy bajos, de menosdel 0,05% (referido a volumen).

Por el mismo instituto y en los mis-mos edificios se realizó en el año1983 otro estudio, con la finalidadde, como complemento a los resul-tados ya existentes, poder dar unainformación más completa sobre elcomportamiento al envejecimientode sistemas compuestos aislantesexteriores con espuma rígida deStyropor.

Para ello se investigó la influenciaque, sobre el material aislante y lacapa de enlucido a base de resinasintética con refuerzo de tejido, tie-nen otros 8 años más de exposicióna la intemperie.

En el informe resumido del institutose establece, p. ej.,: “… solamenteen un 20% de los edificios controla-dos fueron realizados hasta enton-ces trabajos de renovación y, asaber, casi exclusivamente renova-ción de la pintura por razones esté-ticas. Si se considera además laantigüedad hasta la renovación (pin-tura) de por término medio 11 años,cabe deducir que la durabilidad essemejante a la de la pintura y elenlucido mineral – en concordanciacon el valor indicado por Künzel* de10 hasta 25 años”.

“… en mediciones de la humedadde planchas aislantes de poliesti-reno se obtuvo el valor, no críticopara el aislamiento térmico, de,como máximo, el 0,06% (referido avolumen). Con ello se establecefinalmente que el juicio dado en elestudio precedente para los siste-mas compuestos de aislamiento tér-mico con planchas de espumarígida de Styropor y enlucidos abase de resina sintética como posi-bilidad practicable y probada paraun elevado aislamiento térmico deparedes exteriores, queda tambiénconfirmado después de 8 años másde envejecimiento”.

Experiencias en la práctica con espumas rígidas de Styropor en la construcción sobre tierra y en el subsuelo

… ponen de manifiesto de la formamás convincente las característicasde este material rígido de célulascerradas, tales como estabilidad ydurabilidad, insensibilidad a lainfluencia de la humedad y organis-mos del suelo así como comporta-miento biológicamente neutro (nopone en peligro las aguas freáticas).

Ya desde mediados de los añossesenta se ha acreditado el materialexpandido de Styropor como ais-lante para la protección contra losdaños producidos por las heladasen cimientos y tuberías así como enel firme de carreteras y vías ferrovia-rias (fig. 6). Tales tipos de construc-ción son usuales en países nórdicoscon inviernos crudos y suelos hela-dos hasta bastante profundidad.Las positivas experiencias hecha enla práctica con dicho procedimientoconstituyeron la base para un nuevométodo de construcción, el cual ha

140/4

Fig. 5 Informes de ensayos sobre el comportamientoa largo plazo de espumas rígidas de Styroporen diferentes sectores de aplicación en cons-trucción

* Prof. KünzelInstituto para Física de Construc-ción de la Sociedad Fraunhofer e.V.

sido desarrollado en Noruega desdeel año 1972 y que, entre tanto, tam-bién se aplica con éxito en otrospaíses:

El empleo de bloques de espumarígida de Styropor como firme distri-buidor de la carga en rampas decarreteras y puentes en zonas conterrenos de mala resistencia (fig. 7).Las propiedades de resistencia per-manente de los bloques de espumarígida apilados hasta una altura de 8m permiten una buena distribuciónde la presión sobre el sustrato pan-tanoso. Un terraplén de carretera de“peso ligero” de este tipo impide elhundimiento de la construcción ylas diferencias de altura de elloresultante, especialmente en la zonacrítica de ensamble de elementosde construcción de cimientos pro-fundos, como p. ej. en puentes(véase IT 800).

Condición previa para la aceptanciay la adopción de este procedimientoen la técnica de construcción decarreteras de muchos países fueronlas positivas experiencias realizadasdurante largos años con espumasrígidas de Styropor, que hizo posibledar una información segura sobre laestabilidad al envejecimiento y elcomportamiento a largo plazo dedichos materiales.

Estabilidad al envejecimiento de planchas de espuma rígida de Styropor difícilmente inflamables

La efectividad permanente del acabado ignífugo de espumas rígi-das de Styropor ha sido demos-trada mediante ensayos técnicos decombustión realizados en el Insti-tuto Federal para Ensayos de Mate-riales (BAM), oficialmente recono-cido, de Berlin. Del certificado deensayo se deduce que en probetasque habían sido almacenadasdurante 71⁄2 años (aprox. 4 años enclima normalizado DIN 50 014-20/65, seguidamente aprox. 31⁄2años bajo techo, pero expuestas ala acción de la intemperie al airelibre), la espuma rígida no experi-mentó disminución alguna de sudifícil inflamabilidad. Según el resu-men de los resultados de los ensa-yos que figuran en la tabla 5 delcitado certificado, la espuma rígidasatisface los requisitos que se lesexigen a materiales de construccióndifícilmente inflamables. (De solici-tarse podemos enviar el certificadode ensayo BAM nº 2.41/14271).

Observación


Fig. 6 Planchas de espuma rígida de Styropor comocapa protectora contra las heladas en la cons-trucción de carreteras: toma de muestra des-pués de 11 años de la colocación de las plan-chas. Las planchas no han experimentado nin-guna alteración.

Fig. 7 Bloques de espuma rígida de Styropor para laconstrucción de terraplenes de carreteras yrampas de puentes en comarcas con terrenosde escasa resistencia (carretera europea E6,Ljungskile, Suecia).


140/5

Las cámaras friogoríficas han llegadoa desempeñar una función insusti-tuible para la conservación de nues-tras provisiones de productos ali-mentarios. Ellas permiten el almace-namiento a una temperatura con-stante que es conseguida gracias alas máquinas frigoríficas. El fríonecesario se ha de calcular en cadacaso particular teniendo en consi-deración los siguientes factores:

– dimensiones y situación delobjeto

– transmisión de calor desde lassuperficies delimitadoras de lacámara

– naturaleza de la mercancía quese va a refrigerar

– temperatura de entrada y almace-namiento, teniendo en cuenta elcalor específico de la mercancíaque se va a refrigerar

– cantidad de carga– frecuencia de cambio de la mer-

cancía que se va a refrigerar– renovación de aire– humedad relativa idónea.

A ello hay que añadir los valoresque se obtienen mediante cálculo,correspondientes a las pérdidasdebidas al trabajo de los ventilado-res, al calentamiento para el descar-che, etc. Pérdidas que no se pue-den calcular con exactitud, son lascorrespondientes a la iluminación,las motivadas por el abrir y cerrarde puertas, las del calor irradiadopor las personas que trabajan en lacámara frigorífica y las de transportepor carretillas. Estos factores seincluyen de forma global medianteun recargo de pérdidas que gene-ralmente es del orden del 15 al 20%.

La mayor parte de la totalidad delfrío requerido se debe a las pérdi-das de frío en las superficies dedelimitación. A fin de mantenerestas pérdidas lo más bajas posible,es imprescindible que tanto lasparedes como los suelos y techos,así como las tuberías de refrigera-ción, estén provistos de un buenaislamiento. Desde hace años, lasplanchas de espuma rígida de Styropor vienen dando excelentesresultados como material aislante.Para determinar el espesor del ais-lamiento se dispone de los siguien-tes valores empíricos:


37906 Marzo 2001

Styropor250

5 Construcción


Cámaras frigoríficas® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Temperatura de Espesor del para una temperaturala cámara aislamiento en cm ambiente de

+10 °C* +20 °C**

+ 5 10 140 12 16

– 5 14 18– 10 16 20– 15 18 22– 20 20 24– 25 22 26– 30 24 28

** Media anual de la temperatura exterior para Centro-Europa** Media anual en zonas más cálidas o media anual de la temperatura

ambiente de cámaras frigoríficas situadas entre recintos caldeados eninvierno


250/2

Estos valores corresponden a losvalores de orientación recomenda-dos en las directrices 2055 del VDI(Federación de Ingenieros Alemanes)“Protección contre el calor y el frío;cálculos, garantías, procedimientosde medición y condiciones de sumi-nistro para los aislamientos térmi-cos”, tabla 13.

En el lenguaje técnico del frío indus-trial se distinguen las cámaras frigo-ríficas por sus dimensiones, aplicán-doseles los términos de “minifrío” y“maxifrío”. El tema de esta publica-ción lo constituyen las cámaras frigoríficas móviles “minifrío”. Allídonde no es factible montar salasfrigoríficas de instalación fija, lascámaras de refrigeración o congela-ción se ofrecen como la soluciónmás apropiada. Se emplean en lagastronomía, en los establecimien-tos de productos alimentarios y enlas carnicerías, y son prácticamentealmacenes intermedios, lo cual sig-nifica que estas cámaras frigoríficasson muy frecuentadas. Estas cáma-ras han de ser de fácil acceso yfácilmente transitables, deben serfáciles de limpiar y factibles demodificación en sus dimensiones.Se evitará, en la medida de lo posi-ble, que las cámaras frigoríficasestén contíguas a locales con altastemperaturas (como son las cáma-ras de secado y los hornos) y a

Fig. 1

Fig. 4

Fig. 2

Fig. 3

aquellos otros cuya humedad rela-tiva del aire sea elevada, comosalas de fabricación de embutidos,lavanderías y otros.

Estas cámaras frigoríficas se com-ponen de elementos estandariza-dos, fabricados en serie, cuyo núcleode espuma rígida de Styropor estáforrado por ambas caras con plan-chas de resina de poliéster refor-zada con fibra de vidrio, o de chapa,o bien de otro material.

La unión exacta de los elementosentre sí está garantizada por dispo-sitivos especiales. La superficie delsuelo se recubre con una chapaperfilada resistente, de aluminio.

Dado que los elementos estánestandarizados, es fácil agrandar oreducir las dimensiones de cadacámara. De acuerdo con las respec-tivas necesidades, estas cámarasse suministran con aislamiento dedistintos espesores. Los elementospara puertas y ventanillas se pue-den colocar en cualquier parte.

El tipo de construcción del suelodepende de las necesidades decada industria:

a) Colocación de elementos desuelo sobre un fundamento prefabri-cado (fig. 1).

b) Incorporar el elemento en unacavidad correspondiente del suelo,de forma que el fondo de la cámaraquede a ras del suelo circundante(fig. 2).

c) Cuando existe la necesidad deutilizar medios de transporte degran peso, como p.ej., carretillaselevadoras tipo horquilla, incorporarel elemento en una cavidad corres-pondiente del suelo, recubriendo elaislamiento del suelo con una plan-cha transitable de hormigón enmolde (fig. 3).

Las figuras 4 y 5 muestran ejemplosde cámaras frigoríficas.

250/3

Fig. 5

Observación



250/4

Protección contra el calor y el frío de tuberías

Por consideraciones técnicas y eco-nómicas es frecuentemente conve-niente o incluso necesario, protegerlas tuberías contra las pérdidas decalor y frío así como contra la for-mación de agua de deshielo. Espe-cialmente apropiadas para elloresultan las estructuras semimono-cascos y segmentos de materialexpandido de Styropor. En el casode tubos de gran diámetro handado buenos resultados la coloca-ción en varias capas de bandasdesenrolladas de bloques cilíndri-cos, ordenadas con las fugas alter-nadas.

Sectores de aplicación

Instalaciones técnicas de calefac-ción, sanitarias y de ventilaciónhasta una temperatura de serviciode 80 °C.

Se aislan:

Tuberías de agua caliente y tuberíasde calefacción de agua calientecontra las pérdidas de calor

Tuberías de agua fría contra la for-mación de agua de deshielo y pro-longación del tiempo de enfriamiento(protección contra las heladas)

Tuberías de aire y canales de aireacondicionado contra las oscilacio-nes de la temperatura

Tuberías para agentes refrigerantescontra las pérdidas de calor y la for-mación de agua de deshielo

(Instalaciones frigoríficas para alma-cenes congeladores y frigoríficos,fabricas químicas, fabricas textiles yde papel, fabricas de hielo, centra-les lecheras, fabricas de cerveza)

Tuberías de conducción para gaseslicuados en el sector de bajas tem-peraturas hasta –80 °C contra laformación de escarcha

Formas de suministro y datostécnicos

Para la espuma rígida de Styroporque se emplea a bajas temperaturas(densidad aparente 25–30 kg/m3)son válidos otros coeficientes deconductividad térmica que para elmaterial utilizado en construcciónsobre tierra (DIN 4108). Tales coefi-cientes son:

Temperatura media λ (W/m · K)

10 °C 0,033

– 50 °C 0,027

Informacion Técnica

38323 Marzo 2001

Styropor280

5 Aplicación en laconstrucción


Aislamiento de tubos® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Fig. 1


280/2

Las cubiertas monocascos de tubosy los segmentos (densidad aparente20 hasta 30 kg/m3) se suministrantambién, de solicitarse, en un tipodifícilmente inflamable. Las cubier-tas semicasco de tubos de materialexpandido rígido de Styropor sefabrican en longitudes de 0,50 y1,00 m con espesores de pared de15, 25, 40 y 50 mm para todas lasdimensiones normalizadas de 17hasta 419 mm de diámetro exteriordel tubo, con o sin reborde en lacostura longitudinal y las superficiesfontales. Segmentos abovedadospara tubos de diámetro relativa-mente grande pueden suministrarsecomo cubiertas de un cuarto decasco con una longitud de 0,50 m,en los espesores de material ais-lante de 25, 40 y 50 mm para lossiguientes diámetros exteriores delos objetos a aislar: 500, 600, 700,800, 900 y 1000 mm (véase fig. 1).

Bandas cortadas por desenrolladode bloques cilíndricos están a dis-posición en rollos de hasta comomáximo 1 m de anchura de banda yen espesores de hasta 12 mm.

La colocación de las cubiertas delos tubos tiene lugar, según la finali-dad de aplicación, con adhesivo enlas tuberías para agua caliente y sinadhesivo en las tuberías frigoríficas.Debido a las uniones por pegado dediferente espesor resultan diferentesdiámetros internos de la cubiertapara el mismo diámetro de tubo.Por esta razón es necesario calcularexactamente el diámetro interior dela cubierta. El cálculo teniendo encuenta el espesor del adhesivo sedenomina tolerancia.

Ejemplo

diámetro nominal del tubo NW 80 diámetro exterior del tubo 89 mmespesor del adhesivo (uniones por pegado)1,5 mm x 2 3 mm

92 mm

espesor del material aislante de la cubierta= 40 mm, por consiguiente

dimensión de pedido: 40/92 mm(véanse figuras 2 y 3).

Estructura del aislamiento – métodos de aplicación

Cubiertas sin tolerancia

En el caso de tuberías de aguacaliente o de calefacción hasta unatemperatura de 80 °C pueden colo-carse las cubiertas en seco. Lascubiertas de los tubos puedengeneralmente colocarse sin toleran-cia también en el caso de tuberíaspara agua fría en instalacionesdomésticas. Generalmente se lasjunta a tope; mediante doblado enlas juntas y costuras longitudinalesse impiden los puentes transmiso-res de calor. La fijación de las pie-zas moldeadas se lleva a efecto concintas de plástico autoadhesivas,alambres zincados, flejes de acero ycierres (véase fig. 4).

Cubiertas con tolerancia

Para temperaturas de los tubosinferiores a 8 °C o cuando a travésde la tubería fluya un medio frigorí-fico, se han de colocar las cubiertasy segmentos con un bitumen espe-cial, dado que si no, se puede for-mar agua de deshielo en las juntas

16989

40

40

1,5

92

40

89172

40

Fig. 2 (sin tolerancia). La cubiertade espuma rígida no tiene toleran-cia, es decir, el diámetro interno dela cubierta es exactamente igual aldiámetro exterior de la tubería aaislar.

Fig. 3 (con tolerancia). Lacubierta de espuma rígida tieneuna tolerancia de +3 mm, es decir,el diámetro interno de la cubiertaes 3 mm mayor que el diámetroexterior de la tubería a aislar. Fig. 5

Fig. 4

y, bajo circunstancias, hielo en lastuberías frigoríficas. En tales casosse han de emplear cubiertas paralos tubos con tolerancia. Adhesivosde fusión especiales son masasadhesivas de bitumen-caucho alta-mente elásticas, que se aplican encaliente, para el pegado de espumarígida de Styropor con esfuerzo tér-mico medio y en zona fría. El adhe-sivo posee la elasticidad en el frío yla estabilidad térmica necesariaspara esta aplicación, pero tambiéndesarrolla aún un buen efecto adhe-sivo a bajas temperaturas de aplica-ción. Por esta razón es especial-mente apropiado para la colocaciónde cubiertas semicasco y segmen-tos de tubos.

Antes de realizar el aislamiento deuna tubería frigorífica con cubiertasde espuma rígida de Styropor sedeberán limpiar los tubos muy afondo de herrumbre y películasadheridas de laminación con esco-billas metálicas. Sobre las tuberíaslimpias se aplica una doble capa delaca asfáltica exenta de burbujas.Cuando las tuberías atraviesenrecintos en que se encuentren artí-culos alimenticios, deberá emplear-se una laca asfáltica inodora. Sobre los tubos así preparados secolocan y “alisan” las cubiertas conun bitumen especial. La envolturade la cubierta, acoplada a estaúltima para mantenerla en la formaconveniente, se fija seguidamentecon alambres zincados o flejes deacero, debiéndose comprimir fuerade las fugas el adhesivo en excesode la cubierta. Espacios huecos no

deberán formarse. La masa adhe-siva que sobresalga se alisa conuna espátula, y seguidamente sehermetizan todas las fugas. Para elrevestimiento de codos de tuberías,bridas, válvulas, bifurcaciones, etc.,puede recortarse algo la cubierta dematerial expandido de Styropor.Con especial cuidado deberán ais-larse p. ej. las conexiones por bri-das. Análogamente deberá proce-derse también en el caso de válvu-las; únicamente las ruedas de mano(volantes) y los prensaestopas pue-den quedar visibles (véase fig. 7).Dado que la capa aislante sedimensiona predominantementesegún un cálculo del agua de des-hielo, puede ser necesaria la colo-cación de varias capas de espumarígida, las cuales se han de pegarcuidadosamente entre sí. Aquídeberá prestársele especial aten-

ción a que las diferentes capas secoloquen con las juntas longitudina-les y de tope alternadas. Espacioshuecos, que se originen debido anegligencia en el trabajo, puedenllenarse con hielo y, en casos extre-mos, pueden hacer saltar el aisla-miento y ocasionar formación deherrumbre y daños en las piezas dela instalación.

En el caso de grandes diferenciasde temperatura o una elevadahumedad del aire circundante se hade instalar una barrera de vapor enla cara caliente del aislamiento.Tales barreras contra el vapor pue-den ser: emplastos de bitumen apli-cados con espátula, eventualmentecon tejido de fibras de vidrio inter-calado, envoltura (bandaje) conláminas de plástico, revestimientocon cartón embetunado con las

280/3

120°

60°

d

d

1

2

3

4

Fig. 6

1 Aro de fleje de hierro2 Segmentos de madera3 Atornillado del aro de fleje de hierro4 Sustentación o suspensión del tuboEspesor de la madera dura d = 20 mm para un espesor del aislamiento de 25 mmEspesor de la madera dura d = 35 mm para un espesor del aislamiento de 40 mmy para varias capas

Fig. 8

Fig. 7 Fig. 9

En tubería frigorífica, la fijación delos tubos se lleva a efecto, segúnordenación constructiva (suspen-sión o bien soportes), por medio desegmentos de madera dura (véansefiguras 5 y 6), para mantener tam-bién en estos lugares la pérdida defrío lo más baja posible.

uniones de solapa pegadas, láminasde aluminio recubiertas con bitu-men, etc. Cuando se empleen recu-brimientos de plástico autoadhesi-vos, coloreados en la masa, sedeberá cuidar de que estos no con-tengan sustancias que ataquen a laespuma rígida de Styropor.

Los revestimientos (protecciónsuperficial) usuales en la técnica deaislamiento pueden aplicarse sobrelas cubiertas de espuma rígida ins-taladas, ilimitadamente y de laforma conocida; tales revestimien-tos son p. ej. envolturas rígidas deyeso o cemento, recubrimientos detejido crudo de algodón con pintu-ras plásticas, láminas de plástico,revestimientos con chapas metáli-cas de todo tipo (chapas de alumi-nio, chapas de hierro zincadas oplomadas así como chapas deacero recubiertas de plástico). En elcaso de los revestimientos con cha-pas se debe instalar sobre labarrera contra el vapor una tira deespuma rígida de Styropor de 8–10mm de espesor, al objeto de que lostornillos de rosca cortante de laschapas no dañen la barrera contrael vapor.

Dimensionado del espesor del material aislante en las cubiertas de tubos(véase tabla anterior)

El dimensionado del espesor de lascubiertas de espuma rígida ha deser siempre tal que no se origineagua de deshielo. Ésto depende dela temperatura del aire ambiente, dela humedad relativa del aire, de la

temperatura del tubo y del diámetrodel tubo. Un tubo más grueso pre-cisa, bajo las mismas circunstan-cias, de un aislamiento de mayorespesor, ya que es mayor la canti-dad de líquido que enfría la superfi-cie del tubo (véanse figuras 8 y 9).

Canales para tubos de calefacción

En aquellos casos en los que el ais-lamiento de las tuberías con lascubiertas para tubos no sea posiblees recomendable, para impedir pér-didas de calor excesivas, aislar inte-riormente los canales para tuboscon planchas de espuma rígida deStyropor.

Dado que las paredes son general-mente de hormigón u otros materia-les de construcción de una capaci-dad de absorción semejante, serecomienda llevar a efecto la fijaciónde las planchas aislantes con losadhesivos de construcción a basede dispersiones, usuales del mer-cado.

Únicamente cuando el canal estérevestido interiormente con un car-tón embetunado para protegerlocontra la humedad procedente delsuelo, deberá realizarse el pegadocon un adhesivo especial.

Un punto a tener en cuenta es quela capa aislante no esté sometidade forma permanente a temperatu-ras superiores a 85 °C. En el casode calefacciones con agua calienteno se sobrepasa esta temperatura.Una elevación breve de la tempera-tura de contacto hasta 100 °C no

perjudica a la espuma rígida deStyropor. Si en un canal para tubosestán tendidos simultáneamentetanto tuberías para agua calientecomo también para agua fría, pue-den ser ambos sectores de tempe-ratura separados por medio espumarígida de Styropor.

Observación



Espesores necesarios de la espuma rígida de Styropor para cubiertas para tubo para impedir la formación de agua de deshielo en tuberías (en mm)(según J. S. Cammerer)

Humedad relativa del aire ambiente en %90 80 70 60

Diámetro del Temperatura para una temperatura del aire ambiente en °C detubo, mm del tubo, °C 10 20 40 10 20 40 10 20 40 10 20 40

25/33.7 –20 65 60 100 35 45 55 20 30 40 15 15 25

0 25 45 75 15 25 45 15 15 25 15 15 20

+1 0 – 25 60 – 15 30 – 15 20 – – 15

50/57 –20 75 90 120 40 50 60 25 30 45 15 20 30

0 30 50 85 15 25 60 15 15 30 15 15 25

+1 0 – 30 70 – 15 35 – 15 20 – 15 15

100/108 –20 85 100 140 45 55 70 25 35 50 15 25 35

0 35 55 100 15 25 55 15 15 35 15 15 15

+1 0 – 35 80 – 15 40 – 15 25 – 15 15

200/216 –20 100 115 150 50 60 80 30 40 55 15 25 35

0 35 60 110 25 30 60 15 20 35 15 15 20

+1 0 – 35 90 – 15 40 – 15 30 – 15 15

400/419 –20 110 130 180 55 70 90 30 45 60 20 30 40

0 40 70 125 25 30 70 15 20 40 15 15 30

+1 0 – 40 100 – 20 45 – 15 30 – 15 20

280/4

Se ha demostrado que el aislamientotérmico de paredes exteriores ytechos con paneles que llegan hastala altura del piso es uno de los siste-mas más económicos para el aisla-miento hacia el interior. Estas placasse componen de espuma rígida deStyropor, frecuentemente en combi-nación con yeso encartonado, perotambién con placas duras de fibramineral, tableros de viruta de maderay similares. Además existen las pla-cas sandwich con otros plásticos,cerámica, hormigón de resinassintética y otros materiales adecua-dos para esta finalidad y combinadasentre sí, siendo éstas principalmentede aplicación para el aislamientoexterior (los formatos mayores son de1,25 x 4,50 ml).

El aislamiento térmico deseado seconsigue dimensionando correspon-dientemente el espesor de las capasde espuma rígida de Styropor.

En la mayoría de los casos seemplean placas de yeso encartonadode 9,5 mm de espesor como “revo-que seco”. Este espesor garantiza yauna buena estabilidad frente a losusos normales en una vivienda.

Aparte de la posibilidad de colocar-las de forma muy racional (hasta

5,6 m2 de aislamiento y revoque enuna sola operación), estas placassandwich de gran formato ofrecenmayor seguridad frente a los puen-tes térmicos.

La colocación sencilla, limpia y casiseca de estas placas sandwichbrinda la ventaja de dejar los localesrápidamente listos para ser habita-dos, evitando mojar de nuevo loselementos de construcción, cosaineludible en la aplicación de losrevoques convencionales. Pocodespués de realizado el enmasilladode las escasas juntas y uniones, lostechos y paredes están ya listospara ser empapelados.

Colocación de las placas compuestas en paredes

Se recomienda colocar las placasen las paredes, una vez terminadoel enlucido de los techos y antes derealizar el pavimento flotante.

Primeramente, las placas sandwichse cortarán a longitudes de acuerdocon la altura libre del piso. Para ellopueden utilizarse las herramientasconvencionales para trabajar lamadera, como por ejemplo el serru-cho o la sierra circular a mano(fig. 1).


38532 Marzo 2001

Styropor 324

5 Construcción


Aislamiento interior, placas compuestas® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Fig. 1


324/2

Las placas compuestas se coloca-rán con su cara recubierta sobredos o tres maderas, extendiéndosela masa de adhesivo sobre laespuma rígida de Styropor. Para elpegado por puntos o tiras, se reco-mienda emplear un aglomerantepara la preparación de yeso,cuando se trata de una base debuena adherencia y de un poderabsorbente normal. Cuando se tratede superficies relativamente lisas,como las de hormigón o semejante,se utilizará para el pegado un mor-tero a base de dispersiones (fig. 2).Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Seguidamente la placa compuestase enderezará, se apoyará sobre lapared colocada sobre cuñas demadera y se alineará en los sentidosperpendicular y horizontal medianteuna regla. Aplicando una capa deaglomerante de mayor o menorespesor (figs. 3 y 4) pueden sercompensados los desniveles de labase.

Hay que tener presente que la basedebe ser sólida, estar seca y librede polvo. Los papeles pintados ylas pinturas lavables, deben ser reti-rados con anterioridad. Una vezcolocada y alineada la placa sand-wich, habrán de eliminarse los res-tos de aglomerante o mortero adhe-sivo que hayan salido por los lados,puesto que podrían fácilmente darlugar a la formación de puentes tér-micos (fig. 5).

324/3

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Una vez endurecido el aglomeranteo mortero adhesivo, se enmasillaránlas juntas según las instruccionesdel fabricante y se colocará en lamasilla de relleno una tira de gasa,de fibra de vidrio o de un papelespecial (fig. 6). Después delsecado, se allanará la zona de lajunta con masilla (fig. 7).

324/4

Endurecimiento de la pintura de imprimación

Mediante una pintura de imprima-ción, por ejemplo a base de disper-siones, se consigue que las superfi-cies de las placas tengan menorpoder absorbente y éste sea uni-forme. Este tratamiento previo facili-tará también el arranque de los

papeles pintados en el caso de pos-teriores trabajos de renovación.Generalmente, los muros exteriores,relativamente herméticos al vapor,como por ejemplo los de hormigón,requieren medidas que actúencomo freno de vapor, como puedeser la aplicación de pinturas a basede dispersiones especiales (Diofan®

de la BASF) sobre la superficie de

las placas, para, de esta manera,evitar posibles daños por la con-densación del vapor de agua.

A fin de evitar los puentes térmicosy los daños por humedad que deellos se puedan derivar, habrá queprestar especial atención a la confi-guración de las esquinas.

Configuración de las esquinas

Con el ejemplo de una esquina inte-rior se muestra aquí la forma en queha de ser rebajada la placa sand-wich para lograr una capa aislantecontinua en la parte de la pared.También en este caso, la manipula-ción de la placa se efectúa con unserrucho (figs. 8 y 9).

Los cantos salientes en las zonasmás expuestas pueden ser protegi-dos mediante cantoneras especia-les que se incorporan durante laaplicación de la masilla.

Fig. 8

Fig. 9

Colocación de las placas compuestas en techos

Las placas compuestas han dadoprueba de su eficacia no sólo en elacondicionamiento de desvaneshabitables, sino también para sercolocadas en techos de vigas demadera.

En este caso, las placas de granformato sirven de enlucido a la vezque cumplen la función del aisla-miento térmico necesario.

Primero se fijará una estructura decompensación en la parte inferiorde las vigas de fondo. La distanciaentre latas será de un tercio delancho de las placas, es decir, unos42 cm. Las placas compuestas sesujetarán a estas latas medianteclavos especiales galvanizados,siendo enmasillados a continuaciónen la forma convencional. La colo-cación se efectuará a tope, prestán-dose particular atención a estedetalle (figs. 10 y 11).

324/5

Fig. 10

Fig. 11

324/6

Esquema de clavado para la fijación longitudinal en techos

Manipulación de las placas compuestas

aprox. 10 cm

aprox. 20 cm

aprox. 10 cm

1/3 1/3 1/31,25 m

incorrecto

correcto

Detalles a observar en la introducción de los clavos:

Herramientas para la manipulación de las placas compuestas.

El cortado y recortado se efectúa con un serrucho normalde dientes finos o bien con una sierra circular manual.

Los rebajes y orificios de las mas diversas dimensionesy formas se efectúan con un serrucho de punta.

Fijación de objetos en las placas compuestas

Los objetos ligeros, como cuadros ysemejantes, pueden ser colocadosmediante los llamados ganchos enX.

Los objetos de más peso se sujeta-rán mediante tacos especiales deanclaje, como por ejemplo, lostacos de anclaje “Fischer”.

Los elementos de instalacionessanitarias, como por ejemplo loslavabos que, aparte de constituiruna carga en suspensión, represen-tan también una carga de tracción,se sujetarán por anclaje en la mam-postería, atravesándose para ellolas placas sandwich.

324/7

Los rebajes circulares, especialmente para instalacioneseléctricas y sanitarias, se realizan con una taladradorade copa.

Los cantos se biselan con un cepillo Surform.

1) Se efectúa el agujero introduciendo en éste el tacode anclaje.

2) Se coloca el objeto a fijar enroscando el tornillo conunas vueltas en el taco de anclaje.

3) Con la ayuda del tornillo se introduce del todo eltaco de anclaje.

4) El tornillo se aprieta del todo.

Instalaciones eléctricas

Las conducciones eléctricas entubos aislantes o los cables recu-biertos se colocarán en contactodirecto con la espuma rígida deStyropor. Los cables plásticos para-lelos, que según lo estipulado por el VDE (Asociación de electrotécni-cos alemanes), han de estar empo-trados, no podrán ser utilizados eneste caso.

Es conveniente realizar los trabajosde instalación eléctrica en dosfases. En la primera, se colocaránlos tramos de cable sobre la paredde fábrica de ladrillo. Si las seccio-nes de los cables son mayores queel probable espesor de la capa deadhesivo, éstos se colocarán enrozas a efectuar en la pared. Enaquellos puntos donde esté previstala instalación de una caja, el cableserá colocado en forma de lazo.

Antes de colocar la placa compue-sta, se efectuarán los trabajos nece-sarios para las cajas que se van aempotrar, sea mediante una taladra-dora de copa, sea mediante unserrucho de punta.

Una vez colocados los elementos,se introducirán las cajas vacíassujetándolas mediante un adhesivoa base de dispersiones (con adiciónde cemento) o bien mediante yeso,a la vez que se pasa el cable.

Es aconsejable no instalar las cajasempotrables sujetándolas conmucho yeso a la pared antes decolocar las placas sandwich. Paraello, habría que quitar el materialaislante en la parte trasera de laplaca de yeso encartonado ocasio-nando con ello la formación depuentes térmicos.

Observación



Las planchas compuestas deespuma rígida de Styropor concapas de cubrición de otros mate-riales, principalmente yeso encarto-nado, han tenido éxito como “plan-chas de revoque secas” con efectoaislante térmico.

Las planchas recubiertas por amboslados son especialmente apropia-das para hacer tabiques ligeros noportantes debido a su peso relativa-mente bajo y el fácil manejo. El aho-rro de tiempo al producirlo, el mon-taje limpio y seco y por lo tanto laeliminación del tiempo de secadoque sería necesario en otro caso,son ventajas importantes.

El peso por metro cuadrado de lasparedes terminadas de este tipo deelemento con la altura del piso esde aproximadamente 20 kg/m2 y,por lo tanto, generalmente es insig-nificante para los cálculos estáticos.Debido a los formatos de gransuperficie (ancho 1,25 m, alturaescalonada hasta máx. 4,50 m) enuna sola operación se puede edifi-car una pared de 3,0 a 5,6 m2.

Después de emplastecer las juntasasí como las uniones de las paredesy techos con una masa para juntas,incorporando tiras de refuerzo, lasparedes están listas para empape-lar.


44607 Marzo 2001

Styropor352

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Piezas sandwich para la construcción; tabiques ligeros


Montaje

1. Pegar tiras de espuma rígida deStyropor en los lugares deempalme de piso, techo y pared.Para pegar se ha de utilizar unacola de dispersión (cola de cons-trucción).

2. Cortar los elementos que tienenla altura del piso, a la altura delpiso libre menos 4 cm. Las plan-chas compuestas se trabajancon herramientas para maderanormales (Fig. 1).

3. Emplastecer la cola de disper-sión (cola de construcción) sobrela superficie de tope superior ylateral de las planchas compues-tas o en la superficie deempalme.

4. Levantar la plancha compuesta yempujarla hasta la pared trans-versal o hasta la plancha adya-cente (Fig. 2).

5. Con un fierro plano y cuñas demadera se alinea el elemento demanera vertical y en línea recta(Fig. 3).

6. La cola que brota de las unionesse debe retirar cuidadosamenteantes de que ésta pueda fraguar.En caso necesario limpiar conuna esponja húmeda.

7. Rellenar a tope la junta del piso(o la junta del techo, si el mon-taje se efectúa al revés) con mor-tero de cola de construcción ocon aglutinante preparado deyeso.

8. Después de aproximadamente48 horas se puede retirar lascuñas y fierros de montaje y serellena los orificios.

Esquinas, empalme con la pared

1. Emplastecer con masa para juntas. Para darle unamayor estabilidad se puede incluir en las esquinaslibres, tiras especiales de aluminio para la protec-ción de cantos.

2. Juntas para adhesivo3. Tiras de espuma rígida de Styropor4. Plancha compuesta5. Pared existente

Junta a tope

1. Masa para juntas (yeso especial)2. Tiras de refuerzo3. Junta para adhesivo4. Plancha de yeso encartonado5. Núcleo de espuma rígida Styropor6. Plancha compuesta

Empalme de la puerta

En el caso de tabiques ligeros deelementos compuestos de espumarígida es conveniente utilizar piezasde madera para fijar las puertasinteriores tal como se hace en laconstrucción en entramados.

1. Planchas compuestas2. Poste de madera3. Travesaño

9. Cerrar las juntas de empalmeverticales con masa para juntasy tiras de refuerzo. Emplastecerlos lugares de empalme con lapared y el techo. Una vez queeste emplaste haya secado, sepuede empapelar la pared.

352/2

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

En primer lugar, con ayuda de unasierra se retira en los lugares corres-pondientes el núcleo de materialexpandido. En los orificios se adhie-ren los postes con bastante cola deconstrucción.

1. Poste para una plancha compuesta de 60 mm deespesor, por ej. 40 x 40 mm

2. Plancha de yeso encartonado3. Núcleo de espuma rígida de Styropor 4. Plancha compuesta5. Cola de construcción

Los postes se fijan en el piso y altecho con triángulos planos de fierro

1. Unión con el techo con triángulo plano de fierro2. Unión con el piso con triángulo plano de fierro

El cerco y el revestimiento se pue-den fijar entonces con tornillos de lamanera usual.

1. Plancha compuesta2. Poste de madera3. Cerco de madera4. Hoja de la puerta

Fijación de listones de zócalos y de objetos

Mientras que los listones de zócalode PVC se pegan normalmente, lis-tones de zócalo de madera ú otraspiezas se deben fijar por ej. con “anclas Fischer”. La plancha de yesoencartonado se perfora y la piezaque va a ser fijada se entornilla.

Montaje

Tanto en la plancha de yeso encar-tonado como en la pieza que va aser fijada se perfora un agujero conlas medidas exactas y se introduceel ancla.

Introducir el tornillo y entornillarlocon algunas vueltas en el ancla.Con ayuda del tornillo se empuja elancla hasta que las anclas cabezo-rro se engatillan detrás de la plan-cha de yeso encartonado.

Al apretar el tornillo las anclas cabe-zorro se separan, fijando la pieza.Es recomendable no apretar mucholos tornillos.

Las anclas de fijación se puedenobtener en el comercio especiali-zado correspondiente.

Tipo de Taladro Tornillo para ancla mm Ø madera

mm Ø

A4 18 4

A5 10 4

Es posible fijar objetos ligeros conlos así llamados ganchos X.

Instalación eléctrica

Una vez que los tabiques están ins-talados se puede fresar en ellosranuras verticales y horizontales –tanto con sierras circulares comocon sierras de calar así como consierras de altas revoluciones (para eltrabajo con madera) – sin que elloafecte de manera importante laestabilidad de las paredes.

Este tipo de trabajos se debe hacerantes de emplastecer las juntas ypuntos de empalme, de estamanera las ranuras se puedencerrar simultáneamente al momentode emplastecer, evitándose así unasegunda operación.

Dentro de las ranuras con lasdimensiones correspondientes sepegan los tubos vacíos con adhesi-vos de construcción aditivados concemento ó con yeso. Es importantecolocar los tubos de manera tanprofunda, que una vez que se hayarellenado la ranura con el materialde relleno, este a la altura de lasuperficie de la plancha de cartónenyesado. Ranuras horizontales lar-gas, especialmente a media alturade la pared, deben asegurarse adi-cionalmente con tiras de refuerzopara juntas.

Antes de pegar cajas empotradases recomendable taladrar un huecodel tamaño correspondiente con untaladro tubular, porque así se pue-den evitar trabajos de masillado adi-cionales.

352/3

Forma de entrega

Las planchas compuestas para tabi-ques ligeros no portantes se fabri-can con las siguientes dimensiones:

Largo: 2 hasta 4,5 m, ascendiendorespectivamente 25 cm

Si se piden cantidades correspon-dientes es posible suministrar lasmedidas intermedias.

Ancho: 1,25 m.

Grosor: 50, 60, 80 m (grosoresestándar), grosores especialeshasta máx. 120 mm.

Observación



352/4

1. Información general

Sobre todo en países con clima tro-pical y subtropical las baldosas ylosas cerámicas son muy aprecia-das como recubrimiento del suelofresco y resistente con una altacapacidad de absorción térmica.Pero a pesar de ser relativamentegrueso, un revestimiento de baldo-sas sólo puede reducir muy poco latransmisión acústica, ya que en elcaso de revestimientos duros – encomparación a los blandos, comoalfombras – se produce un ruido depasos particularmente alto. Paralograr un aislamiento acústico alruido de pasos efectivo, por lotanto, especialmente en el caso derevestimientos con baldosas, esnecesario incluir una capa de aisla-miento. Lo que hay que tener encuenta durante la planificación ycolocación de revestimientos debaldosas con aislamiento acústicoal ruido de pasos, se explica a con-tinuación detalladamente por mediode una serie de ejemplos.

Debido a que existe muy poca lite-ratura técnica sobre el aislamientoacústico al ruido de pasos debajode baldosas, aún prevalece la opi-nión errada, que no es posible colo-car baldosas sobre solados flotan-tes porque las baldosas no resistenlas cargas. Se piensa en cargas porpuntos que se pueden producir porlos pies de muebles pesados. Perola realidad es que sólo la plancha desolado de hormigón es la que debeabsorber las cargas, y no las baldo-sas ni el mortero de asiento! El bal-dosador debe tener cuidado de quelas baldosas estén colocadas cuida-dosamente con asiento prieto en ellecho de mortero.

Los siguientes ejemplos fueron ele-gidos bajo el punto de vista que losrevestimientos de baldosas se colo-can tanto en salas de estar comoen recintos húmedos, y que última-mente se utiliza también la técnicade capa delgada para baldosas.


47661 Marzo 2001

Styropor421

5 Construcción


Aislamiento acústico al ruido de pasos debajo de baldosas



421/2

2. Enlosado en una sala de estar

Sobre la cubierta en bruto se colocauna capa de planchas elastificadasde espuma rígida de Styropor y secubre con cartón embetunado. Elcartón embetunado evita el pase demortero de solado a través de lasjuntas de las planchas a la cubiertabruta formando puentes acústicos.La limitación lateral se efectúamediante una tira lateral de 1 cm deespesor colocada de manera verti-cal, que debe sobresalir un pocosobre el borde superior del futurorevestimiento.

La plancha de solado se encuentraahora sobre la capa de aislamientocubierta con cartón embetunadocomo en una bandeja y no tienecontacto con ningún otro elementode la construcción. Las baldosas secolocan de la manera usual sobre laplancha de solado. El espesor totalde las planchas de solado, el mor-tero de colocación y las baldosas esde aproximadamente 6 – 7 cm. Unavez que el mortero haya fraguadose corta la tira lateral sobresalientehasta la altura de las baldosas.Como listón del zócalo se puedenutilizar perfiles de baldosas, demadera o de plástico.

1. Baldosas en un recinto húmedocon listón de zócalo de PVC

Lo esencial en esta aplicación esque las losetas de la pared, como

es usual en el ramo de baldosas, secolocan antes de colocar el revesti-miento del suelo. El zócalo de losasse coloca casi hasta la cubiertabruta de la subestructura portante y

está separado de esta por una juntade 1– 2 cm de espesor. Esta solu-ción tiene la ventaja de que el listónalineado correctamente ofrece unabase de trabajo de superficie plana

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7Fig. 1Baldosas enuna sala deestar sobresolado flotante

1 Baldosas2 Lecho de mortero3 Solado4 Cartón embetunado de 2505 Capa de aislamiento de planchas de espuma rígida de Styropor elastificadas6 Cubierta bruta7 Enlucido8 Tira lateral de espuma rígida de Styropor 9 Listón del zócalo


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Fig. 2 Recubrimiento de losas en una cocina sobresolado flotante

1 Baldosas2 Lecho de mortero3 Solado4 Cartón embetunado de 2505 Capa de aislamiento de planchas de espuma rígida de Styropor elastificadas6 Cubierta bruta7 Enlucido8 Tira lateral de espuma rígida de Styropor9 Azulejos de gres

10 Azulejos11 Angulo de plástico

Fig. 3 Aislamiento acústico al ruido de pasos de laconstrucción del piso de la fig. 2

para la tira lateral que se debe colo-car verticalmente en la zona detransición entre el revestimiento delpiso y la pared. La construcciónposterior del piso es análoga a laconstrucción descrita anteriormente.

4 Baldosas en un recintohúmedo con zócalo recto

En el ejemplo de baldosado de lafig. 2, la tira lateral de espuma rígidade Styropor se debe cubrir conmasilla elástica o bien con un listónde madera o de plástico. Si no sedesea que la junta o el materialextraño sean visibles, se puedeseguir las indicaciones de la fig. 4.Una vez que el embaldosado estéconcluido, las juntas estén selladasy la parte sobresaliente de la tiralateral esté recortada, se cubre ellugar previsto para el zócalo conuna cinta de masilla elástica perma-nente de 4 mm de espesor. Elzócalo se coloca sobre esta cintade masilla. Es recomendable utilizaruna cinta de masilla de 4 mm deespesor, aún cuando la altura de lajunta sea de tan solo 3 mm (véasefig. 5) porque la carga ejercida porel zócalo tiene por consecuenciaque la cinta se vea aplastada. Paraevitar con toda seguridad el posiblepaso de mortero entre la tira demasilla y la pared sobre la tira deaislamiento se coloca un rollo demasilla elástica permanente encimade la tira de masilla junto a la pared.

5 Embaldosado en un recintohúmedo con zócalo de lima

El ángulo vivo formado en el casodel zócalo derecho, no es bien vistoen algunos recintos, por ej. en cuar-tos de baño. Pero se puede evitarfácilmente, utilizando piezas dezócalo de lima.

El procedimiento de trabajo es simi-lar a aquel que se describe en elcap. 4 y se muestra en la fig. 5.

6. Técnica de capa delgada

El método acreditado para la colo-cación de baldosas es la técnica decapa gruesa. El mortero preparadocumple con dos funciones: Sirve decapa adhesiva entre las baldosas yla superficie de soporte y simultáne-amente tiene que compensar lasirregularidades de la construcciónbruta. En vista de que hoy en día lasbaldosas cerámicas tienen superfi-cies muy planas y son de dimensio-nes exactas, es posible disminuir elespesor de la capa adhesiva. Latécnica de capa delgada, que seutiliza desde hace muchos años en

Suiza y en los EEUU, últimamentetambién aquí ha obtenido mayorimportancia para la colocación debaldosas cerámicas vidriadas y sinvidriar sobre planchas de soladocon aislamiento acústico al ruido depasos existentes. Esta técnica decolocación tiene la ventaja de quese puede trabajar de una maneramucho más racional. Aplicando latécnica de capa gruesa, un baldo-sador puede colocar aprox. 4 m2 debaldosas por hora, según la técnicade capa delgada puede colocaraprox. dos veces y media esta can-tidad, es decir 10 m2 por hora.

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Fig. 4 Embal-dosado en unacocina sobre unsolado flotante.

1 Baldosas2 Lecho de mortero3 Solado4 Cartón embetunado de 2505 Capa de aislamiento de planchas de espuma rígida de Styropor elastificadas6 Cubierta bruta7 Enlucido8 Tira lateral de espuma rígida de Styropor9 Masilla elástica

10 Baldosas de gres

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Primera fase de trabajo


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Segunda fase de trabajo


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Tercera fase de trabajoRecubrimiento acabado

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Fig. 5 Embaldosado sobre solado flotante con zócalo de lima

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7 Requisitos para la aplicaciónde la técnica de capa delgada

El soporte debe tener una superficietotalmente plana y lo más estableposible, además no debe despren-der arena. El solado de cementotiene las propiedades más ventajo-sas para la colocación en capa del-gada durable.

8 Mortero y adhesivos de capadelgada

Para la técnica de capa delgada seutilizan diferentes masas para lacapa adhesiva dependiendo de lacapa y el soporte:

a) Mortero como mezcla decemento y arena aditivados conemulsiones y dispersiones plásticas

b) Mortero seco (llamado morteroadhesivo o pegamento para laconstrucción) que consta de unamezcla seca de arena, cemento yresinas sintéticas

c) Adhesivo en base a resinas sin-téticas como adhesivo de uno o doscomponentes en forma líquida.

En la técnica de capa delgada ya noes necesario remojar las baldosas.El efecto de adhesión se obtiene através de una capa delgada y uni-forme del adhesivo. Pero sólo sepueden compensar irregularidadesde poca consideración del soporte.

9 Colocación de baldosas segúnla técnica de capa delgada

Conforme a las costumbres del ofi-cio del baldosador se colocan pri-mero las lozas de la pared y luegolas baldosas del suelo.

En primer lugar se compensan lasirregularidades de la cubierta brutacon mortero de cemento. Despuésse pegan tiras laterales de espumarígida de Styropor con un adhesivode dispersión o de contacto a lasparedes (fig. 6).

Las planchas elastificadas deespuma rígida de Styropor con lasmedidas 1,0 m x 0,5m y 18/15 mmde espesor se colocan de maneraenlazada sobre la cubierta brutaplana, compensada previamentecon mortero de cemento (fig. 7), yse cubre conforme a las especifica-ciones con cartón embetunado (fig.8).

Sobre la capa de aislamiento secoloca un solado de cemento de 35mm de espesor (fig. 9).

Las juntas de separación entre elsolado de cemento y el recubri-miento de la pared se sellan conmasilla (fig. 10). El sellado debe serelástico, en primer lugar, porque lajunta debe ser estanca al agua, si elpiso se asienta bajo carga y en se-

Fig 6 Cons-trucción enbruto con tirasde aislamientolaterales coloca-das en la pared.

Fig. 7 Capade aislamientode planchas deespuma rígidade Styroporcolocadas yunidas

Fig. 8 Capade aislamientoparcialmentecubierta concartón embetu-nado

Fig. 9 Soladode cementoreforzado conemparrillado deacero

gundo lugar, porque esta es la únicamanera de evitar transferencias delruido de pasos a recintos colindan-tes y más distantes.

Después se coloca sobre el soladode cemento el revestimiento cerá-mico del suelo, en nuestro ejemplomosaico intermedio, 5 cm x 5 cm,

4 mm de espesor, mediante unacapa de mortero adhesivo de arena,cemento y una dispersión sintética(véase fig. 11 hasta 13).

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Fig. 10 Estanqueización de la junta lateral con masillaelástica

Fig. 13 Junta entre el piso y el recubrimiento de lapared estanqueizado con masilla elástica.

Fig. 12 Mosaico intermedio colocado

Fig. 11 Colocación de las baldosas sobre una capa demortero adhesivo de 1 mm de espesor

Fig. 14 Corte a través de la cubierta acabada Fig. 15 Aislamiento acústico al ruido de pasos de laconstrucción de la cubierta

1 Baldosas2 Capa de mortero adhesivo de 1 mm3 Solado de cemento de 35 mm4. Cartón embetunado de 2505 Capa de aislamiento de espuma rígida de

Styropor elastificada de 18/15 mm6. Cubierta bruta de 140 mm7 Enlucido de 15 mm8 Tira lateral de espuma rígida de Styropor9 Masilla elástica permanente

10 Baldosas para zócalo11 Mampostería

10. Aislamiento acústico alruido de pasos del embaldosadoen solado flotante según la técnica de capa delgada

En la fig. 15 se puede comprobarque la técnica acústica de unembaldosado sobre solado flotantesegún la técnica de capa delgadatambién es correcta.

Medidas hechas en cubiertas aca-badas demuestran, que la cubiertacon un recubrimiento de baldosascolocadas según la técnica de capadelgada, cumple ampliamente conlas propuestas de la protección delruido de pasas elevada según DIN4109, hoja 2.

11 Final

Es posible colocar de manera eco-nómica los revestimientos de baldo-sas sobre solados flotantes aisladoscon planchas de espuma rígida deStyropor. Si se cumple durante laconstrucción con las normas profe-sionales se cumple con seguridadlas exigencias de DIN 4109, “Aisla-miento acústico en la construcciónde edificios”. Los resultados de lasmediciones demuestran que esposible alcanzar valores inclusoconsiderablemente más favorablesque los exigidos.

Existen diferentes publicacionessobre el sector “Aislamiento acústicoal ruido de pasos debajo de baldo-sas” que constituyen una buenaayuda.

K. Hildebrand, Servicio de asesora-miento técnico de baldosas de laCia. Villeroy y Boch“Trittschalldämmung unter Fliesen-belagen” (“Aislamiento acústico alruido de pasos debajo de baldo-sas”), Editorial Das Baugewerbe,Köln-Braunsfeld

E. Hopp, Servicio de asesoramientode baldosas, “Untersuchungsberichtzur Trittschall- und Wärmedämmungunter Fliesenbelagen” (Informe de laevaluación del aislamiento acústicoy térmico debajo de baldosas)

Laboratorio de investigación de bal-dosas Ostar, Osterath “Trittschall-dämmung und Wärmedämmungunter dem Fliesenbelag vonFußböden” (Aislamiento acústico alruido de pasos y aislamiento tér-mico debajo del embaldosado depisos)

K. Köhling, Österreichische Bau-wirtschaft, Viena “Trittschalldäm-mung unter Verwendung vonSchaumstoffen aus Styropor “(Aislamiento acústico al ruido depasos usando espuma rígida deStyropor )

Keramik am Bau Frankfurt, “Fliesenim Wohnungsbau” (Baldosas en laconstrucción de viviendas)

A. Erhard, Kunststoffe im Bau, Heidelberg, “Elastifizierte Schaum-stoffplatten aus Polystyrol zur Tritt-schalldämmung in Räumen mitkeramischen Bodenbelägen”(Planchas de espuma rígida depoliestireno para el aislamientoacústico al ruido de pasos en recin-tos con recubrimientos del suelocerámicos)

K. Hildebrand, Fliesen und Platten,“Schallschutz aus der Sicht desFliesenlegers” (Aislamiento acústicodesde el punto de vista del embal-dosador).

Observación



421/6

Las planchas visibles paratechos de espuma rígida deStyropor se pueden diseñar demanera decorativa o también seles puede recubrir. No se les daun revestimiento.

1 Posibilidades de aplicación

Para la elección de las planchas ydel sistema es decisivo el uso pre-visto. Se hace una distinción entre:

a) estructuración decorativa de lasplanchas por división en módu-los, perfilación de las planchas ypintura

b) regulación de la reverberación,especialmente mediante plan-chas acústicas especiales oconstrucciones absorbentes delsonido

c) corrección de recintos dema-siado altos a través de cielosrasos suspendidos, revestimientode tuberías o vigas matrices asícomo para el saneamiento decielos rasos con rajaduras uondeados

d) aislamiento térmico adicionalpara techos.

Las molestias causadas por ruidode pasos en habitaciones superio-res no se pueden evitar en la prác-tica con planchas visibles para cie-los rasos suspendidos. Para esto senecesita un aislamiento acústico alruido de pasos encima del cieloraso.

En el caso de aislamiento térmicode superficies grandes de techosmacizos se debe verificar si éste nocausa variaciones de temperaturademasiado altas en la construccióndel techo, lo cual eventualmentepodría producir averías en el techoo en muros portantes. Además seha de examinar la pregunta de ladifusión de vapor de agua. Aún si seutilizan las planchas de espumarígida por motivos decorativos opara el aislamiento acústico de lahabitación, en el caso de diferencias

de temperatura hacia el exterior,deben ser ventilados por atrás (porejemplo cielo raso suspendido). Enel caso de techos macisos con sufi-ciente aislamiento térmico, por logeneral no se dan problemas físicosde construcción.

2 Formas de suministro

Las planchas visibles de Styropor secortan a partir de un bloque expan-dido o se expanden en moldes. Elespesor de la plancha es de 10, 15ó 20 mm. Los cantos por lo generalestán achaflanados, renvalsados otambién ranurados con mortaja. Lasplanchas cuadradas se suministrancon las medidas de aproximada-mente 30 x 30 cm hasta 62,5 x62,5 cm. La superficie de las plan-chas es lisa o estructurada, blancao de colores, ranuradas longitudi-nalmente o en cruz, medio perfora-das, ranuradas en círculo o punzo-nadas (mejoramiento de la absor-ción acústica).

3 Admisibilidad según las normas legales en materia de construcción

Las planchas visibles para techosdeben cumplir por lo menos con lasexigencias de la clase de materialde construcción B2 (inflamabilidadnormal). Las planchas visibles paratechos hechas de Styropor F satis-facen las exigencias para materialesde construcción poco inflamables(clase de material de construcciónB1 según DIN 4102).

En Alemania los materiales de cons-trucción de la clase B1 sólo puedenser utilizados, si están verificados ycontrolados oficialmente en cuantoa su comportamiento en fuego. Estees el caso de las planchas visiblespara techos, también en unión decolas poco inflamables. Las plan-chas visibles se clasificarán en estecaso como “no ardientes” (gotean) y,por lo tanto, en cuanto a la preven-ción de accidentes constituye unriesgo considerablemente menor


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Styropor432

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Planchas visibles para techos


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que el revestimiento usual conmadera, que por lo general es clasi-ficado como inflamable normal-mente, DIN 4102-B2. La preguntapor la admisibilidad según las nor-mas legales de construcción deplanchas visibles para techos deStyropor es tratada detenidamenteen la IT 433.

4 Colocación de planchas visibles para techos

Las planchas visibles para techosse pueden pegar directamente alcielo raso en bruto o enlucido ó sefijan a un emparrillado de listones.

1. Fijación debajo del cielo rasomediante pegamento: En el caso decielos rasos de hormigón bruto pre-

parado en pie de obra, antes de fijarlas planchas se deben eliminar lasbarbas del encofrado. Corregir lasirregularidades mayores conemplaste! Retirar pinturas lavables óque se estén desconchando asícomo papel de pared. Reparar enlu-cidos estropeados. Endurecer óquitar superficies de enlucido conmucha arena.

Para pegar las planchas visiblespara techos es preferible utilizaradhesivos a base de dispersiones(véase IT 620, 621).

Durante el tratamiento preliminar dela superficie sobre la que se va apegar y durante la fijación de lasplanchas se deben tomar en cuenta

las normas de aplicación del fabri-cante del adhesivo.

Para obtener una imagen simétricadel cielo raso, primero se fija el cen-tro de éste mediante un golpe decuerda. Seguidamente se fijan lasplanchas, empezando por el centrodel cielo raso, hacia afuera. Es con-veniente presionar con un rodillocon piel de cordero ó con un fratásal que se le ha pegado materialesponjoso. Los restos de adhesivosen las planchas visibles se debenlimpiar inmediatamente.

2. Fijación debajo de un emparri-llado de listones: Se puede fijar elemparrillado inmediatamente debajodel cielo raso ó suspenderlo a ciertadistancia de éste. Se debe utilizar

Mediante un golpe de cuerda se fija el centro de la habitación.

La plancha se presiona con un rodillo de piel de cordero.

Poner en posición una plancha visible para techos. Ejemplo para la colocación debajo de un emparrilladode listones.

madera bien almacenada para loslistones del emparrillado; el anchode los listones es de aproximada-mente 6 – 8 cm. Para impregnar loslistones sólo se pueden utilizar salesen solución acuosa como conser-vantes para madera.

Para hacer cielos rasos suspendi-dos de techos ligeros dobles (techos industriales) ó en salasgrandes es común utilizar sistemasde metal ligero como dispositivopara descolgar.

3. Cielos rasos adyacentes al exte-rior ó situados sobre habitacionessin calefacción constante (por ej.sala para hobbys), deben cumplircon mayores exigencias en cuantoal aislamiento térmico de la cons-trucción. En este caso es recomen-dable combinar las planchas visiblespara techos con una capa aislantede Styropor del espesor correspon-diente.

5 Tratamiento de la superficie

Durante trabajos de reformas lasplanchas visibles para techos sepueden pintar con pinturas de dis-persión corrientes comunes en elcomercio. La pintura se aplica pre-ferentemente con un rodillo de pielde cordero de pelo largo.

Observación



432/3

Las siguientes explicaciones serefieren a materiales de construc-ción que constan de espuma rígidade Styropor ó que la contienenademás de otros materiales y en losque está previsto que la espumarígida, una vez finalizada la con-strucción, no sea cubierta, por ej.en el caso de planchas visibles paratechos y capas de aislamiento tér-mico descubiertas detrás de plan-chas de revestimiento para facha-das suspendidas.

En esta Información Técnica seexplica para fabricantes y suminis-tradores de espuma rígida de Styopor la clasificación según lasnormas técnicas de prevención deincendios y la admisibilidad segúnlas normas de construcción paraplanchas de espuma rígida, y sehace hincapié sobre su obligaciónde

a) escoger solamente aquellos pro-ductos a los que ha sido otor-gado una marca de verificación,cuya calidad es controlada con-stantemente y que están marca-dos adecuadamente, al utilizarplanchas visibles en la construc-ción de edificios

b) informar a los consumidores sobreel comportamiento en fuego y eluso permitido de planchas deespuma rígida de Styropor.

1 Comportamiento en fuego de espuma rígida de Styropor

Verificación del comportamientoen fuego

El examen técnico de prevención deincendios y la clasificación de mate-rial de construcción se lleva a cabosegún DIN 4102 – Comportamientoen fuego de materiales de construc-ción y elementos de construcciónparte 1, materiales de construcción;conceptos, requisitos y pruebas,mayo de 1998 – que fueron introdu-cidos mediante decreto por los

Estados Federales Alemanes comodisposiciones técnicas para la con-strucción obligatorias para las auto-ridades de inspección de obras. Laspruebas deben ser llevadas a cabopor oficinas verificadoras reconoci-das oficialmente.

Clasificación de los materialesde construcción

Clase de Autorización según material de las normas legales construcción de construcción

A Materiales de construc-ción no inflamables

A 1A 2

B Materiales de construc-ción inflamables

B 1 materiales de construc-ción poco inflamables

B 2 materiales de construc-ción inflamables

B 3 materiales de construc-ción fácilmente inflama-bles

Mediante pruebas técnicas de pre-vención de incendios de planchasde espuma rígida de Styropor ó delas planchas compuestas de con-strucción fabricadas con este, sedeberá determinar si estas pertene-cen a la clase de materiales de con-strucción B 1 ó B 2 según DIN4102. No está permitido utilizarmateriales de construcción de laclase B 3!

Para planchas visibles de Styropor óque lo contienen además de otrosmateriales, es necesario según DIN18164 – Plásticos de espuma rígidacomo material aislante en la con-strucción – una comprobación depertenencia a la clase de materialesde construcción B 1 (“poco inflama-ble“) ó B 2 (“inflamable“) a través deuna prueba oficial.


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Styropor433



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Planchas visibles para techos – Admisibilidad segúnlas normas legales en materia de construcción


Clasificación

En base a las pruebas según elcapítulo 1, Verificación del compor-tamiento en fuego, se considera a laespuma rígida no tratada en base a

Marcas Marcas Styropor F Styropor P

como clase de como clase de materiales de materiales de construcción B 1, construcción B 3,no desprende “inflamable fragmentos en con desprendi-llamas (goteo) miento de frag-

mentos en llamas (goteo)“

La calidad constante de las plan-chas de espuma rígida de StyroporF en cuanto a su clasificación segúnla clase de materiales de construc-ción B 1 solamente está garantizadasi durante la producción no se mez-cla Styropor F con Styropor P y sedeja reposar las planchas el tiemposuficiente.

Comportamiento en fuego en elcaso de aditivos o tratamientoposterior

Si se tiñen o se tratan posterior-mente las planchas de espumarígida por ej. con pinturas, el com-portamiento en fuego de las plan-chas bajo ciertas circunstanciaspuede variar en sentido negativo.

En el caso de planchas de StyroporF se debe verificar a través de unaprueba oficial, que el tratamiento noafecta la clasificación. Si durante laprueba se determina un empeora-miento importante en lo que serefiere al comportamiento en fuego,existe la posibilidad de hacer laprueba de pertenencia de laespuma rígida tratada a la clase demateriales de construcción B 2.

Comportamiento en fuego encombinación con otros materia-les de construcción

La manera según la cual las plan-chas de espuma rígida de StyroporF son incorporadas a la construc-ción bajo ciertas circunstanciaspuede influir en su clasificación téc-nica de prevención de incendios. Lafijación con adhesivos no apropia-dos a sustratos de la clase demateriales de construcción A ó Bpuede cambiar el comportamientoen fuego de la espuma rígida incor-porada de tal manera, que en loreferente a las normas de construc-ción ya no es considerada como“poco inflamable“.

Lo mismo sucede si se utiliza enunión de otros materiales, indepen-dientemente del comportamiento enfuego de éstos, ó su clasificación

técnica de prevención de incendiossin la unión. Para la unión de plan-chas visibles para cielo raso conuna base maciza mineral se debellevar a cabo la prueba oficial de laclase de materiales de construcciónsegún DIN 4102 parte 16, párrafo7.7.

2 Admisibilidad según las nomas legales de construcción

Por lo general, el uso de planchasvisibles de la clase de materiales deconstrucción B1 para revestimien-tos de paredes y techos, que unavez montados no se cubren en ellado visible,

está permitido,por ej. en el interior de edificios deltipo ó uso normales o si se utilizancomo viviendas u oficinas y enpasillos que no cumplan la funciónde salidas de emergencia,

en el interior de edificios de tipo óuso especial, por ej. de uso parareuniones, cursillos, exposiciones,ventas ó similares;

no está permitido,por ej. en huecos de escalera ypasillos en viviendas,

en corredores públicos en edificiosde más de dos pisos completos,que sirvan de salida de emergencia,

en edificios (permitido en algunosestados federales).

Cielos rasos suspendidos, de gran-des superficies, fijados permanente-mente, por ej. techos acústicos ypantallas de luz, se tratan comorevestimientos.

Estas normas no son válidas parasuperficies menores, que por ej.deben servir de decoración.

Según las normas legales de con-strucción no está permitido utilizarmateriales de construcción, que,una vez instalados, se pueden infla-mar fácilmente. Debido a que elcomportamiento en fuego de plan-chas de espuma rígida de StyroporF por lo general no varía por suinstalación a la vista, su uso comoplanchas a la vista en el sector con-strucción no está permitido.

Para el uso como planchas visiblesdescubiertas en viviendas y oficinases suficiente la comprobación de la“inflamabilidad normal“ (véase cap. 1,“Comportamiento en fuego“).

En este contexto indicamos, que laprohibición de utilizar revestimentosde materiales de construcción queen caso de fuego pueden gotear enllamas, que es válido en determina-dos casos, no afecta el uso deplanchas visibles de espuma rígidade Styropor F poco inflamable, ya

que el ablandamiento y la caída delas planchas, sin que éstas se infla-men, no es evaluado en las normaslegales de construcción.

3 Obligación de marca de tipificación, control de calidad eidentificación

Según las normas legales de cons-trucción las planchas de espumarígida de las marcas de Styropor Fsólo pueden ser utilizados si setiene un certificado de prueba oficialde la inspección de obras así comola certificación de conformidad, o uncertificado de control de norma y uncontrato de supervisión o unahomologación de la inspección deobras.

En las disposiciones legales seexige un control de calidad entreotros para materiales de construc-ción, que deben ser difícilmenteinflamables. Para las planchas deespuma rígida de Styropor F sedeberá llevar a cabo un control decalidad referente a la propiedad deser difícilmente inflamable así comosegún DIN 18164.

Las planchas de espuma rígidadeben estar marcadas de manerapermanente, permitiendo una identi-ficación clara y la asignación a lamarca de tipificación.

4 Deber de información

Nuevamente queremos hacerlerecordar que las planchas deespuma rígida de Styropor P utiliza-das como planchas visibles estánconsideradas como fácilmente infla-mables, y por lo tanto no están per-mitidas por las normas legalescomo material de construcción.

Debido a las normas legales men-cionadas los productores y suminis-tradores de planchas de espumarígida tienen el deber legal de noofrecer planchas de espuma rígidafácilmente inflamables como plan-chas visibles para el sector con-strucción.

433/2

Observación



433/3

Cubierta plana caliente, no ventilada, espumas rígidas deStyropor como aislamiento decubiertas planas.

Las cubiertas deben desviar las pre-cipitaciones con seguridad. Debidoa esto también las cubiertas planasse deben hacer siempre condeclive, sobre todo porque en elcaso de construcciones de cubier-tas con un declive inferior al 2 % esnecesario tomar medidas especialespara disminuir los riesgos en rela-ción a aguas estancadas.

Cubiertas de hormigón mezclado apie de obra, respectivamente deplanchas prefabricadas de hormi-gón u otras planchas macisas, decubiertas de chapa perfilada asícomo de vigas de madera sonconstrucciones soporte usuales.

Las cubiertas planas estánexpuestas, además de las exigen-cias naturales, químicas, biológicasy físicas, a exigencias térmicas ya las tensiones que resultan deestas. Calentamientos alternantesen la superficie de la cubierta y dife-rencias de temperatura entre el inte-rior y el exterior afectan la estan-queización y la construcción. Varia-ciones longitudinales dependien-tes de la temperatura puedencausar deformaciones dañinasde los materiales y piezas deconstrucción.

Un aislamiento de Styroporcorrectamente incorporado pro-tege la construcción y los mate-riales de estas influencias nodeseables. Además un aisla-miento de Styropor dimensio-nado bajo aspectos energéticoscontribuye en gran medida almantenimiento del medioambiente, por ahorro de energíaen el aislamiento invernal, asícomo también estival.

Utilización de construcciones decubiertas planas.

En lo relativo a la utilización sedistinguen según

– Superficies no utilizadas – solo previstas para el paso depersonas para el mantenimiento yla conservación,

– Superficies utilizadas, previstaspara el paso de personas, esdecir, apropiadas para el usotemporal por personas (por ejem-plo terrazas),– Transitables, es decir, apro-piadas para el tránsito de cochesde turismo, camiones (aparca-mientos, rampas de acceso paralos bomberos,...),

– Ajardinados en forma de ajardina-miento extensivo para plantassencillas, bajas y de fácil cultivo,y ajardinamiento intensivo, paraplantas de cultivo intensivo.

Prevención de incendios encubiertas planas

Según las diferentes disposicioneslegales, las cubiertas en generaldeben cumplir con las siguientesexigencias

– Los materiales de construcciónutilizados una vez incorporados ala construcción deben ser por lomenos normalmente inflamables,es decir, no se pueden incluirmateriales de construcción fácil-mente inflamables,

– Las cubiertas deben ser resisten-tes contra fuego arrastrado por elviento y calor radiante. Se exigeuna cubierta dura.


Marzo 2001

Styropor515

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Cubierta plana caliente


Como cubiertas duras se conside-ran generalmente, sin necesidad deuna verificación especial,

– Las construcciones de cubiertasplanas con un engravillado que las cubra completamente Ø 16/32 mm, d ≥ 5 cm.

– Las construcciones de cubiertasplanas con por lo menos unaestanqueización de doble capade tiras alquitranadas paracubiertas situadas directamentesobre una base de soportecerrada, que corresponde por lomenos a la clase de materiales deconstrucción normalmente infla-mable, respectivamente una capade aislamiento térmico adicional,que corresponda por lo menos ala clase de material de construc-ción normalmente inflamable.

Styropor F de BASF es una espumarígida de poliestireno con ignifu-gante de la clase de materiales deconstrucción difícilmente inflama-bles.

Por lo tanto Styropor F cumple contodos estos requisitos importantes,siendo incluso mejor. Adicional-mente los materiales de aislamientotérmico de Styropor F según elinforme de ensayo está clasificadocomo, no gotea respectivamente nose desprende en llamas.

Informaciones adicionales referentesal comportamiento técnico en fuegode Styropor se encuentran en la“Información Técnica 130”.

Funciones y estructura en capaspor principio de techos planos

1. Subestructura respectivamentecapa portante en forma de con-strucción maciza pesada y rígidaa la flexión de hormigón armadopara distancias entre los apoyoslimitadas, o como estructuraligera, flexible de madera, aceroo de hormigón armado con capasuperior portante de madera ochapa con ondas, paradistancias entre los apoyosmayores.

2. Capa de separación y com-pensación, para cubrirpequeñas grietas de contraccióny de tensión así como de protec-ción contra asperezas y posiblesinfluencias químicas de la capaportante.

3. Capa de cierre de vaporpara evitar una difusión de vaporde agua demasiado alta desde elinterior, es decir, una cantidaddemasiado alta de formación deagua de condensación debajode la capa de impermeabiliza-ción. A condiciones normalesinteriores, es decir 20 °C, 50%de humedad relativa del aire enel interior, un aislamiento de Styropor dimensionado segúnDIN 4108 está protegido sinnecesidad de realizar una verifi-cación posterior, si el valor decierre del cierre de vaporasciende a Sd* > 100. Cierres devapor puestos de manera sueltao pegadas de manera puntiformeo en bandas pueden cumplirsimultáneamente con la funciónde la capa de separación y compensación.

4. La capa de aislamiento tér-mico sirve para– crear un ambiente interior

agradable durante el trans-curso de todo el año

– – ahorrar energía durante elperíodo de calefacción y encaso dado de ventilación de lashabitaciones situadas debajodel techo.

– – proteger junto con la capa decierre de vapor la cubiertaplana de la formación de can-tidades importantes de aguade condensación,

– – evitar respectivamente dismi-nuir las tensiones y deforma-ciones causadas por cambios

– – de temperatura en la capa desoporte (variación longitudinaltérmica).

El espesor de la capa de aisla-miento térmico depende de las exi-gencias, de las disposiciones relati-vas a la protección térmica respec-tivamente al ahorro de energía.

5. Capa equilibradora de la presión de vapor y de separa-ción para– formar una capa continua de

aire entre las capas de aisla-miento térmico y de estan-queización para la expansión yrepartición de presiones devapor locales, que se puedenformar a partir de la humedadincluida o difundida desde elexterior.

– – garantizar la movilidad intrín-seca de la capa de estanquei-zación y evitar la transferenciade tensiones y movimientos enel caso de diferencias de latemperatura exterior,

– – evitar interacciones químicasperjudiciales entre las capas deaislamiento térmico y de estan-queización,

– – actuar como capa de protec-ción en el caso de una capa deestanqueización de plástico sinprotección de la superficiepesada. Protección de la cons-trucción del techo plano contrafuego arrastrado por el viento yradiación térmica.

6. Capa de estanqueización porej. Lucobit® de BASF para

– – estanqueizar la construcciónde la cubierta plana y del edifi-cio en su totalidad contra todotipo de precipitaciones y deagua estancada. Las estan-queizaciones a base de asfaltogeneralmente se llevan a caboen doble capa. Las capas sepegan entre sí en toda lasuperficie para evitar la oclu-sión de aire y humedad. Estan-queizaciones en base a plás-tico se aplican en monocapa,se colocan de manera suelta,se cargan con pesos y/o sefijan mecánicamente. Debajode las tiras de estanqueizaciónen base a plásticos se debecolocar una capa de protec-ción, por ejemplo de materialno tejido sintético, si la capade soporte lo hace necesario yla tira utilizada no está recu-bierta en la parte inferior conmaterial no tejido sintético. Unacapa separadora, por ejemplode material no tejido de vidriocolado de 300 g/m2, en nece-saria, si la capa de estanquei-

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NOTA:Debido al tipo de construcción y ala definición clara de cada una delas capas funcionales, la cubiertaplana no ventilada se puede calcularexactamente en cuanto a la transi-ción de calor y difusión de vapor deagua respectivamente a la forma-ción de agua de condensación,siendo por lo tanto seguro en loreferente a la física de construcción.

* Capa de aire equivalente a la difusión

zación del techo no es compa-tible con las otras capas, porejemplo si se coloca (PVC-P-/NB) sobre poliestireno oencofrados de madera impreg-nados con aceite.

7. La capa de protección de lasuperficie

– – protege la capa de estan-queización contra daños mecá-nicos así como contra fuegoarrastrado por el viento y radia-ción térmica.

– – atenúa las diferencias de tem-peratura exteriores y protegede la luz del sol (especialmenteradiación UV).

Se hace la diferenciación entre

• la protección ligera de la superfi-cie, (solo en el caso de capas deestanqueización en base aasfalto): la capa superior por logeneral es una tira alquitranadarecubierta en fábrica con gravillade pizarra. Esta capa puede cum-plir también con la función decapa de separación frente a laprotección pesada de la superfi-cie o capa de uso.

• la protección pesada de la super-ficie, por ejemplo, recubrimientocon cascajo, capa para el tránsitopeatonal o automovilístico, ajardi-namiento extensivo e intensivo.

Espuma rígida de Styropor en la construcción de cubiertas planas

Los criterios más importantes parala aplicación de material aislante enla construcción de cubiertas planasson:

– La difusividad térmica– La absorción de agua– La tensión de compresión, es

decir, la carga por carga continuaa < 2 % de recalcado

– La resistencia a la flexión y a latensión (en el caso de capas desoporte flexibles y uniones móvi-les)

– Precisión dimensional, estabilidadde volumen y de forma

– Estabilidad de forma al calor aplazo corto/largo (en el caso determoadhesión durante el usocontinuo)

– Resistencia a la descomposicióny al envejecimiento

– Resistencia a la rotura y a laabrasión

– Trabajabilidad.

El comportamiento integral de espu-mas rígidas de Styropor frente aestos criterios – en parte muy hete-rogéneos – se puede decir que esóptimo.

Los diferentes tipos de espumasrígidas de Styropor que se utilizanpara las variadas construcciones decubiertas planas y las densidadesaparentes mínimas que resultan deello, están determinadas en Alema-nia en DIN 18164, parte 1.

Según esta norma se debe utilizar

– Para cubiertas planas ventiladasel tipo de aplicación W

– Para cubiertas planas no ventila-das, no transitables, el tipo deaplicación WD,

– Para cubiertas planas no ventila-das, transitables para peatones ycoches y ajardinados, el tipo deaplicación WS (según las normasde la “Gütegemeinschaft Hart-schaum e.V. denominadas como“WS+WD”).

Los materiales aislantes de espumarígida de Styropor se suministranpara construcciones de cubiertasplanas calientes en diferentes for-mas.

Planchas sin recubrimiento Elementos de la cubierta recu-

biertos por el lado superior, pla-nos o en el sistema de declivedel techo plano

Elementos de la cubierta recu-biertos por ambos lados, planoso en el sistema de declive de lacubierta

Tiras enrolladas o tiras plegables

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Propiedades ExigenciasPS 15 SE PS 20 SE PS 30 SE

Aplicabilidad Material de aislamiento Material de aislamiento Material de aislamiento para aplica-con carga por ciones especiales con carga porcompresión compresión

por ej. por ej. por ej.paredes cubiertas planos no aparcamientoscubiertas planas ventila- ventiladasdas cubiertas con declive

Tipo de aplicación W WD WS + WD

Densidad aparente 15 [kg/m3] 20 [kg/m3] 30 [kg/m3]

Comportamiento de fuego Tipo de material de construcción B1: difícilmente inflamable

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Capa de protección de la super-ficie y carga

Estanqueización de la cubierta Capa equilibradora de la presión

de vapor Elemento de Styropor del dec-

live del techo Capa cortavapor Capa de compensación Pintura de fondo Construcción inferior

Una fijación mecánica se utiliza pre-ferentemente al colocar planchas deaislamiento sobre perfiles trapezoi-dales de acero: generalmente sefijan simultáneamente con los ele-mentos de Styropor también lasotras capas de la construcción deltecho.

Véase las funciones y la construc-ción de las capas básicas decubiertas planas, punto 7.

Capa portante, chapa conondas de acero galvanizado

Capa cortavapor Elemento de aislamiento de

Styropor Capa equilibradora de la presión

del vapor resp. capa de separa-ción

Capa de estanqueización Capa protectora de la superficie,

capa de estanqueización conpizarra

Tornillo de construcción parafijar en chapas de acero

Construcción de una cubiertaplana con capa aislante en declive

Si se coloca Styropor revestido osin revestir en una cubierta no venti-lada de manera suelta, es necesarioponer cargas para asegurarlo con-tra la energía de levantamiento delviento. En la práctica se han obte-nido buenos resultados con engra-villados, que también sirven de pro-tección de la superficie, de grava16/32.

Elementos de techo para aisla-miento en declive por lo general secortan según listas de corte asisti-das por ordenador mediante man-dos programados de planchas de100 x 100 cm con el declive pre-visto, incluyendo las planchas conmolduras y crestas. Las molduras ylas crestas deben tener en lo posi-ble una inclinación menor de 45°.Esto presupone una planificaciónexacta del aislamiento del declive ensu totalidad y de la situación de loscanales de descarga del techo.

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Elementos de techo para aisla-miento en declive

Conexión, ajardinamiento intensivocon regadío por retención en unacubierta de terraza con juntas abier-tas.

Nivel de aguaRegadío por retención

Filtro de material no tejido en losbordillos de hormigón

Bordillos de hormigón 80/20 mm,colocados de manera horizontalcomo limitación del área ajardi-nada

Cubierta transitable de planchasde hormigón

Saneamiento de estanqueizacio-nes de cubiertas planas

El problema de los desechosadquiere cada vez mayor importan-cia también en el saneamiento decubiertas planas. Por este motivo,siempre se tiene que considerar laposibilidad de dejar las capas deaislamiento existentes, incluyendolas húmedas, así como las tiras vie-jas de la cubierta en su lugar. Enmuchos casos esta es una soluciónpracticable, compatible con elmedio ambiente y económica.

Las ondas, burbujas y pliegues exis-tentes en el aislamiento de lacubierta inútil se deben cortar ycubrir. En el caso de saneamientosde este tipo se debe incoprorarsiempre un aislamiento de Styroporadicional debajo de la estanqueiza-ción nueva, ya que generalmente se

Capa portante Pintura de fondo Capa de compensación y

separación Capa cortavapor Elemento de aislamiento de

Styropor Capa equilibradora de la presión

de vapor resp. capa de separa-ción

Capa de estanqueización Capa de protección contra raíces Capa de protección contra

daños mecánicos Capa de drenaje de piezas

moldeadas de Styropor Filtro de material no tejido Capa de vegetación

Otras alternativas para asegurar lacubierta mediante una carga sonrellenos de tierra, por ejemplo parael ajardinamiento de techos o reves-timientos para el uso de la cubiertaplana.


Tira enrollada,resp. tiras enrolladaspegadas en frío

Cubierta vieja (sin declive) Elemento de Styropor para la

cubierta en declive pegado entiras

Cortavapor 1. capa, tiraalquitranada pegada puntual-mente

Cortavapor 2. capa, tiraalquitranada para soldadura porfusión, con pizarra, pegada entoda la superficie

Elementos de cubierta para aislamiento en declive

puede colocar sobre la cubiertavieja, limpia, un aislamiento deStyropor adicional con el espesoradecuado según los criterios ener-géticos*. Encima de este se debecolocar, como en el caso de unaconstrucción nueva, la capa equili-bradora de la presión de vapor, deestanqueización del techo y de pro-tección de la superficie. Igualmentese debe asegurar el techo contrafuerzas levantadoras del viento. Enel caso de techos con un decliveinferior al 2 % es recomendablecolocar la capa de aislamiento tér-mico adicional en forma de unacapa de aislamiento en declive deelementos en declive de Styroporpara asegurar la derivación correctadel agua.

* Es necesario incorporar una capade separación, por ejemplo dematerial no tejido de vidrio, si lacapa de estanqueización vieja noes compatible con el Styropor.

Literatura

– Industrieverband Hartschaume.V.: "Dämmpraxis Styropor"(Prácticas en el aislamiento deStyropor )

– Zentralverband des DeutschenDachdeckerhandwerks: "Fachre-geln des Dachdeckerhandwerks","Merkblatt Wärmeschutz beiDächern".

Observación


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Elementos de techo para aisla-miento en declive por lo general secortan según listas de corte asisti-das por ordenador mediante man-dos programados de planchas de100 x 100 cm con el declive pre-visto, incluyendo las planchas con

molduras y crestas. Las molduras ylas crestas deben tener en lo posi-ble una inclinación menor de 45°.Esto presupone una planificaciónexacta del aislamiento del declive ensu totalidad y de la situación de loscanales de descarga del techo.

Propiedades

Exigencias

PS 15 SE

PSE 20 SE

PS 30 SE

Aplicabilidad

Material de aislamiento

por ej.

paredes

cubiertas planas ventiladas

cubiertas con declive

Material de aislamiento con cargapor compresión

por ej.

cubiertas planas no ventiladas

Material de aislamiento para aplica-ciones especiales con carga porcompresión

por ej.

aparcamientos

Tipo de aplicación

Densidad aparente

Comportamiento en fuego

Tipo de material de construcciónB1: difícilmente inflamable

1 Capa de protección de la superfi-cie y carga

2 Estanqueización de la cubierta

3 Capa equilibradora de la presiónde vapor

4 Elemento de Styropor del declivedel techo

5 Capa cortavapor

6 Capa de compensación

7 Pintura de fondo

8 Construcción inferior

1 Capa portante, chapa con ondasde acero galvanizado

2 Capa cortavapor

3 Elemento de aislamiento de Styro-por

4 Capa equilibradora de la presióndel vapor resp. capa de separación

5 Capa de estanqueización

6 Capa protectora de la superficie,capa de estanqueización conpizarra

7 Tornillo de construcción para fijaren chapas de acero

1 Capa portante

2 Pintura de fondo

3 Capa de compensación y separa-ción

4 Capa cortavapor

5 Elemento de aislamiento de Styro-por

6 Capa equilibradora de la presiónde vapor resp. capa de separación

7 Capa de estanqueización

8 Capa de protección contra raíces

9 Capa de protección contra dañosmecánicos

10 Capa de drenaje de piezas mol-deadas de Styropor

11 Filtro de material no tejido 12Capa de vegetación

Construcción de una cubierta planacon capa aislante en declive

Si se coloca Styropor revestido osin revestir en una cubierta no venti-lada de manera suelta, es necesarioponer cargas para asegurarlo con-tra la energía de levantamiento del

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Información general

Uno de los modos más importantesde fijar la espuma rígida de Styropores la adhesión. La condición previapara un resultado óptimo es, sinembargo, el uso de un adhesivoadecuado para cada caso especial,y el requisito para ello es el conoci-miento de los procedimientos con-dicionados a la construcción y de lamanera correcta de trabajar. Por talmotivo se explicarán a continuaciónlas principales consideraciones y losconceptos relacionados que sonimportantes.

¿Qué es pegar?

Bajo pegar se entiende la unión demateriales con ayuda de un adhe-sivo. Un adhesivo es según lanorma DIN 19921 un material nometálico, que puede unir cuerpospor adherencia de superficies(adhesión) y por las fuerzas deatracción de las moléculas deladhesivo entre sí (cohesión), sinmodificar sustancialmente la estruc-tura de los cuerpos.

En las superficies límite de todas lasmaterias sólidas actúan fuerzas,que tienen por consecuencia unaatracción recíproca de los cuerpossólidos (adhesión). El alcance de

estas fuerzas es poco, está pordebajo de 1/1000 mm. Esto es sufi-ciente en superficies, que se pue-den lijar de manera extremada-mente plana. De otro modo no sepueden obtener superficies tan pla-nas, que la separación entre ellaspodría ser franqueadas sólo por lasfuerzas intermoleculares, por consi-guiente sín recurso auxiliar adhe-rente, es decir adhesivo.

La función del adhesivo radica porlo tanto, en echar puentes entre lassuperficies, es decir desarrollar fuer-zas de adhesión hacia las superfi-cies de ambos materiales, de talmanera, que en contacto con lafuerza interior (cohesión) de la pelí-cula del adhesivo se puedan sujetarambas superficies.

La única posibilidad que existe paralas moléculas del adhesivo de acer-carse lo suficientemente a unasuperficie áspera, está dada si eladhesivo se encuentra en estadolíquido. Sin la interposición de unafase líquida respectivamente molde-able no existe una adhesión.

De qué forma transcurre esta fase,si se presenta el adhesivo comosolución o bien se aplica en estadofundido sobre el material, es, enprincipio, igual.


34734 Marzo 2001

Styropor620

5 Construcción

Pegado de espuma rígida de Styropor en general



Fig. 1 Esquema de una adhesión.

1 = adhesión 4 = material 12 = cohesión 5 = material 23 = película del

adhesivo

Fig. 2 Corte ampliado a través de2 materiales que se van a pegar


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Particularidades constructivas del “pegar”

En piezas pegadas pueden produ-cirse las siguientes cargas:

a) Carga por tracciónLas fuerzas actúan verticalmentesobre la capa adhesiva. El efectoes una carga uniforme de toda lasuperficie adhesiva.

b) Carga por cizallamientoLas fuerzas actúan sobre elmismo plano que la capa adhe-siva, o sea paralelamente a ella.La consecuencia es asimismouna carga uniforme de toda lasuperficie adhesiva. Bajo resisten-cia a la tracción y al cizallamientose entiende la resistencia al ciza-llamiento, medida por tracción.Su valor depende de la velocidadde rotura.

c) Carga por quebramientoLas fuerzas actúan de tal manera,que la carga actúa sobre unaparte de la unión, mientras que laotra parte se queda sin carga. Deello resulta una carga irregularsobre toda la superficie adhesiva.

d) Carga por desgarramientoLas fuerzas accionan sólo sobreuna línea delgada al final de launión. Sólo se utiliza una parte detoda la superficie adhesiva. Laconsecuencia de ello es asimismouna carga irregular sobre toda lasuperficie adhesiva.

En la construcción con ayuda deadhesivos hay que tener en cuentalos siguientes puntos principales:

a) Las superficies de unión debenser lo más grande posible, paragarantizar una transmisión decarga segura.Por cierto que también se puedealcanzar una buena estabilidad,sólo con una adhesión puntiformecon un adhesivo de alta calidad,pero por principio la uniónpegada es una unión de lassuperficies. A través de la películadel adhesivo se transmiten lasfuerzas influyentes. Como al con-trario de lo que sucede en el casode las uniones, las superficies sejuntan con ayuda de la capaadhesiva, formando un com-puesto sólido cerrado, se lograaquí una distribución uniforme delas tensiones sobre todo elancho.

b) Las fuerzas atacantes debenabarcar una superficie máximade la capa adhesiva, esto quieredecir, la unión debe ser cargadade la manera más adecuada paraadhesivos. Por ello debe proyec-tarse la construcción de talmanera, que sólo intervengancargas por cizallamiento y trac-ción. Con esto se reparte la cargasobre toda la superficie adhesiva.Se deben disminuir dentro de loposible las puntas de tensión. Sila fuerza atacante trata de rompero separar la capa adhesiva, lasrelaciones se encuentran definiti-vamente en desventaja. Losdatos de resistencia ínfima produ-cen una carga de arranque, yaque aquí sólo se recurre a uncanto del adhesivo para la trans-misión de carga y así la distribu-ción de fuerza sólo está dada a lolargo de una línea. Durante elpegado de diferentes materialeshay que tener en cuenta tambiénla desigualdad con respecto a laelasticidad o bien dureza asícomo la dilatación de éstas mate-rias. Materiales con coeficientesde dilatación muy diferentes exi-gen propiedades altas a un adhe-sivo. En el cálculo de la estabili-dad de las uniones de adhesiónsegún las fórmulas generales hayque tener siempre en cuenta laspropiedades del adhesivo respec-tivo.

c) Si no se puede evitar que se pre-senten cargas de arranque en laconstrucción, hay que interceptaréstas con elementos de seguri-dad respectivos.

Una ventaja especial en la adhe-sión es, que se pueden puentearlas juntas de diferentes espesorescon ayuda de una película adhe-siva correspondiente. Para puen-tear ranuras de mayores dimen-siones entre piezas que sedesean unir también se puedereforzar la película adhesivamediante un tejido de fibra devidrio. El tejido tiene que estarbien impregnado con el adhesivoy no debe contener inclusionesde aire.

Fig. 3 Carga por tracción

Fig. 4 Carga por cizallamiento

Fig. 5 Carga por quebramiento

Fig. 6 Carga por desgarramiento

Criterios para la elección y aplicación de un adhesivo

¿Qué adhesivo es el más apropiadopara una determinada adhesión deespuma rígida de Styropor? Pararesponder a esta pregunta, hay quediferenciar ante todo entre las

a) condiciones de trabajo, es decir,las circunstancias que intervienenen la aplicación del adhesivo(especialmente preparación de lacapa adhesiva y unión así comosecado de las piezas que se vana pegar).

b) condiciones, que actúan perma-nentemente después de finalizadoel objeto, cargas contínuas entreotras, así como

c) condiciones, que resultan altomar en consideración la renta-bilidad.

ref. a a): Condiciones de trabajo

1. ¿Sobre qué soporte han de adhe-rirse las planchas de espumarígida de Styropor? (El material esabsorbente o no?)

2. ¿En qué condiciones se encuen-tra el soporte, respectivamente lacapa contraria? (Es lisa o áspera,húmeda o seca, exenta de polvoo desprende arena? La superficielleva una capa, que hay que elimi-nar antes de la adhesión, p.ej.papeles de pared viejos?).

3. ¿Se pueden utilizar adhesivos consolventes (inflamables o explosi-vos)? (p.ej. objetos ya acristala-dos con instalaciones centralesde aire circulante).

4. ¿Es necesario un tratamiento pre-vio mecánico del soporte? (p.ej.limpieza por chorro de arena deuna pared con remanentes depintura).

5. ¿Cómo ha de aplicarse el adhe-sivo? El tiempo de aplicación nosólo es influenciado por el tipo deadhesivo sino también por lamanera de aplicación, como pin-celar, emplastecer, verter, rociar,recubrir y sumergir.

6. ¿Bajo qué condiciones tiene lugarel secado? El tiempo de fraguado(tiempo de secado) dependebásicamente de la temperaturaexterior. A temperaturas mayoresse reduce el tiempo de endureci-miento, sin embargo el material yel tipo de adhesivo fijan un límitede temperatura superior. Enespumas rígidas de Styropor éstaasciende a 85 °C. El tipo desecado depende de la particulari-dad del adhesivo utilizado. Lossolventes en adhesivos de con-tacto y la fase líquida en adhesi-

vos de dispersión sólo sirven parala obtención de la viscosidadrequerida durante la aplicación.Luego son innecesarios del todo:el solvente tiene que haberseevaporado y la fase líquida trans-formada a la fase sólida, antes deque el adhesivo pueda cumplircon su propia función, pegar.

En la adhesión húmeda la cons-trucción que se va a adherir se tieneque fijar bajo presión hasta el endu-recimiento. La aplicación p. ej. deadhesivos de dispersión es sóloposible, si por lo menos uno de losmateriales es poroso, de tal maneraque el agua pueda evaporar. Estono es necesario en el caso de adhe-sivos de dos componentes.

En la adhesión de contacto sedeja que el solvente de las capas deadhesivo después de la aplicaciónen las “dos caras” se evapore,luego se establece la adhesión pre-sionando ambas superficies delmaterial durante el tiempo abierto.El momento preciso de adhesión sedetermina por medio de la pruebadel dedo.

ref. a b): Condiciones de utilización

1. ¿A qué cargas estará expuesta laadherencia establecida con ayudade un adhesivo? Las cargas sepueden basar sobre fuerzasexternas o sobre la acción deagua y vapor de agua, de calor yfrío etc., las cuales pueden apare-cer permanentemente, eventual-mente o cíclicamente. Bajo laacción de cargas externas seimponen cambios de formas a loselementos constructivos de laestructura portante, los que fre-cuentemente tienen que seramortiguados por la capa adhe-siva. Por la influencia de calor yfrío se originan dentro de las pie-zas que se van a pegar tensionesinternas, debido a que las piezasque se van a pegar y el adhesivotienen coeficientes de dilatacióntérmica muy diferentes. Por ello laelasticidad de los adhesivos tie-nen que cumplir con requisitosmuy altos (coeficiente de dilata-ción!). En el caso de temperatu-ras bajas en algunos adhesivosexiste el peligro de fragilidad.

2. ¿Qué requerimientos de seguri-dad contra incendio tiene quecumplir el material compuestopegado? En aplicaciones en laconstrucción, las cuales exigenuna baja inflamabilidad de la capaaislante, sólo deben utilizarsetales adhesivos, en los cualesestá asegurado por marca de tipi-ficación, que no perjudiquen la

baja inflamabilidad de la capa ais-lante. Mediante la aplicación deun adhesivo no adecuado sobreun soporte “inflamable” o también“no inflamable” se puede modifi-car el comportamiento en fuegode la espuma rígida de StyroporF “poco inflamable”* de talmanera, que el material com-puesto formado por la espumarígida y el soporte, en el sentidode las normas legales en materiade construcción, no siga siendopoco inflamable. Para una seriede tipos de adherencia íntima deespuma rígida de Styropor F consoporte macizo mineral se hadado la prueba oficial de su pocainflamabilidad.

ref. a c): Rentabilidad

Los precios para adhesivos sonmuy distintos. Sín embargo no sólose debe juzgar el adhesivo según elprecio por kilogramo, sino más bienconsiderar los costes por metrocuadrado de superficie pegada.Eventualmente un adhesivo caro esmás rentable que uno más barato,debido a la simplicidad de la aplica-ción.

Puntos de vista importantes para evitar adhesiones defectuosas

Para una manipulación sín fallas conadhesivos debe considerarse losiguiente:

Condiciones previas para traba-jar con adhesivos

a) hay que almacenar los adhesivosde la manera adecuada

b) La estabilidad de almacenamiento(el lapso de tiempo que transcu-rre entre fabricación y momentode elaboración) fluctúa entre algu-nos meses y varios años. Por elloes necesario, utilizar primero lasexistencias antiguas. Hay queacatar incondicionalmente las ins-trucciones de los fabricantes deadhesivos.

* Según „Ergänzende Bestimmun-gen zu DIN 4102“ – Brandverhaltenvon Baustoffen und Bauteilen – 3. Fassung (Februar 1970). – [Normas complementarias a DIN 4102, Comportamiento enfuego de materiales y piezas deconstrucción – 3a. edición (febrero1970)]

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c) Herramientas limpias y superfi-cies limpias son las condicionesprevias básicas para un trabajoimpecable; después de cada usose deben limpiar las herramien-tas.

d) No usar mucho adhesivo,ya queuna aplicación exageradamentealta no solamente es derroche,sino también retarda el secado eincluso puede influenciar negativa-mente la resistencia mecánica.

e) Atención con adhesivos quecontienen solventes: siempreson inflamables. Es necesaria unabuena ventilación de los ambien-tes.

f) Tener en cuenta el tiempo detrabajo recomendado por elfabricante, de lo contrario sepueden experimentar sorpresasdesagradables particularmentecon pegamentos de dos compo-nentes.

La causa de adhesiones defec-tuosas son por lo general:

a) muy poca aplicación de adhesivo.

b) unión seca: aquí no se lleva acabo la adhesión dentro deltiempo de ventilación prescritodespués de la aplicación deladhesivo. Característica: almomento de la separación las

películas adhesivas de ambassuperficies están intactas y seadhieren bien sobre las superfi-cies recubiertas.

c) en soportes muy absorbentes: “eladhesivo se desploma”, es decir,no se encuentra mas adhesivo enla superficie.

d) el encogimiento de la capa adhe-siva conduce a una elasticidadreducida.

La Información Técnica 621 descri-be los adhesivos adecuados y susaplicaciones para la adhesión deespuma rígida de Styropor.

Pequeño diccionario adhesivo (definición de términos importantes)

Tiempo de secado: intervalo detiempo, en el cual seca el adhesivo.

Secar (también solidificar, asir):endurecimiento de un adhesivo pormedio de procesos físicos y/o quí-micos. El tiempo necesario para elsecado depende del adhesivo, delos materiales y de las condicionesde trabajo (temperatura, contenidode humedad, permeabilidad etc.)

Adhesión: suma de las fuerzas, quepermiten a una sustancia (adhesivo)adherirse a la superficie de unmaterial. En superficies lisas imper-meables la “adhesión específica“ esla única causa de la adherencia. Enmateriales porosos hay un sectorimpregnado por adhesivo entre lacapa adhesiva y el material, que dapor resultado un anclaje mecánico,que también se denomina “adhe-sión mecánica“. En la mayoría delas uniones adhesivas la adhesiónespecífica y la mecánica se super-ponen.

Envejecimiento: alteración (mayor-mente disminución) de la fuerza deunión en el transcurso de períodoslargos.

Endurecimiento: solidificación deuna capa adhesiva por medio dereacciones químicas.

Estabilidad: comportamiento de lapelícula adhesiva en condicionesambientales variables.

Obligación de declaración: obliga-ción de marcación conforme a lasnormas de disolventes (LVO del26.02.54).

Difusión: migración de líquidos ogases a través de materiales poro-sos.

Dispersión: término genérico paraemulsión y suspensión. La distribu-ción de un material sólido, como p.ej. cuero o fibras de madera, en un

líquido (p. ej. agua) se denominasuspensión, la de un líquido (p. ej.aceite) en otro líquido se denominaemulsión.

Adhesivo de dispersión: adhesivosobre la base de dispersiones.

Duroplástico (material sintético ter-moestable): reticulante, mayormenteadhesivo infusible, endurecimientopor efecto del calor.

Elasticidad: dilatabilidad

Emulsión (ver también dispersión):sistema, en el cual partículas líqui-das más pequeñas flotan en otrolíquido, sín disolverse dentro de él.Ejemplo: leche = grasa láctica enagua.

Inflamabilidad: inflamabilidad ycombustibilidad de un film de adhe-sivo seco.

Rendimiento: con una cantidad deadhesivo definida, distribuida portoda la superficie de una superficiea pegar, indicado generalmente enm2/kg de adhesivo. Altamentedependiente de la aspereza yhumectabilidad de la superficie apegar.

Contenido de materia sólida: por-centaje de las partes no volátiles enun adhesivo.

Prueba del dedo: prueba deensayo para determinar el momentoadecuado de la adhesión en adhesi-vos de contacto. Al presionar eldedo limpio ligeramente sobre lapelícula de adhesivo recién secadaéste debe palparse todavía ligera-mente pegajoso, sín embargo nodebe ser transferido ya por mediode formación de fibras sobre eldedo.

Punto de inflamación: tempera-tura, en la cual se obtiene la infla-mación por medio de una llama deencendido. Determinación segúnAbel-Pensky.

Agente de relleno (sustancia derelleno): aditivos inorgánicos y orgá-nicos no pegajosos para adhesivos.Sirven para aumentar el contenidode cuerpo, para reducir las tensio-nes por contracción y para mejorarla estabilidad de junta.

Categoría de peligrosidad: obliga-ción de marcación según las nor-mas sobre líquidos inflamables (del05.06.70).

Masa adhesiva: adhesivo, queforma una capa adhesiva constan-temente viscosa, pero que debido asu mínima cohesión permite sólouna adhesión limitada. Las unionesadhesivas alcanzadas de éste modose pueden, en cualquier momento,separar fácilmente otra vez (p. ej.apósito adhesivo, cintas adhesivas,etiquetas adhesivas etc.).

Endurecedor: materiales o mezclasde materiales que causan la solidifi-cación del material básico adhesivopor medio de una reacción química.

Procedimiento termoadhesivo:ejecución de la adhesión en el calor.

Soldar-AF: procedimiento termoad-hesivo, en el cual se produce elcalor por alta frecuencia (AF).

Superficie a pegar: superficie apegar de los materiales que sequiere juntar.

Junta de pegamento: espacio arellenar entre dos superficies apegar.

Cohesión: Unión de las fuerzas deatracción intermoleculares, por elcual se logra la resistencia mecá-nica de una capa adhesiva.

Adhesión por contacto: ambassuperficies a pegar se recubren deadhesivo y recién después de laevaporación de la cantidad principaldel solvente (prueba del dedo!) sepresiona brevemente. Cuanto másalta la presión utilizada, tanto mejorse mezclan entre sí los dos filmes

de adhesivo. La adherencia es deefecto instantáneo, una correcciónya no es posible. También se utilizaespecialmente en enchapado demadera y en revestimientos contablas de superficies curvas.

Valor MAK: concentración máximade vapores de disolventes en unpuesto de trabajo, cantidad máximaadmisible de vapor de disolvente enel lugar de trabajo (publicado por elBundesinstitut für Arbeitsschutz)[Instituto Federal para la proteccióndel trabajo].

Adhesión húmeda: Generalmentese aplica el adhesivo sólo sobre unacara, en lo posible sobre la noabsorbente. Ambas piezas se unen,estando el adhesivo aún líquido y setransmite así a la otra cara. Por logeneral aún hay que presionar o fijarun cierto tiempo, hasta que el adhe-sivo haya secado.

Tiempo abierto: indicación dellapso de tiempo, en el cual despuésde la aplicación del adhesivo tieneque llevarse a cabo la unión de laspiezas.

Primer (agente de imprimación): enla mayoría de los casos una solu-ción muy fluida preparativa delsoporte (primera mano) para mejo-rar la adherencia de un adhesivosobre la superficie de un material.

Materia autoadhesiva: determi-nado tipo de adhesivo, el cual des-pués del secado queda constante-mente pegajoso.

Suspensión: sistema, en el cual flo-tan partículas finas de un materialsólido en un líquido, sín diluirse enél.

Adhesivo instantáneo: ver adhe-sión por contacto.

Adhesivo termoplástico: tipo deadhesivo, el cual hay que utilizarcaliente y logra su solidez inmedia-tamente después de enfriarse.

Poca inflamabilidad: inflamabilidady combustibilidad de un film deadhesivo secado.

Estabilidad: ver viscosidad.

Tack: término para pegajosidad.

Tiempo de estado líquido: seentiende bajo tiempo de estadolíquido el tiempo, en el cual unamezcla de adhesivo de varios com-ponentes (p. ej. aglutinante y endu-recedor) aún es trabajable. Lasespecificaciones sobre el tiempo deestado líquido se refieren siempre atemperaturas de aprox. 20 °C. Atemperaturas mayores el tiempo deestado líquido puede ser muchomas corto.

Tiempo de secado (tiempo de ven-tilación): lapso de tiempo, el cualhay que observar en adhesivos condisolventes entre la aplicación deladhesivo y la unión de las piezas.

Resina termoplástica: material,que se ablanda con acción térmicay se endurece al enfriarse nueva-mente.

Diluyente: mezcla de solventespara la modificación de la viscosi-dad de un adhesivo.

Viscosidad: poder de fluidez de unadhesivo. Productos no fluyentes,pastosos, se denominan estables.

Material de aplicación preliminar(primera capa): ver Primer.

Resistencia al calor: estabilidad deuna adhesión a temperatura elevada(muy dependiente del método deensayo).

Adhesivo de dos componentes(adhesivo de 2-C): adhesivo dereacción, el cual reticula química-mente mediante la mezcla de doscomponentes (aglutinante y endure-cedor).

Observación



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Generalidades

La espuma rígida de Styropor sefabrica, como es sabido, a base deestireno con un agente de expan-sión. Este producto termoplásticose disuelve con la mayoría de losdisolventes corrientes. Por estarazón, para la espuma rígida depoliestireno sólo se pueden emplearadhesivos o pegamentos sin disol-ventes o con disolventes compati-bles con el poliestireno. Para evitarcualquier eventualidad, sólo debenutilizarse aquellos adhesivos quehayan sido expresamente declara-dos como adecuados. En caso deduda, se debe comprobar su ido-neidad aplicando una pequeña can-tidad de adhesivo sobre la espumarígida de Styropor. El adhesivo secubre con una placa de vidrio. Deesta manera se puede observar sies atacada la espuma rígida.

Los fabricantes de adhesivos distin-guen sus productos de acuerdo conDIN 16920 “Adhesivos: Directricespara su clasificación” rigiéndose enprimer lugar por la estructura, p.ej.adhesivos de dispersiones, adhesi-vos de fusión, etc. También dan infor-maciones relativas a la base deladhesivo, al consumo del mismo porunidad de superficie y a la calidad depegado que proporciona. Las direc-trices de aplicación de los fabricantesde adhesivos contienen datos acercade la imprimación, de la aplicacióndel adhesivo por una o ambas caras,del tiempo de secado, de la presiónde ensamblaje, del tiempo de presióny de fraguado, etc.

Todos estos factores son importan-tes y deben observarse para obte-ner un buen pegado.

El programa de suministro de losfabricantes comprende diversostipos de adhesivos, destinadoscada uno para fines especiales. Losadhesivos de distintos fabricantespueden diferenciarse en sus propie-dades, aunque sean a base de lamisma materia prima. En caso de

duda se recomienda pedir másinformaciones al fabricante deadhesivos.

Por cuestiones de seguridad en laaplicación, se deben observar lasindicaciones de los fabricantes deadhesivos.

Tipos de adhesivos

Es muy difícil hacer una clasificaciónexacta y de carácter general de losadhesivos. Se puede realizar desdelos siguientes puntos de vista:

finalidad de empleo base química o aplicación.

A continuación se hace una clasifi-cación según el fin de empleo y labase química.

A Adhesivos reactivos

1. Adhesivo a base de resinas epo-xídicas.

2. Adhesivo a base de resinas reac-tivas de poliuretano.

B Adhesivos a base de disper-siones

3. Adhesivos a base de dispersio-nes poliméricas, látices de cau-cho natural y sintético.

4. Adhesivos a base de emulsionesde bitumen.

5. Adhesivos mixtos (adhesivospara la construcción), pastosos.

6. Adhesivos compuestos (adhesi-vos para la construcción), enpolvo.

C Adhesivos de contacto

7. Adhesivos a base de solucionesde plásticos, caucho natural o resi-nas naturales, caucho sintético.

D Adhesivos de solución debitumen

8. Adhesivos en frío a base desolución de bitumen modificadacon plásticos.


82002 Marzo 2001

Styropor621

5 Construcción


Pegado de espuma rígida de Styropor Adhesivos



621/2

E Adhesivos de fusión

9. Adhesivos de bitumen: bitumennormalizado B 25, B 45, bitumensoplado, p.ej. 85/25, masaadhesiva de bitumen especial.

F Autoadhesivos

10. Dispersiones adhesivas de con-tacto.

11. Solución adhesiva de contacto. 12. Cintas y láminas adhesivas.

Características generales de aplicación

A Adhesivos reactivos

1. Adhesivos a base de resinasepoxídicas

2. Adhesivos a base de resinasreactivas de poliuretano

Manipulación: Los adhesivos se suministran comocomponentes individuales. Nodeberá mezclarse más cantidad quela que se pueda manipular dentrodel tiempo indicado. El endureci-miento se realiza sin disolventes,sólo por reacción de los componen-tes del adhesivo. Aplicación deladhesivo sólo por una cara.

Superficie: Seca, lisa, limpia y sin grasa.

Empleo: Estos adhesivos se emplean princi-palmente para conseguir uniones dealta calidad sobre materiales noabsorbentes, p.ej. sobre metal yvidrio. También pueden emplearsecon otros materiales.

B Adhesivos de dispersión

3. Adhesivos a base de dispersio-nes poliméricas, látices de cau-cho natural y sintético.

4. Adhesivos a base de emulsionesde bitumen.

Manipulación: Los adhesivos se suministran listospara el uso. Su aplicación se realizacon pistola, cepillo, espátula den-tada o rodillo. Se superponen lassuperficies adhesivas en estadohúmedo. El pegado se obtiene porsecado del adhesivo (pérdida deagua).

Superficie: Absorbente, lisa. Con superficies muy absorbentes esnecesaria una aplicación previa deladhesivo diluído con agua 1 :5 hasta1:10. Con yeso u otras superficiescon capacidad de soporte, peroligeramente arenosas, es indispen-sable un tratamiento previo con unaimprimación profunda.

Aplicación: Por su contenido de agua, estosadhesivos sólo se emplean para

superficies absorbentes, p.ej. conhormigón, obra de fábrica, enluci-dos o materiales de madera.

5. Adhesivos mixtos (adhesivospara construcción), pastosos.(Mezclas a base de dispersionespoliméricas, cargas y cemento.)

6. Adhesivos compuestos (adhesi-vos para la construcción), enpolvo. (Mezclas de conglomeran-tes hidráulicos, cargas y disper-siones en polvo.)

Manipulación: Los adhesivos mixtos pastosos semezclan con cemento y los que sonen polvo se mezclan con agua, y seaplican realizándose el pegado enhúmedo. La fijación se basa en elsecado del adhesivo y del conglo-merante hidráulico del agua. Aplica-ción del adhesivo por una cara.

Superficie: Absorbente, lisa o áspera, desigualhasta aprox. 10 mm.

Con superficies muy absorbentes,yeso o bases con capacidad desoporte, pero ligeramente arenosas,es necesaria una sujeción de lasuperficie, que puede realizarse conuna dilución del adhesivo con aguaen relación de 1 :5 hasta 1 :10.

Aplicación: Por su contenido de agua, estosadhesivos se emplean principal-mente sobre superficies absorben-tes, p.ej. con hormigón, obra defábrica, enlucidos o materiales demadera.

El adhesivo es de rápido secadosuperficial y se endurece por el fra-guado del conglomerante hidráu-lico. Los adhesivos para construc-ción son apropiados para elemplastecimiento de superficies.

C Adhesivos de contacto

7. Adhesivos a base de solucionesde caucho natural y resinas, cau-cho sintético, plásticos.

Manipulación: Los adhesivos se suministran listospara el uso. Se aplican con espátu-las de dientes finos, pinceles o pis-tola. Según la temperatura y lahumedad del aire, se dejan orear de10 hasta 30 minutos, a continuaciónse unen con fuerte presión y ligerosgolpes. El pegado se basa en laadherencia por contacto. El adhe-sivo es inflamable. Como diluyentessólo se pueden emplear los sumi-nistrados por el fabricante junto conel adhesivo. Aplicación del adhesivopor ambas caras.

Superficie: Lisa, seca, sin grasa, absorbente ono. Las superficies muy absorben-tes pueden recibir una aplicación

previa con la solución de adhesivodiluída.

Aplicación: Apropiados para el pegado desuperficies lisas absorbentes o no.Las piezas pegadas con solucionesde adhesivos tienden a veces a des-pegarse. Esto ocurre sobre todocuando se sobrepasa, por exceso opor defecto, el tiempo de secadoprescrito. Las soluciones de adhesi-vos de contacto se emplean p.ej.para sujeciones provisionales deplanchas de espuma rígida de Styro-por colocadas debajo de revesti-mientos sin ventilación posterior.

D Adhesivos en frio de soluciónde bitumen

8. Adhesivos en frío a base desolución de bitumen modificadacon plásticos.

Manipulación: Los adhesivos se suministran listospara el uso y se aplican en forma debandas con aparatos.

Las planchas de espuma rígida deStyropor se colocan en la aplicaciónpastosa de adhesivo. Después sepueden regular todavía durante5 minutos.

Superficie: Son apropiadas todas las superfi-cies, como construcciones macizasde techos de hormigón armado,piezas prefabricadas de hormigónporoso-pómez, chapas de perfil deacero, tiras bituminadas, etc., queson apropiadas para el pegado conbitumen. En caso necesario debeaplicarse una capa previa de bitu-men.

Aplicación: Las planchas de espuma rígida deStyropor revestidas para tejados noaireados se pegan sobre el soporte,preferentemente en forma de tirascon adhesivo en frío de bitumen. Elnúmero de las capas de adhesivodepende, según DIN 1055, de lahipótesis de cargas para construc-clones.

E Adhesivos de fusión

9. Adhesivos de fusión de bitumen:bitumen normalizado B 25, B 45,bitumen soplado, p.ej. 85/25,masas adhesivas de bitumen espe-cial (bitumen con aditivos, adhesivoa partir de 50 °C).

Manipulación: Bitumen normalizado o bitumensoplado se aplica tupido sobre lasuperficie, colocando a continua-ción las planchas de espuma rígidade Styropor bajo ligera presión.

El adhesivo se solidifica al enfriarsey se endurece. Observar los límitesde temperatura. La temperatura

normal de manipulación en elmomento del pegado debe ser deaprox. 100 °C.

Las masas adhesivas de bitumenespecial se pueden aplicar directa-mente sobre la espuma rígida deStyropor. Aplicación del adhesivopor una cara.

Superficie: Seca, adhesiva o no, lisa o áspera.

Aplicación: Los adhesivos de fusión de bitumense emplean principalmente en teja-dos, en aislamientos industriales yen la construcción de cámaras fri-goríficas.

F Autoadhesivos

10. Dispersiones autoadhesivas. 11. Solución autoadhesiva. 12. Cintas y láminas adhesivas.

Manipulación: Aplicar el adhesivo por una solacara o bien colocar la cinta adhesivasobre la superficie. Dejar que seevapore el agua o el disolvente.Después de un tiempo discrecional,se hace la unión bajo presión. Elpegado se produce por adhesión decontacto. Aplicación del adhesivopor ambas caras.

Superficie: Lisa, seca, sin grasa, absorbente ono.

Aplicación: Este tipo de adhesivo sólo se utilizageneralmente cuando no sea nece-saria una sujeción firme o cuandono sea posible por motivos técnicos(p.ej. pegado de una lámina sobreespuma rígida de Styropor).

Este resumen se ha realizadointencionadamente de formasencilla. No puede reemplazar alos métodos exactos de aplica-ción ni a las instrucciones demanipulación de los fabricantes,es decir que en todo caso sedeben observar las indicacionesde los fabricantes de adhesivos.

621/3

Esquema de aplicación

Tipo de adhesivo Apropiado para pegar espuma rígida de Styropor sobre:

1. Adhesivos a base de resinasepoxídicas f * * * * * f h h f h h h * * h * * f

2. Adhesivos a base de resinasreactivas de poliuretano f * * * * * f h h f h h h * * h * * f

3. Adhesivos a base de disper-siones de plásticos h h h h h h h * * f f f f * h * h f f

4. Adhesivos a base de emulsiones de bitumen h h h h h h h * * f f f f * h * h f f

5. Adhesivos compuestos, pastosos h h h h h h h * * f f f f * h * h f f

6. Adhesivos compuestos, en polvo h h h h h h h * * f f f f * h * h f f

7. Adhesivos de contacto * h h h h h * * * f h h h h h h h * f

8. Adhesivos en frío a basede bitumen h h h * f * * * f h * h f h f f f * f

9. Adhesivos de fusión de bitumen h h * * h h h h h h h h * h * * * f f

10. Dispersiones autoadhesivas f * * * * * f * * f * * * * * * h f f

11. Soluciones autoadhesivas f * * * * * f * * f * * * * * * h * f

12. Cintas y láminas adhesivas f * * * * * f * * f * * * * * * h * h

h corriente * no corriente, f no posiblepero posible

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B

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F


621/4

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. Nopresuponen una garantía jurídicarelativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darsedurante la manipulación y empleode nuestros productos, no eximenal transformador o manipulador derealizar sus propios controles yensayos. Todo el que reciba nuest-ros productos será responsable porsí mismo de la observancia de losderechos de patentes existentes asícomo de las leyes y disposicionesvigentes.

621/5

Eficacia comprobada en la práctica

Los sistemas integrados de aisla-miento térmico con Styropor comomaterial de aislamiento térmico hanprobado su eficacia en la prácticadesde 1957. Ofrecen un tiempo devida largo y son comparables conotras fachadas con revoques encuanto a mantenimiento y conserva-ción. Hoy en día en Alemania enconstrucciones nuevas y viejas secolocan ya anualmente 45 millonesde metros cuadrados de sistemasde protección térmica completa de fachadas – así se denominan originalmente – con Styropor. Losfabricantes respectivos disponen dela documentación correspondientesobre la eficiencia de los diferentessistemas.

Es importante utilizar solamentesistemas suficientemente probadosy controlados, en los cuales todoslos componentes ofrecen la garantíanecesaria sobre la durabilidad yseguridad de función.

Sistema

Construcción del sistema y catego-rías del sistema

Los sistemas integrados de aisla-miento térmico (Wärmedämm-Ver-bundsystem, WDVS) son sistemasmulticapa para mejorar el aisla-miento térmico de paredes exterio-res en mamposterías, hormigón uotras partes constructivas exterio-res.

Los sistemas integrados de aisla-miento térmico se colocan directa-mente, es decir sin una capa de aireintermedio que esté en comunica-ción con el aire exterior, sobre lasección transversal de la pared desoporte, formando junto con estauna construcción de pared de unasola capa.

Los sistemas integrados de aisla-miento térmico se pueden aplicar enconstrucciones nuevas y tambiénson perfectamente adecuadas parael saneamiento o la modernizaciónenergética de construcciones exis-tentes. En este último caso, sinembargo, se debe evaluar la idonei-dad de la base para la aplicación del sistema integrado de aislamientotérmico.

Información técnica

Marzo 2001

Sistemas integrados de aislamiento térmico® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft


Recubrimiento final armado devarias capas

Construcción normal


Styropor®

700

•

•

•

•

•

Denominación de las capas

1 Material de construcción de la pared

2 Masa adhesiva3 Plancha de aislamiento

de fachadas de Styropor4 Capa de armadura de

masa de armadura y tejido de armadura dado el caso con recubrimientointermedio

5 Recubrimiento final

1

2

3

4

5

700/2

Por lo general se diferencian lassiguientes categorías de sistemas:

• No son necesarias las medidas deaislamiento individuales para evitarpuentes térmicos por ej. en hue-cos para radiadores, soportespara el techo, armaduras anularesy chimeneas para instalaciones.

• Método sencillo y económico paramejorar posteriormente el aisla-miento térmico de paredes exte-riores de construcciones viejas,especialmente en el saneamientode fachadas.

• El diseño óptico en cuanto a colory estructura se puede adecuar altipo de fachada usual en el lugar.

Normas de calidad para planchasaislantes Styropor para fachadasen sistemas integrados de aisla-miento térmico (WDVS)

Las planchas aislantes Styroporpara fachadas deben cumplir conlas especificaciones de calidad parasistemas integrados de aislamientotérmico. Por lo tanto en Alemaniadeben cumplir en primer lugar con lanorma DIN 18164 parte 1, resp. enel futuro también con la norma euro-pea EN 13163, "Productos de poli-estireno expandido (EPS) produci-dos en fábrica."

Más allá de las exigencias mencio-nadas anteriormente, las siguientescaracterísticas de calidad determi-nadas adicionalmente por el IVH1 y el FWW_ han tenido éxito en lapráctica.

1. Sistemas integrados de aislamiento térmico con planchas de aislamiento de espuma de partículas de poliestireno pegadas.

2. Sistemas integrados de aislamiento térmico con planchas de aislamiento pegadas y fijadascon espigas.

3. Sistemas integrados de aislamiento térmico conplanchas de aislamiento fijadas con rieles.

Caso normal Necesario en el caso de base estáticamente insegura

Ventajas del sistemaLas capas de aislamiento se puedenadecuar a la condición de la con-strucción respectiva y a los coefi-cientes de aislamiento deseados.Así no solamente se cumple con lasespecificaciones de las disposicio-nes de la Ley de Ahorro Energéticoen cuanto a la protección térmica,sino incluso se puede superar estasfácilmente.

• Así queda garantizado unambiente interior de la viviendasano, agradable; fresco en verano– constantemente cálido eninvierno.

• Las paredes exteriores se puedenconstruir con los materiales deconstrucción más baratos respec-tivamente y los grosores de paredresp. de los fundamentos se pue-den reducir a la medida estáticamínima.

• Las instalaciones de calefacciónpueden ser más reducidas. Así sereducen los costos de inversión yla contaminación del medioambiente.

• El sistema integrado de aisla-miento térmico exterior evita fluc-tuaciones grandes de temperaturaen la pared portante, reduciendoasí tensiones y simultáneamente elpeligro de formación de grietas.

Preparación de unavivienda para la coloca-ción de una fachada deaislamiento con Styroporsegún el sistema inte-grado de aislamiento térmico.

700/3

Tabla 1: Comparación de las especificaciones de producto de planchas aislantesde espuma rígida EPS según DIN 18164 y planchas aislantes para facha-das Styropor según las directrices del Industrieverband Hartschaum e.V.1 y del Fachverband Wärmedämm-Verbundsysteme e.V. (FVW)2.

Características DIN 18164 parte 1 Especificaciones IHV/FVW

Materia prima Producto regenerado admisible Sin producto regenerado fuera de fábrica

Densidad aparente Valor medio hasta desviación PS 15 SE ≥ 15,0 kg/m3

máx. de 10 % de planchas PS 20 SE ≥ 20,0 kg/m3

individuales hacia abajo,sin limitación hacia arriba

Comportamiento Mín. normalmente inflamable, difícilmente inflamable,en fuego clase de material de construc- clase de material de

ción B 2 construcción B 1

Resistencia a la sin especificaciones para sistemas pegados tracción transversal y/o fijados con espigas

≥100 kPa,para sistemas de rieles≥150 kPa

Variación longitudinal +1 % hasta -0,3 % ≤0,15 %irreversible

Tolerancia tranversal ±0,8 % o <0,2 %y longitudinal max. ±10 mm

Tolerancia del grosor ≤50 mm ±2 mm; ±1 mm>50 mm +3 mm -2 mm

Planitud de la plancha sin especificación ≤3 mm/m

Rectangularidad con 500 mm de largo de con 500 mm de largo lado máx. 3mm de lado máx. 1,0 mm

Los sistemas de planchas

Para la espuma rígida de Styroporse desarrollaron sistemas de plan-chas especiales.

Hoy en día se utilizan principalmenteplanchas aislantes cortadas de pro-ductos en bloque. Además, sinembargo, existe también la produc-ción continua en línea, así como lasplanchas expandidas en molde indi-vidualmente en máquinas automáti-cas con diferentes conformacionesde canto y con, respectivamente sinranuras de adhesión. Espuma rígidade Styropor no contiene FCC ni for-maldehido. Está clasificado comomaterial de construcción no conta-minante y se puede desechar sinproblemas.

Las planchas de aislamiento defachadas Styropor se utilizan en lostipos de control de calidad PS 15SE3 y PS 20 SE. Las planchas deaislamiento de fachadas debencumplir con las especificacionesespeciales de los productores desistema y deben contar con lahomologación respectiva.

Los perfiles de superficie más frecuentemente utilizados en la práctica.

superficie plana perfil de superficie gofrada perfil de superficie en forma de ondas.

Conformaciones de cantoConformaciones de canto típicas de espuma rígidade poliestireno.

Encaje a tope Ranura y lengüeta Encaje escalonado

1 Industrieverband Hartschaum Asociación Industrial Espuma rígida

2 Fachverband Wärmedämm–Verbundsysteme Asociación Profesional sistemas integrados de aislamiento térmico

3 SE significa: difícilmente inflamable según DIN 4102,parte 1

700/4

Adhesión La fijación de las planchas aislantesnormalmente se hace con morteroadhesivo.

Ha resultado ser eficaz aplicar eladhesivo sobre las planchas aislan-tes. Hay que poner cuidado en apli-car una banda de adhesivo alrede-dor de la plancha, lo más cercaposible al canto exterior. En el restode la superficie se deben aplicarpuntos y bandas de adhesivo. Aladherir en toda la superficie se debeaplicar el mortero adhesivo med-iante una llana dentada uniforme-mente en el lado posterior de laplancha.

Con el mortero adhesivo se puedencompensar irregularidadespequeñas en la mampostería. Dife-rencias más grandes en la pared sedeben eliminar mediante mortero decompensación.

Aplicación y transformación en obraEn el caso de construcciones nue-vas cualquier pared seca, estable,con una solidez superficial y adhe-sividad suficientes es adecuada.

En el caso de construcciones viejasse debe controlar si la base es ade-cuada como base adhesiva y encaso necesario hacer un trata-miento previo. Debe estar libre deaceite, grasa, polvo y eflorescen-cias. En el caso de superficiesarenosas se debe aplicar una baseprofunda adecuada con disolventea base de resinas polímeras. Ensuperficies demasiado lisas se debeaplicar una capa de pintura prelimi-nar adecuada. En el caso de basesinseguras es necesario hacer unensamblaje adicional.

Vivienda multifamiliar conWDVS.

Ejemplos tomados de la práctica

Construcción vieja saneada con 12 cm Styroporsistema integrado de aislamiento térmico.

Construcción vieja antes del saneamiento arquitectónico y energético.

Las planchas de aislamiento defachadas Styropor se colocan demanera integrada con las juntascerradas, se aprieta y se alinea.

700/5

Conexión con el zócalo

Conexión con el tejado

con sistema decolocado de Styropor, aislar através del cabrio.

Junta de dilatación

1 Enlucido2 Tejido de armadura3 Capa de armadura4 Perfil terminal5 Styropor plancha de aislamiento

de fachadas6 Masa adhesiva7 Mampostería8 Masa impermeabilizante elástica9 Perfil de juntas

10 Aislamiento perimétrico11 Impermeabilización12 Plancha de drenaje Styropor

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Comportamiento en fuego

Styropor F para la aplicación en laconstrucción es una espuma rígidade poliestireno EPS4 expandiblecon acabado ignífugo, que cumplecon las especificaciones para mate-riales de construcción difícilmenteinflamables5 y que se ha de consi-derar como no inflamable congoteo.

Por lo general, aparte de las dis-posiciones nacionales específi-cas respectivas, son válidas las siguientes especificacionespara el sistema y para el mate-rial aislante:

• Edificios de poca altura, esdecir arista superior del sueloacabado del piso superior ≤ 7m, clase de material deconstrucción B2, normal-mente inflamable.

Tabla 2: Efecto de sistemas integrados de aislamiento térmico sobre el aislamiento acústico, resultados del estudio

System Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Einheit

Pared bruta –Espesor 240Tipo de piedra Ladrillo perforado silicocalcáreo 3DF –Densidad aparente piedra 1220 kg/m3

Clase de densidad aparente 1,4 kg/cm3

Espesor revoque interior 10 mmMasa por unidad de superficie 306 kg/m3

Medida de aislamientoacústico evaluado: Rw, P 54 dB

Rw, R 52 dB

Aislamiento térmicoMaterial EPS EPS EPS EPS EPS EPS EPS EPS EPS MW MW MW MW MW–

*) *) *) **)Grosor 50 50 100 100 100 100 100 100 100 50 50 100 100 120mmRigidez dinámica 79 86 60 50 50 13 13 13 13***) 27 40 20 17 53 MN/m3

FijaciónAdherido x x x x x x x x – x x x x x –Con tarugos – x – – x – – x – x x x x – –Rieles de perfil – – – – – – – – x – – – – – –

Revoque exteriorGrosor 7 15 7 15 15 10 20 25 7 10 20 10 20 10 mmMasa por unidadde superficie 6 23 6 23 23 15 30 37 6 12 30 12 30 12 kg/m2

Frecuencia de resonancia f0calculada 581 309 506 236 236 149 105 95 236 240 185 207 120 336Hzmedida aprox. 700 400 420 250 250 125 <100 <100 (250) 180 <100 <180 <100 400Hz

Medida de aislamientoacústico evaluadoValor medido Rw,P 53 52 52 53 51 56 58 56 56 50 58 52 58 49 dBValor calculado Rw,R 51 50 50 51 49 54 56 54 54 48 56 50 54 47 dB

Diferencia ∆Rwfrente a paredbruta -1 -2 -2 -1 -3 2 4 2 2 -4 4 -2 2 -5 dB

*) Espuma elastificada de partículas de poliestireno**) Lana mineral con fibras fijas ("Láminas")***) Rigidez dinámica resultante del material aislante (44 MN/m3) y capa de aire de aprox. 6 mm

• Edificios de altura media, esdecir arista superior del sueloacabado del piso superior > 7 ≤ 22m, clase de material deconstrucción B 1, difícilmenteinflamable.

• Edificios altos, arista superiordel suelo acabado del pisosuperior > 22m, clase de material de construcción A, no inflamable, para fachadascon aberturas.

Debido a las exigencias elevadas al aislamiento térmico constructivopor las disposiciones de aislamientotérmico, es necesario utilizar planchasEPS más gruesas.

Esto es válido especialmente para la construcción de casas de bajaenergía.

Ensayos con sistemas integradosde aislamiento térmico han demos-trado que para grosores de aisla-miento superiores a 100 mm esnecesario llevar a cabo medidasconstructivas encima del dintel deventana, especialmente expuestosa peligros, para evitar posibles riesgos en caso de incendio. Estose puede hacer colocando una tirade material de aislamiento de laclase de material de construcciónA, de por lo menos 150 mm de grosor, en la zona del dintel.

Para sistemas con grosores dematerial de aislamiento superiores a100 mm, la clasificación de sistemadifícilmente inflamable debe serdemostrado en un ensayo a granescala.

4 Según la norma alemana DIN 18164, resp. según la norma europea EN 13163

5 en Alemania clase de material de construcción B1según DIN 4102, parte 1

700/7

Aislamiento acústico

Básicamente se puede lograr unbuen aislamiento acústico contra elruido exterior mediante una paredexterior protegida con el sistemaintegrado de aislamiento térmico.En construcciones realizadas conplanchas elastificadas de Styroporse obtienen mejoras de 2 – 4 dB.

En un trabajo de investigación rea-lizado por el Instituto de Materialespara el Sector Construcción de laUniversidad Técnica de Braun-schweig, se evaluó el aislamientoacústico de 14 variantes de siste-mas integrados de aislamiento térmico en una pared de ladrillo silicocalcáreo de 24 cm de grosor.

Efectos concretos sobre el aisla-miento acústico

Influencia de la rigidez del mate-rial aislante

Por la elasticidad de la espumarígida PS la frecuencia de resonan-cia, que en el caso de planchas deespuma rígida normales se encuen-tra en el rango medio y superior(aprox. 500 – 800 Hz), es deplazadoa frecuencias más bajas (aprox. 100– 200 Hz), obteniéndose una mejorade los valores de aislamiento acú-stico.

Influencia del grosor del revoque

A medida que aumenta el grosor delrevoque la posición de la fractura deresonancia varía hacia frecuenciasmás bajas.

Influencia de los tarugos

Por los tarugos el aislamiento acú-stico puede desmejorar notable-mente en determinados rangos defrecuencia.

Influencia del montaje de rieles

Al comparar el desarrollo del aisla-miento acústico de sistemas inte-grados de aislamiento térmico adheridos y de aquellos fijados conrieles, se puede observar que en elprimer caso hay una fractura deresonancia clara en el rango entre250 y 500 Hz, mientras que en elcaso de los rieles la fractura no esclara y se encuentra en un rangomás bajo (125 Hz).


Con el sistema integrado de aisla-miento térmico se aprovechan lasventajas típicas de un aislamientoexterior.El aislamiento térmico en construc-ciones es importante para:

• La salud de los habitantes porel clima higiénico de la vivienda

• La protección de la construc-ción frente a fluctuaciones detemperatura y los dañosposteriores causadas por estas

Puentes térmicos

Por el sistema integrado de aisla-miento térmico exterior todas lasparedes divisorias así como sopor-tes de techo, dinteles, armaduras

Desarrollo de la temperatura por una pared de 24 cm con una con-ductividad térmica de 0,56 W/(m · K),revoque interior y exterior

Desarrollo de la temperatura por la misma pared, pero en remplazo del revoque exterior un sistema integrado de aislamiento térmico con 10 cm de Styropor.

1 = 15 mm revoque interior R = 0,70 W/(m · K)2 = 240 mm mampostería R = 0,56 W/(m · K)3 = 20 mm revoque exterior R = 0,87 W/(m · K)Resistencia térmica 1/ = 0,47m2 · K/WCoeficiente de transición térmica k = 1,56 W/(m2 · K)

1 = 15 mm revoque interior R = 0,70 W/(m · K)2 = 240 mm mampostería R = 0,56 W/(m · K)3 = 100 mm Styropor R = 0,04 W/(m · K)4 = revestimiento final multicapa, armadoResistencia térmica 1/ = 2,95 m2 · K/WCoeficiente de transición térmica k = 0,32 W/(m2 · K)

afuera adentro

+50,0°

+30,0°

-12,8°

-15,0°

+26,5°

+20,0°

+12,9°

+48,5°

+27,5°

+11,8°

-11,5°

Verano

Invierno

afuera adentro

+30,0° +21,7°

+20,0°

+18,5°

3 2 1 3 2 14

-14,5°-15,0°

anulares, aberturas para radiadores,canales para tubos, canales deinstalación y esquinas de la con-strucción quedan incluidos en el aislamiento térmico, no pudiendoformarse puentes conductores delcalor.

Acumulación térmica

La capacidad de acumulación tér-mica de una pared exterior es espe-cialmente efectiva con el sistemaintegrado de aislamiento térmico. Lapared necesaria para la estática seusa totalmente para la acumulacióntérmica. Esto también es válido parala protección del calor estival. Losmateriales de construcción pesadoscomo hormigón o mampostería sonespecialmente eficientes.

Protección de la intemperie

La protección contra la lluvia y laintemperie queda asegurada por elsistema integrado de aislamientotérmico. Cumple con las especifica-ciones para capas hidrófugas, esdecir ofrece protección contra lahumedad condicionada por el clima.

Difusión de vapor de agua

Por el aislamiento exterior con elsistema integrado de aislamientotérmico no se suprime la capacidadde difusión de la pared. Queda ase-gurado un comportamiento de difu-sión de vapor de agua favorable,porque en el caso de aislamientoexterno el nivel de condensación –paso a un nivel inferior de la tempe-ratura del punto de condensación –es deplazado hacia el sector exterior.

+60,0°

700/8

Ahorro de energía por aislamiento térmico

En el marco de la necesidad dereducción de emisiones y delahorro de energía en la construc-ción y modernización futuras, el aislamiento térmico de piezas deconstrucción exteriores adquiereuna importancia extraordinaria.Mediante la integración de Styroporcomo plancha de aislamiento defachadas se pueden lograr valoresde aislamiento óptimos.

Construcción sin aisla-miento térmico.Se regala valiosa energíatérmica.Contaminación catastró-fica del medio ambiente.

Construcción consistema integrado de aislamiento térmico deStyropor.Habitación barata porahorro de energía.Protección del medioambiente por reducciónde emisiones de CO2.

Disminución de pérdidas de energía de calefacción por sistema integrado de aislamientotérmico Styropor (grosor del material de aislamiento del sistema integrado de aislamientotérmico en cm, con pared exterior de 24 cm).

128,7 kWh/m2

40,9 kWh/m2

12 cm

33,3 kWh/m2

24,2 kWh/m2

8 cm6 cm

sin aislar

Pérdida de energía de calefacción en kilowatios hora pormetro cuadrado desuperficie de pared(kWh/m2)

ObservaciónLas indicaciones de esta publicaciónse basan en nuestros conocimientosy experiencias actuales. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipula-dor de realizar sus propios controlesy ensayos. No presuponen unagarantía jurídica relativa a determina-das propiedades ni a la idoneidadpara una aplicación concreta. Todoel que reciba nuestros productosserá responsable por sí mismo de laobservancia de los derechos depatentes existentes así como de lasleyes y disposiciones vigentes.


8 to CO2 /a

2 to CO2 /aDimensionado de la capa de aislamiento térmico

Para la planificación y aplicación en la práctica los grosores de lascapas de aislamiento se obtienensegún las especificaciones de lasnormas de aislamiento térmico,basándose en el grupo de conduc-tividad térmica 035 ó 040.

Gráfica: IVH

1 Generalidades

El encofrado es un factor de costosimportante en los trabajos de hormi-gón y hormigón armado. Los costosde encofrado son diferentes segúnla forma y consistencia de la super-ficie de las partes de hormigón. Enlas partes de hormigón constructivogeneralmente se deben hacernumerosos vanos para instalacio-nes, que en la pieza terminada sólose podrían hacer invirtiendo muchotrabajo y con grandes gastos.

El método convencional de clavarlos cuerpos de encofrado con plan-chas de madera, cuesta muchotiempo y es caro. Los cuerpos deencofrado de Styropor se puedencortar de manera rápida y simple degrandes bloques de espuma rígidacon las herramientas usuales. Preci-samente en el caso de cuerpos deencofrado complicados han dadobuenos resultados la construcción yfácil retiro de estos cuerpos deencofrado.

2 Construcción de encofrados

Con espuma rígida de Styroporincluso obreros no calificados pue-den construir encofrados con vanosy ranuras en la forma y el tamañocorrespondientes (fig. 1). Cuerposde encofrado para vanos son sumi-nistrados en forma de “barras paraencofrar” en diferentes medidasestándar. Las densidades aparentesde la espuma rígida utilizada por logeneral es de 13 a 15 kg/m3. Parael trabajo en obra generalmente seutilizan herramientas comunes,como serrucho ó sierra circular(fig. 2). En talleres de construccióno en fábricas de hormigón, dondese necesitan cuerpos de encofradoconstantemente y en grandes canti-dades, puede ser ventajoso el usode equipos de corte con hilo incan-descente (fig. 3).


44612 Marzo 2001

Styropor711

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Forjado de techos; cuerpos de encofrado

Fig. 1 Diferen-tes cuerpos deencofrado deespuma rígidade Styropor


711/2

3 Fijación de los cuerpos de encofrado

Debido a su bajo peso (densidadaparente a partir de 13 kg/m3), loscuerpos de encofrado de Styroporse deben asegurar contra el empujevertical y desplazamientos lateralesdurante el hormigonado. No pre-senta problema alguno fijarlo asuperficies de encofrado demadera. Se puede hacer con ayudade clavos, alambre de atado, gra-pas ó adhesivos (fig. 4 y 5 ).

Los adhesivos que se utilizan, nodeben contener solventes que ata-can la espuma rígida y deben estarmarcados como “adhesivos paraespuma rígida de Styropor”.

Para pegar espuma rígida deStyropor en madera, hormigón,revocos o albañilería son apropia-dos los adhesivos de dispersión. Alpegar sobre superficies metálicas sedebe optar por adhesivos termo-plásticos (por ej. bitumen) o adhesi-vos de contacto. En todos loscasos es aconsejable limpiar lassuperficies antes de aplicar el adhe-sivo. Generalmente es suficienteaplicar el adhesivo sólo en una delas superficies que se van a pegaruna contra la otra.

Encofrados de partes de construc-ción de hormigón generalmente setratan previamente con productosdesmoldeantes para desencofrarlosmás fácilmente. Algunos aceites deencofrado atacan las espumas rígi-das de Styropor. Esto se debe teneren cuenta en el caso de encofradosde hormigón descubierto, mas nopara cuerpos de encofrado. Lasceras de encofrado generalmenteno disuelven la espuma rígida deStyropor.

4 Retirar los cuerpos de encofrado

Las espumas rígidas en vanos yranuras se pueden retirar fácilmentecon herramientas simples una vezque el hormigón haya fraguado. Silos cuerpos de encofrado penetrana través de una pieza de construc-ción, se puede empujarlos haciaafuera fácilmente.

En los casos en que es difícil retirarel cuerpo de encofrado mecánica-mente, se puede eliminar la espumarígida quemándola, por ej. con unsoplete de soldadura o con unsoplete para cortar. De ningunamanera se deben quemar los cuer-pos de encofrado en recintos cerra-dos debido a que se forma hollín.Este método no es apropiado parasuperficies de hormigón visto.

Fig. 2 Elcuerpo deencofrado esserruchado amano

Fig. 3 Aparatode corte termo-eléctrico

Fig. 4 Cuerpode encofrado

Si se retiran los cuerpos de enco-frado quemándolos, hay que tenercuidado de no poner en peligro par-tes de la construcción o materialesde construcción almacenados.

Otra posibilidad de retirar espumasrígidas de vanos y ranuras consisteen el método de fusión. Con herra-mientas termoeléctricas, por ej. lazode alambre o soplete de airecaliente, que trabajan a temperatu-ras de aproximadamente 200 °C, laespuma rígida se puede retirar ofundir. Al fundir la espuma rígida lassuperficies de contacto con el hor-migón se ensucian con residuos depoliestireno. Este método tampocono se puede aplicar en superficiesde hormigón visto.

De áreas de hormigón visto sepuede eliminar muy bien cuerpos deencofrado de Styropor con unsoplador de chorro de arena.

Si se desea hacer un númerogrande de vanos del mismo tamaño– esto sucede especialmente enfábricas de hormigón – es conve-niente envolver el cuerpo de enco-frado en un lámina de polietileno. Lalámina se sujeta a la espuma rígidacon clavos. Para desencofrar secorta la lámina. El bloque deespuma rígida, que se debe confec-cionar de forma ligeramente cónica,se retira y se envuelve nuevamentepara el siguiente uso.

5 Rentabilidad

El uso de espuma rígida deStyropor para vanos y ranuras per-mite, dependiendo del grado de difi-cultad y del tamaño, un ahorro decostos, que puede ascender de 20hasta 70% frente a la ejecución dela manera tradicional.

También los costos para cuerpos deencofrado de espuma rígida secomponen de costos de sueldos yde material. Especialmente en paí-ses con un nivel de sueldos alto, loscuerpos de encofrado de madera,que requieren de mucho trabajo, yano son rentabales.

6 Resumen

Espuma rígida de Styropor, quetiene múltiples aplicaciones en elsector construcción, es un auxiliarindispensable para hacer vanos yranuras. También en este caso larentabilidad, la facilidad de aplica-ción y las posibilidades de transfor-mación constituyen las ventajasdecisivas del material.

711/3

Fig. 5 Fijar loscuerpos deencofrado

Fig. 6 Cuer-pos de enco-frado colocadosen un techo

Observación



711/4

1 Cuerpos de encofrado ligeros “sistema Seeger” para techos nervados de hormigón armado, techos a base de casetones ytechos de vigas en T

Este sistema consiste en un enco-frado, varias veces recuperable, abase de bloques macizos deespuma rígida de Styropor. Resultaapropiado para techos nervados, abase de casetones y de vigas en T.Los cuerpos de encofrado no estánprevistos para una determinadamedida de retículo, sino que, deacuerdo con los anchos y alturasrequeridos, se cortan a medida apartir de grandes bloques macizos,suministrándolos a la obra ya listospara su colocación.

Sobre el cuerpo de encofrado secoloca una almohadilla neumáticaplana, con las medidas apropiadaspara cada tamaño, la cual se fabricaespecialmente para este fin (fig. 1).Esta almohadilla dispone de un tuboque atraviesa el cuerpo de enco-frado por un orificio situado en elcentro del cuerpo.

El cuerpo de encofrado y la almoha-dilla neumática se envuelven conuna lámina de Lupolen®, sujetán-dose sus extremos mediante grapasmetálicas al cuerpo de espuma. Estalámina sirve de agente separador.

Los cuerpos de encofrado así pre-parados se colocan sobre un enco-frado plano a base de madera obien sobre una plataforma de enco-frado, trabándose los cuerpos pormedio de tablas. A continuaciónpuede procederse a la incorpora-ción de la armadura y al hormigo-nado del techo (fig. 2).

Una vez fraguado el hormigón y el encofrado inferior, las láminas, enla cara inferior de los cuerpos deencofrado, se cortan en forma decruz con un cuchillo (fig. 3).

Mediante un pequeño compresormanual (compresor del tipo del queutilizan los pintores – no un compre-sor para obras) – o bien una botellade aire comprimido, se insufla aireen la almohadilla (fig. 4).


37904 Marzo 2001

Styropor712

5 Construcción


Encofrados de techos Techos nervados Cuerpos de encofrado recuperables


Fig. 1 Cuerpo deencofrado deespuma conalmohadilla neumática.


712/2

La almohadilla neumática, al aumen-tar de volumen, empuja al cuerpo deencofrado fuera del techo, es decir,fuera de la lámina que lo envuelve.La forma ligeramente cónica deestos cuerpos facilita el desencofrado.

Los restos de lámina adheridos altecho, se eliminan con facilidad porarrancamiento (fig. 6).

Los cuerpos de encofrado seenvuelven de nuevo con láminas depolietileno, quedando así listos para

ser utilizados nuevamente. Tambiénlas almohadillas neumáticas puedenemplearse de nuevo (fig. 7).

Estos cuerpos de encofrado resul-tan rentables en la construcción detechos nervados y a base de case-tones, cuando sea posible su repe-tida utilización, es decir, cuando setrate de techos que se construyenen varias fases y de edificios devarias plantas de dimensiones idén-ticas.

En una obra se determinaron lossiguientes tiempos de encofrado ydesencofrado para un techo cuyasdimensiones fueron de 16 m x 24 m= 184 m2:

1. Colocación de los cuerpos ligeros de encofrado sobre unencofrado a base de madera,ya preparado 21 horas

Fig. 2 Colocación de los cuerpos de encofrado sobreel encofrado a base de madera.

Fig. 4 Insuflado de aire comprimido en la almohadillaneumática.

Fig. 6 Techo reticulado desencofrado. Fig. 7 Los cuerpos de encofrados se envuelven denuevo en láminas de polietileno para utilizarlos de nuevo.

Fig. 5 La almohadilla neumática empuja al cuerpo deencofrado fuera del techo.

Fig. 3 Vista inferior, una vez retirado el encofrado.

2. Desencofrado de los cuerposligeros de encofrado con las almo-hadillas neumáticas, incluyendo reti-rada de los restos de láminas depolietileno 11 horas

3. Envoltura de los cuerpos ligerode encofrado y de las almohadillasneumáticas con láminas de poli-etileno para su posterior utilización 32 horasTotal: 64 horas

64 :384 = 0,166 h (= 10 minutos)tiempo empleado por m2 de super-ficie de techo.

El tiempo empleado, tal y como seha medido en este ejemplo, no sepuede generalizar, puesto que lascondiciones son distintas en cadaobra. Sin embargo, se le puedetomar como valor orientativo.

Según experiencia, la cuota de pér-didas por desechos y piezas ajusta-das es del orden del 1 hasta el 2 %por aplicación. El número de veces

que estos cuerpos pueden emple-arse depende de los esfuerzos aque son sometidos y de los requisi-tos exigidos en relación a pulcritudde acabado del techo nervado. Deser tratados con cuidado, se lograncon ellos de 20 a 25 aplicaciones.De los cuerpos de encofrado ya noutilizables pueden obtenerse cuer-pos pequeños de encofrado paracavidades.

El reducido peso de los cuerpos deencofrado de espuma rígida deStyropor facilita notablemente lostrabajos de encofrado, desenco-frado y transporte, y reduce el peli-gro de accidentes. Un cuerpo de lasdimensiones de 100 x 50 x 40 cm,incluida la almohadilla neumática yla envoltura de Lupolen, pesa única-mente de 4,0 a 5,0 kg.

Durante la colocación y la incorpo-ración de la armadura de acero, loscuerpos ligeros de encofrado pue-den pisarse sin que sea necesario

tomar medidas adicionales. Parapoder circular sobre ellos con carre-tillas, se les deberá proteger contablones.

Los cuerpos ligeros de encofrado“sistema Seeger” de espuma rígidade Styropor se pueden utilizar entodo tipo de edificio que se cons-truya con suelos nervados o a basede casetones.

2 Techos a base de casetonesde gran formato

Para techos nervados de hormigónarmado, techos a base de caseto-nes y techos de vigas en T, congran luz libre y elevada carga útil,resulta económica la utilización delos llamados cuerpos de encofradoa base de casetones de gran for-mato (fig. 8).

712/3

Fig. 8 Cuerpo de encofrado de gran formato conalmohadilla neumática, envueltos ambos en lámina depolietileno.

Fig. 10 Cuerpo de encofrado de gran formato concasquete de protección de madera multilaminar.

Fig. 11 Cuerpo de encofrado de gran formato es reti-rado del techo.

Fig. 9 Cuerpo de encofrado de gran formato con casquete de protección de poliéster.

Los casetones de gran formato seconstruyen de una sola pieza y unasdimensiones máximas de 1,25 x1,25 x 1,00 m. Los elementos demayores dimensiones se componende varios cuerpos parciales unidospor medio de adhesivo.

Para las almohadillas neumáticas, laenvoltura de lámina de polietileno yel desencofrado, es válido loexpuesto en el apartado 1.

Para la construcción de techos ner-vados y reticulados, de hormigónvisto y dimensiones más reducidas,

los cuerpos de encofrado de granformato de espuma rígida de Styropor se recubren con casquetesde protección a base de placas deresina de poliéster reforzada confibras de vidrio (fig. 9) o bien de placas de madera multilaminar de 4mm de espesor, con recubrimientode plástico (fig. 10).

En este caso no es necesario envol-ver los cuerpos con láminas depolietileno. Una vez insuflado el airey retirado el bloque de espuma (fig.11), los casquetes de protecciónpueden ser sacados del techo con


Fig. 12 Cuerpo de encofrado para techos a base dehormigón visto.

Fig. 13Cuerpos deencofrado colo-cados conarmadura deacero

gran facilidad, dada su escasa rigi-dez. También estos casquetes sepueden emplear varias veces.

3 Techos reticulados de hormigón visto

Para la construcción de techos reticulados de hormigón visto se utilizan casquetes de plástico deuna sola pieza, conformados porembutición profunda, que se refuer-zan con bloques de espuma de Styropor. Debido a este refuerzo,los casquetes se pueden fabricarcon un espesor de pared muy redu-cido, resultando por consiguiente suprecio económico (fig. 12).

Todos los cantos de los casquetesde plástico están ligeramenteredondeados. Los casquetes estánprovistos de un borde en todo sucontorno, que sirve tanto para laformación de las nervaduras comopara el autodistanciado. Tienen unasuperficie extremadamente lisa,garantizando así un excelente hor-migón visto.

La retirada de los cuerpos de enco-frado del techo hormigonado serealiza también mediante la almoha-dilla neumática, situada entre el blo-que de espuma y el casquete deplástico. Este último que se man-tiene aún en el techo, puede serretirado a mano, gracias a su granflexibilidad.

Observación


712/4

El encofrado de huecos para ven-tanas de sótanos en paredes dehormigón armado y la colocaciónposterior de las ventanas era hastaahora un problema costoso querequería mucho tiempo. Eran nece-sarios una serie de procesos detrabajo, como realizar el encofradode madera, colocación y desenco-frado, montaje de las ventanas,enlucido y alisado de la repisa de laventana.

Con los encofrados desarrolladosactualmente para las ventanas desótanos a base de espuma rígidade Styropor no son necesariostodos estos procesos de trabajo y,por lo tanto, se ahorran costes.

La ventana de acero para el sótano– pintada, zincada o recubierta conplástico – se suministra a la obraen un encofrado moldeado porexpansión a base de espuma rígidade Styropor. Todo el elemento sehalla recubierto con una hoja deplástico para protegerlo contra elensuciamiento.

La pieza prefabricada es muy li-gera, apenas más pesada que laventana de acero, y fácilmente se

puede descargar, transportar ymontar a mano.

La colocación del elemento es muysencilla:

a) Se clava un listón de madera,puesto de canto, en la pared delencofrado.

b) El elemento de encofrado secoloca sobre el listón de madera.

c) El elemento se empuja fuerte-mente con la segunda pared deencofrado. El listón posterior seclava a través de la pared del enco-frado.

d) El hormigón se vierte en el en-cofrado. Al hormigonar, se llena yvibra uniformemente por amboslados.

Los listones de madera y los clavosnecesarios acompañan al elementoprefabricado.

Los elementos de encofrado sepueden colocar en construccionesa base de hormigón visto y enluci-do. El encofrado de espuma rígidase deja en el hueco de la ventanahasta la terminación del edificio,para proteger la ventana del sótano

Informacion Técnica

46441 Marzo 2001

Styropor



761

5 Construcción

Encofrados especiales para ventanas de sótanos

AAAAA

AAAAA

AAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAA

AAAAA

AAAAAAAAAA

AAAAA

10 c

m

listón de madera listón demadera

listón demadera

ventanapared deencofradob)

pared deencofradoa)

d)c)

eje de la ventana

Fig. 1 Esquemade montaje


contra la suciedad y roturas.

Las ventanas de sótanos en enco-frados de espuma rígida de Styropor se suministran en variostamaños para espesores de paredde 25, 30 y 35 cm.

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales.No presuponen una garantía jurí-dica relativa a determinadas pro-piedades ni a la idoneidad para unaaplicación concreta. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipu-lador de realizar sus propios con-troles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos será res-ponsable por sí mismo de la obser-vancia de los derechos de patentesexistentes así como de las leyes ydisposiciones vigentes.


Fig. 2 Clavado del listón de madera a la pared de encofrado

Fig. 3 Colocación del elemento de encofrado

Fig. 4 Ventana de sótano ya colocadaFabricante en la RFA:Schöck Betonelemente GmbH, 76534 Steinbach

761/2

1 Generalidades

Al construir una carretera sobrecapas inferiores de escasa resisten-cia, hay que tener en cuenta espe-cialmente que toda carga deformalas capas blandas del terreno, tantomás, cuanto más pesada sea lacarga. Dependiendo del espesor deestas capas blandas del suelo, esteproceso de deformación se puedeprolongar durante varios años.Debido a la baja resistencia al ciza-llamiento de suelos de escasa resis-tencia es necesario, además, evitaren lo posible la concentración de lascargas, ya que estas capas puedendesplazarse lateralmente. Los mate-

riales añadidos para compensareste tipo de hundimientos por pesopropio (por ejemplo, en cruces decarreteras) debido a las cargas adi-cionales provocan a su vez nuevoshundimientos.

Los procedimientos convencionalesutilizados para mejorar el terrenomediante una renovación completao parcial del mismo, por lo generalexigen mucho tiempo y son onero-sos. El empleo de materiales deconstrucción ligeros, permite reducirsustancialmente el peso del terra-plén y con él la carga ejercida sobreel subsuelo.


34804 Marzo 2001

Styropor800

6 Construcción de carreteras/Aislamiento/Suelos/Otras aplicacio-nes en la construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft La espuma rígida de Styropor, un material ligero parala construcción de cimientos de carreteras: Geofoam®

σ0σ1

σ > σ1 0

Terraplén convencional

mayor presión sobre el suelo

σ0

Terraplén de EPS

sin variación de la presión sobre el suelo

σ1 ~G = G = σ = σ2~

1 1 0~

G1

G2

Fig. 1


Para obtener una construcción quecasi no sufra hundimientos en elcaso de un subsuelo malo, es pre-ciso que no se aplique práctica-mente ninguna carga adicional, esdecir, que el peso del material deconstrucción utilizado para el terra-plén sea sumamente bajo, comoocurre por ejemplo si se utilizanmateriales de construcción ligerosde bloques de espuma rígida deStyropor. En los medios competen-tes este tipo de construcción sedenomina también construcciónGEOFOAM.

2 Experiencias hechas en el pasado

El desarrollo de este método deconstrucción, está basado en lasexperiencias acumuladas con plan-chas de espuma rígida de Styropor(EPS) utilizadas como capas protec-toras de las heladas en la construc-ción de carreteras y vías férreas.Este método de construcción, seaplica desde mediados de los añossesenta, sobre todo en países quesufren inviernos crudos, es decir,donde las heladas penetran a granprofundidad y donde por tanto espreciso construir cimientos comple-jos para proteger tramos enteros decarreteras y ferrocarriles de las hela-das, como por ejemplo en las regio-nes alpinas, en América del Norte yen los países escandinavos. Con la

publicación de la Circular Técnicade “Ejecución de calzadas concapas termoaislantes de plásti-cos celulares rígidos” (edición de1984), de la Sociedad Alemana deInvestigación del Tráfico y el Trans-porte, a cargo del grupo de trabajodedicado al tema de “Movimientode tierras y mecánica del suelo”, seautoriza la aplicación de la “estruc-tura antiheladas” como norma enconcursos y en la ejecución de pro-yectos.

El empleo de espuma rígida deEPS, no sólo con fines de protec-ción contra heladas en forma deplanchas aislantes, sino tambiéncomo fundamento de transmisiónde cargas en carreteras y rampasde acceso a puentes en forma debloques de gran formato, se basaen estas experiencias prácticas y enel hecho de que la espuma rígida deStyropor presenta, a pesar de suescaso peso propio (aprox. 20kg/m3), una elevada resistencia a laflexión y al cizallamiento, por lo que

800/2

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA


σv

σH

σv

σH

Con el sistema EPS no actúan fuerzas horizontales sobre los estribosde los puentes y los muros de contención (que pueden presentarmenores dimensiones)

Fig. 2

Fig. 3 y 4 Protección contra heladas en la construcción de carreteras y vías férreas con planchas de espumarígida de EPS.

resulta incomparablemente más efi-caz que los materiales de construc-ción convencionales de cara a ladistribución de las cargas propias yde tráfico en terrenos de escasaresistencia.

En Alemania el grupo de trabajo“Movimiento de tierras y mecánicadel suelo” mencionado anterior-mente, círculo de trabajo “Materialesde construcción ligeros”, del comitéde trabajo “Construcción de carrete-ras en subsuelos poco portantes”,elaboró un “Folleto para el uso deespuma rígida de Styropor en laconstrucción de terraplenes paracarreteras”, publicado en 1995 [6].

2.1 Costo

Comparando los precios de otrosplásticos celulares rígidos, el preciodel EPS se sitúa de lejos en el límiteinferior, aunque es sustancialmentemayor que el de los materiales deconstrucción utilizados convencio-nalmente para los fundamentos decarreteras. Por esta razón es nece-sario considerar en su totalidad losmétodos de construcción alternati-vos para poder comparar los cos-tos. Entonces veremos que, en fun-ción de las circunstancias locales, eltipo de construcción GEOFOAM sepresenta como una solución intere-sante tanto desde el punto de vistatécnico como económico, sobretodo en el entorno de construccio-nes preexistentes (por ejemplo,puentes, muros de contención,tuberías, etc.), en todos los casosen que es preciso evitar hundimien-tos. La experiencia acumulada en elextranjero demuestra que en deter-minados casos ha sido posiblereducir el costo hasta un 50% en

comparación con los métodos deconstrucción convencionales. Tam-bién se obtienen ventajas si hay quetransportar los materiales de rellenoa lugares muy distantes, o si porrazones de defensa del medioambiente es preciso cumplir condeterminadas condiciones especia-les.

3 Espuma rígida de Styropor

EPS son las siglas normalizadas delpoliestireno expandido. Los plásti-cos celulares de EPS utilizadoscomo material aislante en la cons-trucción están normalizados en DIN18 164, parte 1ª. Desde 1950 seproduce Styropor en todo elmundo, siendo utilizado sobre todo

en la construcción y en la industriadel embalaje.

Partiendo del granulado en formade perlas que contienen un agentede expansión, la espuma rígida deEPS se fabrica en tres etapas: pre-expansión, reposo intermedio yexpansión final. En la primeraetapa se expande la materia primapor efecto del calor. El agente deexpansión que se encuentra en lamateria prima (pentano, un hidro-carburo presente y generado en lanaturaleza) hincha las partículashasta aproximadamente 50 vecessu volumen inicial, obteniéndose deeste modo partículas de plásticocelular con estructura de celdascerradas. Seguidamente, el materialse somete a un reposo intermedio,durante el cual, en un proceso dedifusión, entra aire y el gas deexpansión sale parcialmente.

Finalmente, las partículas preexpan-didas se cargan en moldes y sevuelven a expandir, quedando sol-dadas unas a otras. De este modose obtiene un plástico celular com-pacto de alto contenido de aire, quequeda ocluido en las innumerablesceldillas de tamaño microscópico(véase figura 7, página 4).

Este procedimiento de fabricaciónespecial permite variar la densidadaparente de la espuma rígida deStyropor dentro de un amplio mar-gen. Puesto que las propiedades dela espuma rígida dependen en granmedida de la densidad aparente, esposible fabricar espumas rígidascon un espectro de propiedadesajustado a cada aplicación: desde la

800/3

Fig. 5 Construcción de terraplenes con EPS (Hardinxveld-Giessendamm, NL).

Fig. 6 Distintas etapas en el proceso de fabricación de espuma rígida deEPS: partículas de materia prima (izquierda), partículas preexpandidas,plancha de espuma rígida.

plancha aislante hasta el material deconstrucción ligero.

En la gama de productos seencuentra Styropor FH, un pro-ducto, a partir del cual se puedeproducir espumas rígidas con unamayor estabilidad frente a hidrocar-buros libres de productos aromáti-cos, en comparación a otras espu-mas rígidas de otras marcas de

Styropor. Se debe evaluar paracada caso individual si este pro-ducto es el apropiado para una apli-cación determinada.

3.1 Propiedades físicas

Las principales propiedades de laespuma rígida de Styropor estándescritas en las tablas de la página 5.

Para la aplicación en la construc-ción de carreteras son importantessobre todo las siguientes propieda-des:

– estructura celular cerrada, esdecir una mínima absorción dehumedad

– resistencia a las heladas y a laputrefracción

800/4

AAAAA

AAAAAAAAAA

AA

AAAAAA

Fabricación de espuma rígida de Styropor

Estirenoy aditivos

AguaAgente deexpansión(pentano)

PolimerizaciónAgua

Styropor Transporteal cliente

Vapor

Styroporen bruto

Preexpansión

Vapor

Husillo de tansporte

Expansión final Vapor

VaporReposo intermedio

Espuma rígida deStyropor

Figura 7

800/5

Tabla 1 Propiedades de espumas rígidas de Styropor para aplicaciones en la construcción

Propiedades1) Ensayo según Unidad Resultado del ensayo

Tipos de protección de calidad Especificaciones de PS 15 SE PS 20 SE PS 30 SEcalidad GSH

Tipos de aplicación DIN 18 164, parte 1 W WD WD + WS

Densidad aparente mínima DIN-EN 1602 kg/m3 15 20 30

Clase de material de construcción DIN 4102 B 1, B 1, B 1,(Tipo de producto Styropor F) difícilmente difícilmente difícilmente

inflamable inflamable inflamable

Conductividad térmicaMedida a +10 °C DIN 52 612 mW/(m · K) 36 – 38 33 – 35 31 – 34

Valor calculado DIN 4108 mW/(m · K) 40 40 35

Tensión por compresión con 10% de recalcado DIN-EN 826 kPa 65 – 100 110 – 140 200 – 250

Resistencia a la presión permanente con recalcado 1,5 – 2% después de 50 años DIN-EN 1606 kPa 20 – 30 35 – 50 70 – 90

Resistencia a la flexión (sin piel de espuma) DIN-EN 12089 kPa 150 – 230 250 – 310 430 – 490

Resistencia al cizallamiento DIN-EN 12090 kPa 80 – 130 120 – 170 210 – 260

Resistencia a la tracción DIN-EN 1608 kPa 160 – 260 230 – 330 380 – 480

Módulo E (ensayo de compresión) DIN-EN 826 MPa 0,8 – 3,9 3,1 – 6,2 7,6–10,7

Estabilidad dimensional al calora corto plazo según DIN 53 4242) °C 100 100 100

a largo plazo con 20 kPa DIN 18164 parte 1 °C 75 – 80 80 – 85 80 – 85

Coeficiente de dilatación térmica lineal DIN 537522) 1/K 5 – 7 · 10–5 5 – 7 · 10–5 5 – 7 · 10–5

Capacidad térmica específica DIN 53 765 J/(kg · K) 1210 1210 1210

Absorción de agua por inmersión después de 7 días DIN-EN 12087 % 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5

después de 28 días DIN-EN 12087 % 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor de DIN-EN 12086 1 20/50 30/70 40/100agua, cálculo según DIN 4108 parte 4 (valor más o menos ventajoso)1) Valores están definidos en DIN 55 471, parte 22) Conforme a la norma de ensayo * 1 N/mm2 = 1000 kN/m2 = 1 MPa = 1000 kPa

Tabla 2 Resistencia de la espuma rígida de Styropor a los productos químicos

Agente Styropor P + F



Lejías de blanqueo, como hipoclorito, agua clorada, soluciones de peróxido de hidrógeno +

Acidos diluidos +

Acido clorhídrico al 35%, ácido nítrico hasta 50% +

Acidos anhidros, por ej. ácido sulfúrico fumante, ácido fórmico al 100% –


Disolventes orgánicoscomo acetona, éster de ácido acético, benceno, xileno, diluyentes para barnices, tricloroetileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, bencina medicinal, gasolina de comprobación –

Aceite de parafina, vaselina + –

Gasóleo –

Gasolina (normal y súper) –

Alcoholes, p.ej. metanol, etanol + –

Aceite de silicona –

+ Resistente: la espuma rígida no es destruida ni siquiera después de una exposición prolongada+ – Relativamente resistente: en caso de una exposición prolongada la espuma rígida puede contraerse o sufrir

desperfectos superficiales– No resistente: la espuma rígida se contrae con mayor o menor rapidez o se disuelve

– no representa un sustrato nutri-tivo para animales, hongos obacterias

– biológicamente inocuo (no conta-mina las aguas subterráneas, nocontiene agente de expansióndañino para la capa de ozono)

– buen comportamiento bajo cargapermanente estática y dinámica

3.1.1 Comportamiento mecánico

La espuma rígida de EPS es unmaterial termoplástico, que bajocarga presenta un comportamientoviscoelástico distinto al de los mate-riales elásticos. Por ello, en lugar dela resistencia a la presión se indicala tensión por compresión con unadeformación del 10% (DIN 53 421/EN 826). Este valor, sin embargo,supone ya una deformación irrever-sible, por lo que sólo es una infor-mación para el control de calidad.(Fig. 8)

El comportamiento bajo tensión decompresión con deformación mues-tra que, al aumentar linealmente latensión de compresión, el límite deelasticidad se alcanza, en funciónde la densidad aparente, con unadeformación del 1,5 al 2 %. Debidoa que a partir de este límite se iniciala deformación de las celdillas, ladeformación aumenta mucho másrápidamente sin que se produzcauna rotura brusca.

Para el dimensionado bajo carga per-manente por lo tanto hay que calcu-lar con valores que se encuentran enla zona lineal de la curva de tensiónde compresión – recalcado. Ensayosde carga permanente demuestranque no se producen deformacionespor fluencia, aún en el transcurso de

800/6

0 0,5

90

50

Densidad30 kg/m3

20 kg/m3

15 kg/m3

30

20

10

0

Car

ga [k

N/m

2 ]

1 1,5Deformación [%]

2

80

70

60

40

0 0,5

90

50

Densidad30 kg/m3

20 kg/m3

15 kg/m3

30

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0

Car

ga [k

N/m

2 ]


2

80

70

60

40

0 0,5 0,7 1,3

90

50

30

35

20

10

0

Car

ga [k

N/m

2 ]


2

80

70

60

40

Fig. 9 Comportamiento bajo carga permanente deespuma rígida de Styropor de distintas densidades apa-rentes, en función de la carga.

0 2

250

200

150

100

50

0

Tens

ión

de c

ompr

esió

n [k

N/m

2 ]

4 6 8 10 12

Recalcado [%]

14 16

Densidad 30 kg/m3

20 kg/m3

15 kg/m3

Fig. 8 Diagramas de tensión de compresión/recalcadode espuma rígida de Styropor de diferentes densidadesaparentes

los años, debajo del límite de recal-cado de 2% (véase IT 140, Resisten-cia al envejecimiento; comporta-miento a largo plazo).

Para mostrar el comportamiento dedeformación en la figura 9 a seencuentran representados el recal-cado inicial en dependencia de lacarga, en dependencia de la densi-dad aparente de la espuma rígida, yen la fig. 9 b los recalcados totalesrespectivos después de un tiempo decarga de 50 años. La medida defluencia (%) que se da por esta cargapermanente se obtiene por la diferen-cia entre recalcado inicial y total. Pormotivos de seguridad se ha de elegirla densidad aparente de la espumarígida de Styropor de tal manera, quelas cargas previstas causen un recal-cado de máximo 1,5%.

En la fig. 9 c esto está representadoen un ejemplo: en el caso de unacarga por compresión de 35 kN/m2

se elige una espuma rígida deStyropor con la densidad aparentede 20 kg/m3, cuyo recalcado totalen un período de 50 años es de1,3 % (≤ 1,5 %). El recalcado inicialen la toma de carga es de 0,7%. Ladiferencia de 0,6 % entre el recal-cado inicial (una vez concluida laconstrucción) y el recalcado totalarroja el valor del recalcado porfluencia de la espuma rígida duranteel uso del cimiento de una carreterapor un período de 50 años.

Durante estudios llevados a cabo porel Instituto Federal de la Construc-ción Vial [5] se simularon cargas portráfico mediante generadores deimpulsos, que corresponden a unmillón de cargas de rueda con unacarga sobre el eje de 10 t. La alturade sobreestructura de los bloques deespuma rígida de Styropor (densidadaparente 20 kg/m3) era de 56 cm entodas las variantes. Los resultadosmostraron que a consecuencia de lacarga por tráfico (simulada) no apare-cen deformaciones permanentes enla superficie de la espuma rígida, esdecir, no se pudo constatar la forma-ción de depresiones. Las experien-cias prácticas de las que también yase dispone actualmente, confirmanestos resultados.

3.1.2 Comportamiento químico

Las espumas rígidas de Styroporson resistentes a las bases, losjabones, los ácidos diluidos y lassales (véase tabla de la página 5).Los disolventes orgánicos atacan enmayor o menor medida la espumarígida. Los disolventes contenidosen la gasolina o el gasóleo de auto-moción causan, en caso de acciónprolongada, una contracción o diso-lución parcial del plástico celular.

Las pruebas prácticas realizadas,demuestran que las capas del pavi-mento aplicadas habitualmente paracubrir la calzada, son suficientes paraevitar todo deterioro de la base deEPS por pequeñas cantidades decarburante derramado. En presenciade cantidades mayores, como porejemplo en caso de accidente de uncamión cisterna, de por sí sería nece-sario, por razones de protección delmedio ambiente, cambiar el materialdel suelo, y por tanto proceder a unarenovación de la calzada.

Para mayor seguridad se puedecubrir la base de EPS con una hojade polietileno, lo cual por lo general,no es necesario.

3.1.3 Comportamiento biológico

La espuma rígida de EPS deStyropor no constituye un sustratonutritivo de microorganismos. No sepudre, no se enmohece ni se des-compone. Tampoco es atacada porlas bacterias del subsuelo. Si bienpuede ser objeto de roeduras odaños producidos por los animales,la dilatada experiencia acumulada

800/7

Fig. 10 Tipo de construcción GEOFOAM con bloques de espuma rígidade Styropor en la ampliación de la circunvalación oeste Emden en la zonade construcción de un puente de la autopista A 31.

Tipo de construcción C – EPS en la zona superior del terraplén

Capa portante no fijada d = > 30 cm

Losa de hormigóno compactaciónde arena

Tipo de construcción B – EPS en la zona media del terraplén

Rasante

Losa de hormigón

o compactaciónde arena

Tipo de construcción A – EPS en la zona inferior del terraplén

Rasante

1,0m Material de construcción del terraplén

< 1,0m Material de construcción del terraplén

1,5mSuperestructurasegún losRSTO 86/89según el tipo deconstrucción

Rasante

Detalle

Capa de compensación + rasante finoStyropor

Fig. 11 Tipo de construcción de terraplenes EPS según el folleto del FGSV

hasta ahora en la construcción decarreteras demuestra que, en com-paración con los materiales aislan-tes convencionales, no cabe preveruna presencia preferente de anima-les. La espuma rígida de EPS noafecta negativamente al medioambiente y no contamina las aguas(los desechos de EPS triturados seutilizan en la agricultura para alige-rar el suelo y facilitar el drenaje).

4 Experiencias en el extranjero

Los primeros tramos importantes decarreteras construidos con bloquesde espuma rígida de EPS se realiza-ron en 1972 en Noruega. El impulsorde esta innovación fue el “NorwegianRoad Research Laboratory” de Oslo,que recopiló y examinó la amplia

experiencia práctica acumulada conplanchas de espuma rígida de EPSutilizadas para la protección contraheladas en la construcción de carre-teras y vías férreas (véase la serie depublicaciones “Frost J. Jord” delNRRC). A pesar de que los resulta-dos positivos de la construcción deterraplenes con EPS se publicaronen diversas publicaciones del sector,el interés se limitó de momento alárea escandinava. Solo cuando en1985, con motivo de una convencióninternacional sobre la construcciónde carreteras celebrada en Oslo, seinformó de las experiencias prácticasacumuladas desde hacía ya más deuna década, este sistema despertóel interés de los técnicos en los paí-ses en que prevalecen condicionesdifíciles del terreno y el tipo de cons-trucción Geofoam se presenta comouna alternativa económica a los pro-cedimientos de construcción con-

vencionales, como por ejemplo enlas áreas del pólder en Holanda, enel sur de Francia, Estados Unidos,Canadá y Japón.

Mientras tanto se han publicadoamplios trabajos, por parte de losinstitutos científicos de diversos paí-ses, sobre estudios prácticos y teó-ricos relativos al sistema de cons-trucción Geofoam.

4.1 Ambitos de aplicación

Este se aplica sobre todo en lossiguientes ámbitos de la construc-ción de carreteras:

Cimientos de carreteras colocadosdirectamente sobre terrenos deescasa resistencia

Menor carga aplicada sobre elterreno. Es hasta ahora la aplicaciónmás común.

Relleno de estribos de puentes

Para reducir la presión del terreno(fuerzas horizontales) y los hundi-mientos desiguales en las áreas deacceso.

Ejecución de carreteras de montaña

Para reconstruir partes desprendi-das de estructuras verticales en ellado valle.

Para poder tomar la decisióncorrecta respecto al tipo adecuadode construcción, hay que tener encuenta lo siguiente:

– La importancia de la carreterapara el tráfico

– El estado del subsuelo– El agua que ha de esperarse en

el área– El tipo y extensiones de las car-

gas a las que el subsuelo estuvoexpuesto anteriormente

– La situación local, como por ej.situación de canales y construc-ciones laterales.

En Alemania se debe tener en cuentala hoja de informaciones del FGSV [6]si se utiliza el tipo de construccionesEPS. Entre otros, el folleto contieneindicaciones referentes a las medidasy principios relativos a la técnica de laconstrucción (véase fig. 11).

Si la situación del subsuelo y losgradientes lo permiten, se reco-mienda el tipo de construcción “A”con EPS en la zona inferior delterraplén, ya que en este caso, sinlimitaciones de carga para el tráfico,no sólo se obtiene un ahorro depeso máximo del terraplén, sino que

800/8

Fig. 12 Ensamblaje de bloques de EPS mediante garras.

Fig. 13 Construcción de una carretera de montaña con EPS sin talud.

además no es necesario tomarmedidas especiales para los funda-mentos de las señales de tráfico,instalaciones guías, etc. El tipo “C”en el caso de cargas altas por trá-fico sólo se puede llevar a la prác-tica si se utilizan capas distribuido-ras de carga suficientementedimensionadas sobre la EPS, y sólose aplica raras veces en estoscasos.

4.2 Requisitos de calidad de losmateriales de EPS

Se comprueban las siguientescaracterísticas:

– Precisión dimensional de los blo-ques de espuma rígida

– Densidad aparente (≥ 20 kg/m3)– Tensión por compresión (≥ 0,11

N/mm2) con deformación del10%, según DIN 53 421. Parauna carga permanente se puedecalcular con valores equivalentesal 20 – 25 % de estos valoresmedidos.

– Resistencia a la flexión (≥ 0,22N/mm2) según DIN 53 423.

Las comprobaciones señaladas serealizan, en función del volumen dematerial que se va a colocar, con unnúmero representativo de probetasde espuma rígida.

La absorción de agua (por ejemplo,si el material ha de colocarse enagua subterránea) solo tiene impor-tancia para el cálculo de peso pro-pio, y no influye en las propiedadesmecánicas de la espuma rígida deEPS. La experiencia práctica acu-mulada durante muchos años en la

construcción de terraplenes de EPSen Noruega, demuestra que inclusoen condiciones desfavorables laabsorción de agua no supera el10% (en volumen). (Para determinarel hundimiento se calcula por tantocon una densidad de 1,0 kN/m3).

En tanto que los bloques de EPShayan sido fabricados con StyroporF, su comportamiento al fuegocorresponde a la categoría B 1según DIN 4102 parte 1 (difícilmenteinflamable). Desde el momento de lafabricación hasta el de la instala-ción, los bloques de espuma rígidadeben almacenarse como mínimodurante dos semanas.

4.3 Ejecución

Las siguientes informaciones relati-vas a la ejecución se basan en lasexperiencias prácticas acumuladascon materiales de construcciónligera de EPS en diversos paíseseuropeos:

La primera capa de bloques deespuma rígida se coloca sobre unacapa de nivelación compactada. Enun tramo de 4 metros, el desnivelno debe ser superior a 10 mm, paragarantizar una superficie de apoyoperfecta. Todas las capas de blo-ques de EPS se colocan con lasjuntas desplazadas.

El coeficiente de fricción entre losbloques de espuma rígida es deaproximadamente 0,5. Para evitarun deslizamiento al colocar variascapas, los bloques se fijan unos aotros intercalando dos garras encada uno o encolándolos en dospuntos con cola de poliuretano.Hasta ahora se han ejecutado terra-plenes de hasta 8 m de altura. Esimportante determinar el nivel delagua subterránea. Si éste puedeascender hasta la altura de los blo-ques de EPS, será necesario com-pensar las posibles fuerzas ascen-sionales aplicando la carga corres-pondiente.

Las barreras laterales de la calzada(por ejemplo, vallas) puedenanclarse en la capa de hormigón de10 cm de grosor que suele colo-carse normalmente encima del fun-damento de EPS para distribuir lapresión. Si no se aplica este tipo decapa de hormigón, entre los blo-ques de Styropor pueden colocarsevigas transversales hormigonadas a

800/9

Fig. 14 Renovación de un tramo de carretera desprendido con estructurasde EPS verticales (altura = 5 m, carretera Nº 5, Sougdahl, Noruega)

Fig. 15 Fundamento de EPS (18 000 m3) en la rampa de acceso al puentede Kasai Nagisa, Tokio.

determinadas distancias, que sirvende encofrado y para anclar dichasbarreras.

En terrenos situados en laderas, esposible asegurar el drenaje en ellado del acantilado instalando lasaberturas correspondientes en elfundamento de EPS. El recorte delos bloques, por ejemplo para darcabida a los canales de drenaje,puede realizarse a pie de obra, conayuda de sierras mecánicas. Laspequeñas cavidades y rendijas entrelos bloques no tienen ningún efectoperjudicial.

La instalación de las capas deasiento sobre el fundamento deEPS se realiza según el método“rompiente”. Para la compactaciónde las capas de asiento no aglome-radas puede utilizarse maquinariade construcción corriente. Teniendoen cuenta el comportamiento amor-tiguador de las vibraciones quetiene el fundamento de EPS, por logeneral se compacta estáticamente,en varias capas relativamente del-gadas.

4.4 Dimensionado

Para efectuar el cálculo teórico paradimensionar el fundamento de EPS,éste se considera como una plata-forma con un módulo de elasticidadde 5 N/mm2. En Holanda se hanrealizado, sobre esta base, y deacuerdo con el módulo multicapalineal elástico, cálculos de dimensio-namiento (programa CIRCLY) cuyautilidad práctica está acreditada.

En Noruega se procede, sobre labase de la rica experiencia prácticaacumulada, a un dimensionadosemiempírico, situándose el espesordel firme colocado encima del fun-damento de EPS, según la intensi-dad de tráfico, entre 35 cm y 60 cm(véase también capítulo 3.1.1).

La experiencia acumulada hastaahora demuestra que con un firmede más de 35 cm de grosor encimadel cimiento de EPS no existe nin-gún peligro de que la superficie dela calzada adquiera un estado res-baladizo prematuro (efecto puente).

5 Perspectivas

En Noruega se utilizan todos losaños aproximadamente 50 000 m3

de bloques de espuma rígida deEPS para los fundamentos de carre-teras. En Holanda, sobre todo enlas zonas pantanosas del pólder,este sistema de construcción sepractica desde 1985 cada vez máscomo alternativa económica. Tansolo en un proyecto realizado en1988 (Capelle a/d Ijssel) se utilizaron

35 000 m3 de espuma rígida de EPScomo material para terraplenes.

En Suecia se construyó, en 1990 y1991, entre Stora Höga y Ljungskile(a unos 100 km al norte de Gotem-burgo), la carretera transeuropeaNº 6, de 4 carriles. Dadas las dificul-tades del suelo y del terreno, para elfundamento de esta carretera seutilizaron también unos 40 000 m3

de bloques de espuma rígida deEPS.

Incluso en las condiciones extrema-damente difíciles del Japón (aproxi-madamente el 70% de la superficiede Japón consiste de regionesmontañosas agrestes, mientras queel 30% restante está formado porzonas en gran parte pantanosas), elmétodo de construcción con EPSviene practicándose con éxitodesde 1985. Para ello se aprove-chan tanto las experiencias extran-jeras como los resultados de la pro-pia investigación fundamental reali-zada [8].

En la República Federal de Alema-nia se probó, en el marco de unproyecto de investigación científicadel Instituto Federal de Construc-ción de carreteras, el sistema deconstrucción con EPS a escalapráctica [5].

Mediante la simulación de unacarga de tráfico prolongada, sedeterminó el comportamiento delconjunto de la estructura, conobjeto de elaborar un métodogarantizado para dimensionar dis-tintas variantes del firme.

Estos resultados, así como la expe-riencia práctica acumulada en elextranjero, se recopilaron y evalua-ron en un grupo de trabajo sobre“materiales de construcción lige-ros” de la comisión de “Construc-ción de carreteras sobre terre-nos poco resistentes” de laSociedad Alemana de Investigacióndel Tráfico y el Transporte y sepublicaron en una hoja informativa[6]. Desde 1995 el tipo de construc-ción Geofoam se aplica como alter-nativa económica también en Ale-mania cada vez más [9].

6 Resumen

La escasa resistencia al cizalla-miento de terrenos poco resistentescomporta, bajo cargas adicionales,un hundimiento y deformacionesque a menudo perduran duranteaños.

En la construcción de carreteras,este hecho exige, especialmente enlas áreas de acceso a construccio-nes ya existentes, una serie demedidas complejas, entre las que la

renovación del suelo constituye unprocedimiento practicado conmucha frecuencia, pero que porrazones de costes y de defensa delmedio ambiente resulta cada vezmás dificultoso.

Un método de construcción que engran parte no produce hundimien-tos en terrenos difíciles implica noaplicar prácticamente ninguna cargaadicional, es decir, reducir al mínimoel peso del material aislante. Esterequisito lo satisface la espumarígida de Styropor (EPS), que se uti-liza ya desde mediados de los añossesenta como capa de proteccióncontra heladas en la construcciónde carreteras y vías férreas, sobretodo en los países escandinavos. Ladilatada experiencia positiva acumu-lada a raíz de ello, constituye labase para el desarrollo del “sistemade construcción GEOFOAM conEPS” para carreteras en terrenos deescasa resistencia. Partiendo deNoruega, donde en 1972 ya se utili-zaron bloques de espuma rígida deEPS como material de construcciónligero para los primeros tramosimportantes, este método de cons-trucción pasó a formar parte de latecnología de construcción decarreteras, sobre todo en paísesdonde prevalecen condiciones deterreno difíciles, como por ejemploen Escandinavia, en las áreas delpólder de Holanda, en el sur deFrancia, Estados Unidos, Canadá yJapón.

También en Alemania, y sobre todoen zonas donde predominan terre-nos de escasa resistencia, elmétodo de construcción con EPSconstituye una alternativa econó-mica que se utiliza cada vez más.

800/10

Bibliografía

[1] Norwegian Road ResearchLaboratory: “Plastic Foam inRoad Embankments”, N° 61,agosto 1987

[2] Stichting Bouw Research, Rotterdam: “Wegen op PS-hardschuim”, N° 176, 1989

[3] EPS-Construction MethodDevelopment Organization,Tokio 1989: “Technical Reportsof Construccion Method usingEPS”

[4] F. Hohwiller, EPS-Hartschaumals Leichtbaustoff imStraßenunterbau, “Straßen- undTiefbau”, N° 1/2.91

[5] Bull-Wasser, R: EPS-Hartschaumals Baustoff für Straßen, Berichteder Bundesanstalt fürStraßenwesen, Heft 4, 1993

[6] Forschungsgesellschaft fürStraßen- und Verkehrswesen,AG “Erd- und Grundbau”: Merk-blatt für die Verwendung vonEPS-Hartschaumstoffen beimBau von Straßendämmen.

[7] R. Hillmann: Verwendung vonEPS-Hartschaumstoffen beimBau von Straßendämmen, “Straße und Autobahn” 47, 1993

[8] EPS Construction Method Deve-lopment Organisation, Japan:International Symposium on EPSConstruction Method, EPSTOKYO 96

[9] C. Beinbrech: GEOFOAM, EPS-Hartschaumstoff im Straßenbau,Vortrag im März 97, Südd.Kunststoffzentrum, Würzburg

Observación



800/11

Mediante el examen comparativode las principales propiedades deestructuras de carreteras equiva-lentes se señala hasta qué puntopuede demostrarse la equivalenciade diversos sistemas de construc-ción mediante un cálculo teórico.

El cálculo abarca:

a) Las propiedades térmicas de lascarreteras

b) La capacidad de carga de lascarreteras y el esfuerzo delterreno.

Comparabilidad desde el puntode vista térmico

Para el cálculo se seleccionaron 8posibles sistemas de construccióna prueba de heladas (figura 1) parala categoría de tráfico II (tráficointenso), cuya estructura es con-forme con la normativa técnica ylas directrices y recomendacionesvigentes actualmente en la Repú-blica Federal de Alemania. Parapoder comparar estos distintos sis-temas desde el punto de vista desus propiedades térmicas, se hanrealizado cálculos de flujo térmicocon objeto de determinar la profun-didad y velocidad de penetracióndel frío, sobre la base de lossiguientes supuestos:

a) Temperatura superficial: tempe-ratura media mensual según latabla I; contenido de humedaddel subsuelo: 22 % (en masa).

Tabla ITemperaturas medias mensuales

Período Tempera- Dura-tura ción°C días

30 de noviembre + 6 1

Diciembre + 2 31

Enero 0 31

Febrero – 9 29

Marzo – 8 31

b) Temperatura superficial: heladapermanente a –12 °C, –16 °C y– 20 °C; contenido de humedaddel subsuelo: 22 % (en masa)

c) Temperatura superficial: heladapermanente a – 20 °C; contenidode humedad del subsuelo: 14 %y 30 % (en masa).

Cálculo del flujo térmico

Para proceder al tratamiento mate-mático del problema se determinóla variación diaria de la temperaturaen capas estratificadas en funciónde la profundidad, con ayuda de unprograma de cálculo elaborado enBASF, basado en el “método de losbalances elementales de procesosde equilibrio material y energético”.

Para calcular el flujo térmico se uti-lizaron en todas las estructuras lossiguientes datos:

a) Estructura estratificada según lafigura 1

b) Propiedades físicas de los mate-riales según la tabla II

c) Temperatura a 8 m de profundi-dad = 6 °C (constante)

d) Distribución inicial de temperatu-ras al 30 de noviembre deacuerdo con la tabla III.

Estos datos se han contrastadocon el Instituto Federal Alemán deConstrucción de Carreteras (BASF),de Colonia.


31192 Marzo 2001


Styropor805

6 Construcción decarreteras/Aislamiento/Suelos/Otras aplicacionesen la construcción


Construcción de carreteras resistentes a las heladas;estudio teórico de las propiedades térmicas


805/2

Figura 1 Selección de posibles estructuras resistentes a las heladasPropuesta para una carga de tráfico II (tráfico intenso): 5000 a 10 000 automóviles por carril doble en24 horas, ó 500 a 1000 camiones de más de 5 toneladas de carga útil en circulación media diaria(CMD).

Tabla II Propiedades físicas de los materiales

Material Densidad Conductibilidad Capacidad térmica Contenido de humedadaparente térmica específica(en seco)kg/m3 W/(m·K) kJ/(kg·K) % (en masa) % (en volumen)

Firme alquitranado 2400 1,74 0,84 2

Firme de hormigón 2370 1,63 1,09 5

Grava antiheladas 0/30 2000 0,79 0,92 5

Grava gruesa 2000 0,58 0,84 5

Grava antiheladas aglomeradacon cemento 2000 1,74 0,88 5

Suelo compactado = Capa de 1650 0,87 0,84 15compactación del suelo

Capa termoaislante portante(Hormigón aligerado conStyropor®) 650 0,15 1,26 18

Terreno sensible a las heladas(limo arcilloso) 1600 0,42 0,84 22

Capa termoaislante noportante(planchas de espuma rígidade Styropor) 40 0,03 1,38 10

Agua 1000 0,58 4,18

Hielo 916 2,21 2,09

AAAAAA

AAAA

AAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAA

AAAAAA

AAAAAA

AAAAAAAAA

AAAAAAAAA

AAAAAA

AAAAAA AAA

AAAAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAA

AAAA

AAAA

AAAA

AAAAAAAAAAAA

AAAAAA

AAAAAA

AAAAAA

–26

–60

–75

4

8

14

34

15

Firme de alquitrán

Grava antiheladas

Capa decompactacióndel suelo

–22

–37

–60

–75

4

8

10

15

15

23 Grava antiheladas


Firme de alquitrán

Grava antiheladas,aglomerada conalquitrán o cemento

–75

–60

–3515

15



Aglomeracióncon alquitráno cemento

20 Firme de hormigón

–75

–60

–38

–18

15 Capa decompactacióndel suelo


20 Capa de asientode grava

10

44

Firme de alquitrán

I II III IV

V VI VII VIII

–38

–53


4

8

26

Firme de asfalto

–24

–44–48

–63

4

8

12

20

4


Firme de alquitrán

Capa de asiento degrava o Capa deasiento equivalente

Capa termoaislanteno portante Plásticocelular de Styropor

–20

–55

–40

4

8

20


8Firme de alquitrán

Capa termoaislanteportante (Hormigónaligerado conStyropor)

–20

–55

–40

20

15

20 Firme de hormigón

Capa termoaislanteportante (Hormigónaligerado conStyropor)


AA AA AAACubierta AglomeranteCapa de asientode alquitrán

Capatermoaislante Terreno

La distribución inicial de tempera-turas y las temperaturas mediasmensuales de la tabla I se basan enobservaciones de BASF efectuadasen el tramo experimental de Ober-erlenbach.

Los valores prefijados con respectoal contenido de humedad delterreno se basan en estudios reali-zados por el Profesor Doctor Inge-niero Jessberger, de la Universidaddel Ruhr, Bochum.

Tabla III Distribución inicial detemperaturas

Profundidad Temperaturam °C

0 6,0

1,0 8,5

2,0 11,2

3,0 12,8

4,0 12,5

5,0 12,2

(8,0) (6,0)

Resultados del cálculo

a) Temperatura superficial: tempe-raturas medias mensuales segúnla tabla I,contenido de humedad delterreno: 22 % (en masa)

En la tabla IV se recopilan las pro-fundidades de congelación máxi-mas calculadas, referidas al límitede la capa próxima al límite de con-gelación, las temperaturas mínimascalculadas para estos límites decapa y las temperaturas imperan-tes al mismo tiempo en la superfi-cie, así como las fechas calculadasde máxima penetración de lahelada:

Tabla IV Profundidad decongelación máxima (referida alos límites de capa)

Propues- Tiem- Pro- Temperaturata de po fundi- Límite En laestruc- dad de capa super-tura conge- ficie

laciónmáxi-ma

N° día cm °C °C

I 92 90 – 0,190 + 8,0

II 94 90 – 0,106 + 8,0

III 94 90 – 0,145 + 8,0

IV 96 90 – 0,048 + 8,0

V 94 76,5 – 0,181 + 8,0

VI 91 47 – 0,181 – 9,0

VII 91 40 – 0,158 – 9,0

VIII 91 40 – 0,182 – 9,0

VI = capa termoaislante no por-tante de planchas de espumarígida de Styropor

VII, VIII = capa termoaislante por-tante de hormigón aligerado conStyropor

Se observa una clara agrupaciónen las categorías convencionales (I a IV), de firme asfáltico (V), concapas termoaislantes no portanteso planchas de espuma rígida deStyropor (VI) y estructuras concapas termoaislantes portantes,por ejemplo de hormigón aligeradocon Styropor (VII, VIII).

La tabla V refleja las temperaturasmínimas calculadas a una profundi-dad de 75 cm (límite de la capainferior de estabilización del terrenoen las propuestas I a IV), elmomento en que se producen y lastemperaturas imperantes al mismotiempo en la superficie.

Tabla V Temperatura mínima a 75 cm de profundidad y tempe-ratura imperante al mismo tiempo en la superficie

Estruc- Tiempo Tempera- En latura tura super-propues- mínima ficieta a 75 cm

de pro-fundidad

N° día °C °C

I 92 – 1,311 + 8,0

II 91 – 1,226 – 9,0

III 91 – 1,525 – 9,0

IV 92 – 1,146 + 8,0

V 94 – 0,177 + 8,0

VI 93 + 2,961 + 8,0

VII 95 + 1,391 + 8,0

VIII 95 + 1,366 + 8,0

En las figuras 2 y 3 se comparanestructuras de carretera caracterís-ticas (véase figura 1 y tabla VI)desde el punto de vista de sus pro-piedades térmicas.

Tabla VI

Estructura Sistema depropuesta construcciónN°

I Convencional

V Firme asfáltico

VI Capa termoaislante noportante

VII Capa termoaislante portante

Con respecto a los sistemas deconstrucción seleccionados, en la

figura 2 se representa la curva cal-culada de evolución diaria de latemperatura en el lado superior dela capa de compactación del suelo,y en la figura 3 la curva calculadacon respecto al lado inferior (sobreel terreno no compactado o elcimiento), junto con la curva deevolución diaria prefijada de la tem-peratura en la superficie.

b) Temperatura superficial: heladapermanente a –12 °C, –16 °C y– 20 °C,contenido de humedad delterreno: 22 % (en masa).

La figura 4 refleja el tiempo quetranscurre hasta que penetra lahelada ( = 0 °C) debajo de la capade compactación del suelo en laestructura I (sistema convencional)a 75 cm de profundidad, V (firmeasfáltico) a 53 cm de profundidad,VI (capa termoaislante no portante)a 63 cm de profundidad, y VII (capatermoaislante portante) a 55 cm deprofundidad.

c) Temperatura superficial: heladapermanente a – 20 °C,contenido de humedad delterreno: 14 % y 30 % (en masa).

Para confirmar la comparabilidadde las propiedades térmicas dedistintas estructuras resistentes alas heladas se repitió el cálculo delflujo térmico para una helada per-manente a – 20 °C de temperaturasuperficial, variando el contenidohipotético de humedad del terrenoentre el 14 y el 30 % (en masa).

La figura 5 refleja el tiempo quetranscurre hasta que penetra lahelada ( = 0 °C) debajo de la capade compactación del suelo en laestructura I (sistema convencional)a 75 cm de profundidad, V (firmede asfalto) a 53 cm de profundidad,VI (capa termoaislante no portante)a 63 cm de profundidad, y VII (capatermoaislante portante) a 55 cm deprofundidad, en función del conte-nido de humedad del terreno.

Se observa claramente que unmayor contenido de humedad en elterreno favorece el flujo de calorprocedente del subsuelo, retra-sando de este modo la penetracióndel frío mientras el agua del terrenono se congele.

Un terreno seco presenta un com-portamiento menos favorable conrespecto a la penetración del frío.

805/3

805/4

+8

+7

+6

+5

+4

+3

+2

+1

ϑ [°C] 0

–1

–2

–3

–4

–5

–6

–7

–8

–931 62 91 122 días

Diciembre Enero Febrero Marzo

Figura 2 Comparación de (d) sobre la capa de compactación del suelo: I (60 cm ), V (38 cm ), VI (48 cm ),VII (40 cm )

+8

+7

+6

+5

+4

+3

+2

+1

ϑ [°C] 0

–1

–2

–3

–4

–5

–6

–7

–8

–931 62 91 122 días

Diciembre Enero Febrero Marzo

Figura 3 Comparación de (d) sobre la capa de compactación del suelo: I (75 cm ), V (53 cm ), VI (63 cm ),VII (55 cm )

Conclusiones

Se comparan ocho posibles siste-mas de construcción a prueba deheladas desde el punto de vista desus propiedades térmicas, median-te un cálculo teórico, así como lasprofundidades y tiempos de pene-tración del frío calculados. Seobserva un claro escalonamientode la resistencia a las heladas enfunción de la categoría de cada sistema de construcción (véasetabla VI).

a) Capa termoaislante no portantede planchas de espuma rígida deStyropor (VI)

b) Capa termoaislante portante dehormigón aligerado con Styropor(VII, VIII)

c) Convencional (I a IV)

d) Firme asfáltico (V)

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

días

VI

VII

IV

0 –9 –12 –16 –20

ϑ [°C]

805/5

Figura 4 Helada permanente bajo una temperaturasuperficial de –12 °C, –16 °C y – 20 °C. Tiempo quetranscurre hasta que penetra el frío ( = 0 °C) debajode la capa de compactación del terreno % (en masa)de contenido de agua del terreno.

0 10 20 30 40 50 60días

0

10

14

20

22

30V I VII VI

ϕ %

(en

mas

a) d

e co

nten

ido

de a

gua

del t

erre

no

Figura 5 Estructura I ( = 0 °C a 75 cm de profundidad), estructura V ( = 0 °C a 53 cm de profundidad), estruc-tura VI ( = 0 °C a 63 cm de profundidad), estructura VII ( = 0 °C a 53 cm de profundidad)Helada permanente con una temperatura superficial de – 20 °C; tiempo que transcurre hasta que penetra el frío( = 0 °C) debajo de la capa de compactación del terreno con distintos contenidos de humedad del terreno.

Observacion

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales.No presuponen una garantia juri-dica relativa a determinadas pro-piedades ni a la idoneidad para unaaplicación concreta. Debido a lasnumerosas influencias que puedendarse durante la manipulación yempleo de nuestros productos, noeximen al transformador o manipu-lador de realizar sus propios con-troles y ensayos. Todo el quereciba nuestros productos será res-ponsable por si mismo de la obser-vancia de los derechos de patentesexistentes asi como de las leyes ydisposiciones vigentes.


805/6

Generalidades

Antes se solía escoger paredespesadas y macizas para garantizarel aislamiento térmico. Hoy en díaes usual reducir los espesores depared a las dimensiones necesariaspara la estática. A las partes de laconstrucción que circundanambientes se les da un buen aisla-miento térmico, que mantiene bajaslas pérdidas por calor. Por medio deuna ventilación adecuada se man-tiene dentro de los límites tolerablesla humedad del ambiente.

Las piezas prefabricadas modernaspara la construcción de establos

constan por lo general de estructu-ras portantes, que están dotadas deplanchas termoaislantes. Estas pie-zas de construcción de montajeposibilitan tiempos de construccióncortos, y por lo tanto son raciona-les. Al trasladar muchos trabajos deconstrucción a las plantas de prefa-bricación es posible producir inde-pendientemente de las condicionesmeteorológicas, lo cual facilita laadjudicación de trabajos a preciofijo.

En el caso de casi todos los tiposde construcción de establos habi-tuales, es necesario colocar capas


47486 Marzo 2001

Styropor906

6 Otras aplicaciones en la construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Aislamiento de establosEjemplos de ejecución

Fig. 1Establo ejemplarpara ganadomenor


906/2

termoaislantes adicionales paraobtener el aislamiento térmico nece-sario calculado. Por su bajo aisla-miento térmico, los tabiques ligerosque se utilizan a menudo para laconstrucción de establos, necesitanun aislamiento térmico adicional.

Paredes *

En las tablas que se observan acontinuación, se puede apreciar elcoeficiente de transmisión de calor“k” para diferentes tipos de cons-trucción de paredes con capas ter-moaislantes de diferentes grosores.Para poder hacer la comparaciónestá indicado también el valor k

para las paredes sin aislamiento tér-mico. En la tabla se puede apreciarclaramente la diferencia de la capa-cidad termoaislante de los materia-les de construcción de paredes por-tantes, así como los valores k quese pueden obtener con diferentesespesores de planchas de espumarígida.

Tabla Protección térmica de paredes de establos

N° Material de la pared Espesor de la Resistencia Coeficiente de plancha de térmica transmisión espuma rígida térmicade Styropor

d 1/Λ k

cm m2 K/W W/(m2 K)

1 Ladrillos macizos según DIN 105 0 0,34 1,9724 cm de espesor 2 0,83 1,00Densidad 1800 kg/m3 3 1,08 0,80λ = 0,79 W/(m K) 4 1,32 0,67enlucido a ambos lados

2 Ladrillos macizos según DIN 105 0 0,50 1,5424 cm de espesor 2 0,99 0,87Densidad 1200 kg/m3 3 1,24 0,71λ = 0,52 W/(m K) 4 1,48 0,60enlucido a ambos lados

3 Ladrillos huecos de hormigón ligero 0 0,53 1,44– ladrillos de dos cámaras – según DIN 18 151 2 1,02 0,8524 cm de espesor 3 1,28 0,70Densidad 1200 kg/m3 4 1,51 0,59λ = 0,49 W/(m K)enlucido a ambos lados

4 como el anterior, pero 0 0,65 1,2230 cm de espesor 1 0,90 0,94

2 1,14 0,773 1,39 0,64

5 Ladrillos huecos de hormigón ligero 0 0,47 1,57– ladrillos de tres cámaras – según DIN 18 151 2 0,96 0,8824 cm de espesor 3 1,21 0,73Densidad 1600 kg/m3 4 1,45 0,62λ = 0,56 W/(m K)enlucido a ambos lados

6 como el anterior, pero 0 0,58 1,3530 cm de espesor 2 1,07 0,81

3 1,32 0,664 1,57 0,58

7 Ladrillos macizos de hormigón ligero 0 0,41 1,73según DIN 18 152 2 0,90 0,9424 cm de espesor 3 1,15 0,76Densidad 1400 kg/m3 4 1,39 0,64λ = 0,64 W/(m K)enlucido a ambos lados

8 Ladrillos macizos silicocalcáreos 0 0,28 2,23según DIN 106 3 1,02 0,8524 cm de espesor 4 1,26 0,70Densidad 1800 kg/m3 5 1,51 0,59λ = 0,99 W/(m K)enlucido a ambos lados

* En las secciones transversales deparedes en las siguientes páginasla parte exterior del edificio siem-pre se encuentra en el ladoizquierdo – desde el punto de vistadel observador.

Explicación de términos referentes alaislamiento térmico según DIN 4108:

1 = resistencia térmica (coeficiente calorífugo)

Unidad : m2 K/Wk = coeficiente de transmisión del

calor (llamado valor k en lapráctica)Unidad : W/(m2 K)

En lo que se refiere al aislamientotérmico es igual si la capa termoais-lante se encuentra en el lado interioro exterior. Para la acumulación decalor es más ventajoso el aisla-miento térmico exterior; por logeneral no se necesita un cierre devapor. Por otro lado en este caso senecesita una protección contra losagentes meteorológicos, por ej.revocos de dispersión armados oun revestimiento con tablas. Tam-bién es posible utilizar planchas deplástico, metal, cemento fibroso úotros materiales parecidos, asímismo placas onduladas, ripias,etc. En las figuras 3 hasta 6 se pue-den apreciar algunos ejemplos.

906/3

N° Material de la pared Espesor de la Resistencia Coeficiente de plancha de térmica transmisión espuma rígida térmicade Styropor®

d 1/Λ k

cm m2 K/W W/(m2 K)

9 Ladrillos perforados silicocalcáreos 0 0,39 1,81según DIN 106 2 0,88 0,9724 cm de espesor 3 1,13 0,78Densidad 1400 kg/m3 4 1,37 0,65λ = 0,70 W/(m K)enlucido a ambos lados

10 Hormigón de grava y gravilla 0 0,14 3,3124 cm de espesor 3 0,88 0,97Densidad 2400 kg/m3 B ≥ 160 4 1,12 0,78λ = 2,04 W/(m K) 5 1,37 0,66enlucido en un solo lado

11 Piedras naturales (granito, basalto) 0 0,16 3,0650 cm de espesor 3 0,90 0,94Densidad 3000 kg/m3 4 1,14 0,77λ = 3,49 W/(m K) 5 1,39 0,64

Fig. 2 Establo ejemplar para la cría de cerdos

Fig. 3 Aislamiento térmico en el lado exterior de lapared de un establo; techo del establo descolgado

Pared exterior

Revoco de dispersión armado 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor 24 cm ladrillos macizos según DIN 105 1,5 cm revoco de cal y cemento1 = 1,31 m2 · K/Wk = 0,67 W/(m2 · K)

Techo

Techo descolgado de espuma rígida de Styropor, difícil-mente inflamable 9 cm espuma rígida de Styropor enrejado de alambre o similar suspensión de metal ligero tejado doble ventilado recubrimiento de placas onduladas de fibrocemento

1 = 2,21 m2 K/Wk = 0,41 W/(m2 K)

A menudo es más sencillo colocarel aislamiento interior; en las figuras7 hasta 9 y 13 se pueden apreciarlos ejemplo correspondientes. Alcontrario de lo que sucede en cons-trucciones para viviendas, en lasconstrucciones para establos esnecesario hacer un cierre de vaporen el interior del establo debido a laalta humedad del aire. Por ej. sepuede pegar una lámina de aluminiosobre la plancha de espuma rígida.Las juntas entre las planchas sepueden cerrar pegando encima unatira de la lámina. Es recomendablecolocar en los lugares críticos en elcaso de aislamiento interior unaprotección mecánica, por ej. unzócalo como rechazo de rueda.

Los tipos de construcción de pare-des que se pueden apreciar en lasfiguras 10 y 11 reúnen en sí las ven-tajas de ambos sistemas; además,son más ligeros. Pero hay que teneren cuenta que el revestimiento exte-rior – tablas en la figura 10, plan-chas de fibrocemento en la figura 11– deben tener ventilación pordetrás, para evacuar la humedad decondensación y de lluvias torrencia-les (juntas!).

Debido a la alta humedad del aireen establos hay que fijarse especial-mente en los puentes de frío,debido a que la humedad se con-densa sobre las superficies frías.Las vigas de acero y hormigón quetraspasan el aislamiento interior asícomo anclajes de anillo y dintelesconstituyen un peligro especial aeste respecto. Además, en el casode revestimiento interior, el cierre devapor se debe introducir a los intra-dós de ventana, tal como se puedeapreciar en las figuras 8 y 19.

Es tan sencillo colocar la espumarígida de Styropor que en muchoscasos uno mismo lo puede hacer.La espuma rígida de Styropor enforma de planchas se encuentraforrada con diferentes materiales yse puede obtener con muchosespesores de plancha diferentes. Sepuede trabajar con las herramientasusuales para el trabajo con maderay se puede cortar incluso con uncuchillo.

Según la consistencia del soporte,las planchas se pueden pegar, cla-var, entornillar o aplicar con listones.En el caso de paredes de hormigóna menudo se colocan planchas desoporte de enlucido en el encofradoque así son sujetados fuertementepor el hormigón fresco.

En el caso de soportes absorben-tes, lisos es recomendable utilizaradhesivos de dispersión.

En el caso de superficies que noson lisas (albañilería bruta) se pue-den colocar las planchas con mor-tero adhesivo.

Para clavar es conveniente utilizarclavos de cabeza ancha; lo mismoes válido para tornillos.

906/4

Fig. 4 Vieja pared de establo de piedra de cantera.Aislamiento exterior posterior

Revoco de dispersión armado con tejido armado 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 50 cm mampostería de piedras de cantera 2 cm revoco de cal y cemento

1 = 1,39 m2 K/Wk = 0,64 W/(m2 K)

906/5

Fig. 5 Vieja pared de establo como en fig. 4, pero conla capa de aislamiento protegida por un revestimientoexterior ventilado por detrás.

Vieja pared de establo (véase fig. 5), sección horizontal

2 cm revestimiento de tablas sobre listones demadera

Ventilación por detrás 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 50 cm mampostería de piedra de cantera 2 cm revoco de cal y cemento Abertura de entrada de aire, enrejada1 = 1,39 m2 K/Wk = 0,64 W/(m2 K)

Pared

5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 17,5 cm ladrillos macizos silicocalcáreos según

DIN 106 2 cm revoco de cal y cemento Revestimiento exterior de planchas de fibrocemento Revestimiento del zócalo con planchas de espuma

rígida de Styropor 1 = 1,43 m2 K/Wk = 0,63 W/(m2 K)

Piso

6 cm solado de cemento, armado 3 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

lámina de cubrición Capa aisladora de humedad 15 cm hormigón de grava Capa filtrante de grava o recebo1 = 0,78 m2 K/Wk = 1,05 W/(m2 K)

Fig. 6 Pared de establo con aislamiento exterior

906/6

Fig. 7 Aislamiento térmico en el interior de una cons-trucción de pared y techo

Techo

9 cm planchas de espuma rígida de Styropor Cierre de vapor *

1 = 2,20 m2 K/Wk = 0,42 W/(m2 K)

Encofrado económico Envigado de tejado (tejado doble, ventilado) Tela metálica o similar Tejas y listones

Pared

2 cm revoco de cal y cemento 24 cm ladrillos macizos silico calcáreos según

DIN 106 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor Cierre de vapor Rechazo de rueda

1 = 1,51 m2 K/Wk = 0,59 W/(m2 K)

Suelo

Solado de protección Hormigón Styropor®

Capa aisladora de humedad 10 cm hormigón de grava Grava o recebo como capa filtrante

Fig. 8 Pared de establo con aislamiento interior y ven-tanas de madera y cristales dobles

Techo

9 cm planchas de espuma rígida de Styropor

1 = 2,20 m2 K/Wk = 0,42 W/(m2 K)

Cierre de vapor Encofrado económico Envigado de tejado (techo doble ventilado) Tela metálica o similar Recubrimiento de placas onduladas de fibroce-

mento

Pared

2 cm de revoco de cal y cemento (adentro ensoporte de revoco)

24 cm ladrillos macizos según DIN 105 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

capa de cierre de vapor entre los listones1 = 1,32 m2 K/Wk = 0,67 W/(m2 K)

* Si la ventilación es suficiente, se puede prescindir enciertos casos del cierre de vapor

906/7

Fig. 9 Pared de establo de piedra de mamposteríacon revestimiento interior

2 cm revoco de cal y cemento 50 cm mampostería de piedra de mampostería 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

cierre de vapor entre listones Revoco de cal y cemento en soporte de revoco

1 = 1,39 m2 K/Wk = 0,64 W/(m2 K)

Fig. 10 Aislamiento térmico de un establo de madera

Techo

9 cm planchas de espuma rígida de Styropor Cierre de vapor

1 = 2,20 m2 K/Wk = 0,42 W/(m2 K)

Encofrado económico Envigado de tejado (techo doble ventilado) Tela metálica o similar Revestimiento de placas onduladas de fibrocemento

Pared

Revestimiento exterior de tablas para encofrar Espacio vacío ventilado 8 cm planchas de espuma rígida de Styropor Revestimiento interior de tablas para encofrar Rechazo de rueda de hormigón Aislamiento de zócalo 3 cm planchas de espuma

rígida de Styropor 1 = 2,14 m2 K/Wk = 0,44 W/(m2 K)

Suelo

Solado de cemento (solado ligado) 10 cm hormigón de Styropor Capa aisladora de humedad Hormigón de grava Grava o recebo como capa filtrante

906/8

Techos

Debido a que su construcción esfácil y económica, para la construc-ción de establos usualmente se utili-zan techos dobles de dos capasventilados por detrás.

Por el espacio que se encuentraentre la capa termoaislante y laimpermeabilización del tejado fluyeuna corriente de aire causada por lapresión del viento o por la fuerzaascendiente térmica, que evacúa elvapor de agua difundido a través dela capa aislante (Figuras 3, 7, 8, 11,13). Es importante tener en cuentatanto la situación de la construcción(dirección principal del viento) comola disposición correcta de las aber-turas de paso de aire en los canalo-nes y en la cumbrera.

En el caso de techos con poca incli-nación, especialmente techos pla-nos, la corriente de aire que cruzalos espacios vacíos sólo tiene unefecto limitado, motivo por el cual,especialmente en el caso de esta-blos con una alta humedad relativadel aire, se forra la capa aislante enel lado del ambiente con un cierrede vapor – por ejemplo una láminade aluminio. También en este casohan demostrado su eficacia lasplanchas de espuma rígida deStyropor forradas con aluminio. Talcomo se puede apreciar en losdibujos seccionales, la capa aislanteen el tejado se hace con un mayorgrosor que en las paredes: por unlado, porque en este caso el aisla-miento térmico completo sólo sehace a través de la capa aislante,

por otro, porque la radiación tér-mica de la superficie del tejado quees comparativamente grande,liviana y casi horizontal, es mayorque la de una pared; y finalmentetambién porque el escape de calorhacia afuera es más intenso en laparte superior, más caliente delestablo por la mayor diferencia detemperatura. Por todos estos moti-vos el peligro de condensación esmayor debajo del techo que en lasparedes.

La fig. 3 muestra un techo suspen-dido: para la suspensión se utilizóuna construcción de metal ligerousual en los comercios. Las juntasse han tapado muy cuidadosa-mente.

En el caso de capas aislantes hori-zontales y de poca inclinación esconveniente evitar el ingreso de roe-dores, como ratones, etc., que pue-den hacer sus nidos en el materialaislante caliente, colocando una reja(abertura de malla máxima 8 –10mm). Para impregnar las partes demadera sólo se pueden utilizar con-servantes para madera en baseacuosa. Impregnaciones con acei-tes o disolventes atacarían laespuma rígida de Styropor.

Fig. 11 Establo de piezas prefabricadas Fig. 12 Aislamiento térmico en el techo de un gallinero

Construcción de soporte (armadura de madera dearticulación doble)

Elemento de unión de la altura de la pared con plan-chas de espuma rígida de Styropor y rebordeadocolocado

Elemento de unión de gran tamaño similar a Tejado (planchas onduladas de fibrocemento) Fachada simulada de fibrocemento Revestimiento exterior de fibrocemento Revestimiento interior de fibrocemento Aislamiento de zócalo 3 cm planchas de espuma

rígida de Styropor

906/9

Fig. 13 Establo con almacenamiento de paja concarga en el techo; techo del establo ventilado pordetrás; pared exterior con aislamiento interior.

Techo

9 cm planchas de espuma rígida de Styropor Cierre de vapor

1 = 2,20 m2 K/Wk = 0,46 W/(m2 K)

Encofrado económico Envigado (techo ventilado) Tela metálica o similar Maderos

Pared

2 cm revoco de cal y cemento (adentro en elsoporte de revoco)

24 cm ladrillos huecos de hormigón ligero (ladrillosde dos cámaras según DIN 18 151)

4 cm planchas de espuma rígida de Styropor entrelistones de madera

Cierre de vapor

1 = 1,51 m2 K/Wk = 0,59 W/(m2 K)

Construcción de madera revestida con planchasonduladas de fibrocemento

Fig. 14 Aislamiento térmico de un tejado con planchasde espuma rígida de Styropor

Fig. 15 Las juntas están tapadas con tiras de recubri-miento pegadas para evitar el paso de vapor.

906/10

Piso del establo

Para evitar la pérdida de calor, elpiso del establo se debe aislar tér-micamente también en otras zonasaparte de las áreas de descanso,como por ej. debajo de los pasillosde servicio y de estiércol. El espesordel material de aislamiento en estecaso es de aprox. 2 hasta 4 cm.

Debajo de las áreas de descanso elaislamiento térmico hace que sepierda menos calor de los cuerposde los animales que están echados;por lo tanto el área donde estánechados aparece estar agradable-mente caliente. Especialmente en elcaso de establos sin encolchado depaja es adecuado este tipo de aisla-miento térmico. En este caso se hatenido éxito con Styropor hormigóncomo material termoaislante.

Fig. 16 Styropor hormigón como capa termoaislanteen la construcción de establos

Fig. 17 Puerta exterior termoaislada revestida con aluminio en un establo

Puertas y ventanas

Sería absurdo, descuidar el aisla-miento térmico de puertas y venta-nas en un establo con un buen ais-lamiento térmico. Una buena con-strucción de puerta con una capaaislante en la zona interior se apre-cia en la fig. 18. Con medios sim-ples se puede diseñar los topes dela puerta de tal manera, que sólohay escasas pérdidas por el resqui-cio entre el marco y la hoja de lapuerta.

En establos el vapor condensaespecialmente en las ventanascerradas. Esto solo se puede evitarmediante ventanas de contravidrierarelativamente costosas. Aparte de lapérdida de calor, en estos lugareses desagradable que el agua quecondensa se escurra. No sólo ensu-cia las paredes, sino también es elorigen de daños en la construcción.

Observación



Fig. 18 Puerta exterior termoaislada de un establo

Bastidor de madera 2,5 cm revestimiento exterior 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor 2,5 cm revestimiento interior

k = 0,66 W/(m2 K)

Fig. 19 Detalle pared – ventana

Pared

2 cm revoco de cal y cemento 24 cm ladrillo con perforaciones verticales 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor Cierre de vapor

1 = 1,48 m2 K/Wk = 0,60 W/(m2 K)

Ventanas de contravidriera de madera

906/11

Para la planificación de piscinas dedimensiones reducidas son válidasnormas semejantes a las que rigenpara la planificación de grandes pis-cinas cubiertas. Por consiguiente,se le ha de prestar especial aten-ción al aislamiento y a la ventilación.

La temperatura del agua de lapiscina oscila generalmente entre22 y 27 °C. La temperatura del aireambiente debe mantenerse siemprea unos grados por encima de latemperatura del agua, aún cuandola piscina no se utilice, puesto quesolamente de esta forma es posibleevitar la formación de rocío (con-densación superficial) en los techosy paredes.

Un funcionamiento económico sehace posible mediante un buen ais-lamiento térmico. El espesor de lacapa termoaislante debe calcularsesiempre de acuerdo con las respec-tivas condiciones locales. La con-densación de vapor de agua en elinterior de los techos y paredes sedebe evitar, de modo que esimprescindible colocar, en el ladocaliente de la construcción, unacapa de alta resistencia a la difu-sión, es decir, una barrera contra elvapor (cortavapor).

Algunos ejemplos:


37903 Marzo 2001

Styropor920

6 Otras aplicaciones en laconstrucción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Piscinas; información general


920/2

Muro perimetral

del exterior al interior:

• hormigón• adhesivo para construcción• planchas de espuma rígida de Styropor, recubiertas

en la parte interior con tiras de cartón embetunado• tiras de aluminio, solapadas y pegadas con bitumen

caliente• capa de bitumen caliente, recubierta de arena• mortero de cemento, de varias capas, con armadura

incorporada• placas cerámicas

Alternativa:

pared de ladrillo clinker

Obsérvese especialmente: la colocación de la armadurade revoque en el muro sustentador interrumpe el efectode la barrera contra el vapor, debiéndose obturar cuida-dosamente estos puntos.

De colocar la capa termoaislante en el lado exterior, elrevestimiento de la parte interior de la pared debe sertal, que de no actuar él mismo ya de barrera suficientecontra el vapor, facilite la colocación de una apropiadabarrera al efecto.

Suelo

de arriba a abajo:

• losas sobre mortero de asiento• pavimento de cemento, 35 mm• impermeabilización antihumedad (al mismo tiempo

cortavapor)• planchas de espuma rígida de Styropor, recubiertas

en su cara superior• subestructura, según las condiciones locales• eventualmente impermeabilización contra la humedad

ascendente.

AAAA

AAAA

AAAAAAAAAA

AAAA

AAAAA

Techo de hormigón armado

debajo de una vivienda;de arriba a abajo:

• recubrimiento del suelo• pavimento, como mínimo: 35 mm• lámina de recubrimiento, p. ej. de polietileno• planchas de espuma rígida de Styropor, de un espe-

sor adecuado – eventualmente planchas de aisla-miento contra el ruido de pisadas

• suplementariamente• cortavapor• techo de hormigón armado• capa de pintura o revestimiento.

Cubierta caliente, maciza

de arriba a abajo:

• capa protectora de la superficie• cubierta o capa impermeabilizante• capa equilibradora de la presión de vapor• planchas de espuma rígida de Styropor, tipo PS 20• capa cortavapor• capa equilibradora• capa de recubrimiento de betún en frío• techo de hormigón armado.

La estructura del tejado caliente es la habitual, la capade aislamiento térmico, sin embargo, tiene mayorespesor, aprox. 70 –100 mm.

El cortavapor se realizará con especial cuidado. Para ellado inferior del techo se emplearán únicamente aque-llos materiales que toleren una elevada humedad delaire.

Cubierta ventilada, con hoja inferior maciza

de arriba a abajo:

• capa protectora de la superficie• cubierta o capa impermeabilizante• (primera capa de tiras de cartón embetunado, cla-

vado)• solera de tablones• espacio ventilado (entre los elementos de construc-

ción)• planchas de espuma rígida de Styropor, tipo PS 15

SE (difícilmente inflamables), 70 hasta 100 mm• losa de hormigón armado, según las condiciones

locales• capa de pintura o revestimiento.

920/3

Observación: La densidad de lasplanchas de espuma rígida deStyropor debe corresponder a laposible carga a esperar, teniendo encuenta el tipo de construcción y lapresión del agua. En la mayoría delos casos, el tipo PS 30 resulta idó-neo para esta finalidad.

Generalidades: Deberá prestárseleespecial atención a que en todoslos encuentros, como p. ej. en losencuentros de suelos y paredes ode paredes y techos, las tiras corta-vapor estén solapadas y hermética-mente selladas. Dado el caso, esrecomendable o incluso imprescin-dible disponer los cortavapores deforma adecuada para permitir ladilatación.

Por supuesto que existen tambiénotras construcciones idóneas, siem-pre y cuando que, desde el puntode vista físicoconstructivo, lascapas de la estructura estén correc-tamente dispuestas. Esta selecciónde ejemplos tiene por objeto mos-trar solamente los factores funda-mentales que se deben tener encuenta.

Observación

Las indicaciones de esta publica-ción se basan en nuestros conoci-mientos y experiencias actuales. No presuponen una garantía jurídica relativa a determinadas propiedadesni a la idoneidad para una aplica-ción concreta. Debido a las numero-sas influencias que pueden darse

durante la manipulación y empleo de nuestros productos, no eximen al transformador o manipulador de realizar sus propios controles y ensayos. Todo el que reciba nues-tros productos será responsable porsí mismo de la observancia de los derechos de patentes existentes así como de las leyes y disposiciones vigentes.


Cubierta ventilada, con hoja inferior ligera

de arriba a abajo:

• capa protectora de la superficie• cubierta o capa impermeabilizante (primera capa de

cartón embetunado, clavado)• solera de tablones• espacio ventilado entre los elementos de construc-

ción• planchas de espuma rígida de Styropor, tipo

PS 15 SE (difícilmente inflamables), 60 hasta 80 mmrecubiertas en su cara inferior con hoja de aluminio –las juntas bien selladas con tiras autoadhesivas dealuminio

• revestimiento de madera para el techo.

Piscina

paredes del interior al exterior,suelo de arriba a abajo:

• losas sobre mortero de asiento• hoja interior de la piscina, de hormigón armado• cartón protector• impermeabilización mediante láminas de un plástico

apropiado u hojas de cartón embetunado• sellado con betún caliente• planchas de espuma rígida de Styropor, tipo PS 30,

cerradas en su cara interior con hojas de vellón devidrio embetunado

• encuentro con la construcción del edificio, según lascondiciones locales.

AAAAAAA

920/4

Las juntas entre elementos de edifi-cios o de construcciones han decumplir con diferentes funciones,las cuales deben ser consideradasdurante el diseño. En principio sediferencian las juntas de asiento,dilatación y separación. En la prác-tica por lo general se debe cumplirsimultáneamente con varias funcio-nes.

1 Juntas de asiento

La extensión del asiento dependeprincipalmente de la presión superfi-cial del suelo y de su consistencia.Si ha de contarse con diferencias enel asiento de los edificios, se debeprever juntas de asiento. Así por ej.en el caso de diferentes presionessuperficiales o en el caso de edifi-cios que no se construyen simultá-neamente (construcciones adosa-das). Diferencias en el asiento estor-ban especialmente en el caso deedificios contiguos o partes de edifi-cios. Debido a que las planchas deespuma rígida han de cumplir aquícon la función de separación, hayque colocarlas en toda la superficiey bien unidas. Las planchas se pue-den adherir de manera puntualsobre la parte del edificio existente.La junta en la parte exterior se debesellar por medio de perfiles tapa-juntas seguras contra lluvia (véasefigura 1).

2 Juntas de dilatación

Al revés de lo que sucede en elcaso de las juntas de asiento,mediante las cuales se deben com-pensar principalmente diferentesmovimientos verticales, en el casode las juntas de dilatación se tratade movimientos horizontales, loscuales pueden estrechar o dilatarlas juntas. Modificaciones longitudi-nales se presentan principalmenteen forma de dilatación térmica y decontracción por frío, en especial enpartes de construcción comotechos aligerados macisos, en loscuales son muy notorios los cam-bios de temperatura. Las modifica-ciones longitudinales que se hacennotorias en la junta, se pueden verreforzadas aún más debido a dife-rencias en el asiento de una partedel edificio. Por ello también las jun-tas de dilatación en la práctica tie-nen que cumplir con varias funcio-nes. En cuanto a su aplicación, hayque considerar lo siguiente:

1. La junta de dilatación tiene quetraspasar todas las partes deuna construcción.

2. La anchura de una junta se cal-cula a partir de las modificacio-nes longitudinales previstas delas piezas de construcción.

3. Las piezas de construcción hande separarse con un materialque no ofrece resistencia mayora su dilatación longitudinal.

4. El material de relleno de la juntano debe formar ningún puentede frío.


22052 Marzo 2001

Styropor950

6 Otras aplicaciones enla construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Revestimiento de juntas


Las espumas rígidas de Styroporcumplen con todas estas exigen-cias. Si el material debe ser espe-cialmente elástico, se debe tomaren consideración en especial plan-chas de aislamiento acústicas alruido de pasos del tipo PS T, querellenan la junta totalmente. Enmuchos casos también son sufi-cientes las planchas de espumarígida de baja densidad aparente. Sise debe prever la contracción de lajunta, se debe verificar si las presio-nes superficiales que se presentan

por recalcado de la espuma rígidapuede ser absorbida por las parteslimítrofes de los edificios. (Diagramatensión de compresión/recalcado,véase fig. 5). En la construcción demampostería se colocan las plan-chas de espuma rígida secas y bienunidas en la junta continua. Si seencementan las planchas en pare-des de concreto en forma de enco-frado perdido, hay que tener cui-dado de que no se formen unionesrígidas al penetrar el cemento den-tro de las juntas de las planchas.

Para lograr esto, se pueden utilizarplanchas plegadas, dos capasescalonadas o bien se puede sellarlas juntas de las planchas con cin-tas adhesivas.

Para la protección contra influenciasclimatológicas se cubren las juntasen la parte exterior con perfilesrecubridores o se sellan con masaselastoplásticas. En el caso de cargapor presión de agua hay que incor-porar adicionalmente cintas parajuntas de dilatación a prueba deagua a presión (véase fig. 2).

950/2

Fig. 2 Junta de dilatación a prueba de agua a presiónFig. 2 Junta de asiento con perfil cubrejuntas

Fig. 3 Junta de separación Fig. 4 Junta de asiento deslizante

3 Juntas de separación

Se colocan juntas de separación,para evitar la transmisión de sonido.Un ejemplo típico para esto es laseparación de muros de frontispicioentre casas adosadas (véase fig. 3).No sólo se deben separar minucio-samente las paredes, sino tambiénlos techos entre los pisos y los teja-dos. Los más pequeños puentes dehormigón o cemento pueden dismi-nuir notoriamente la eficacia del ais-lamiento acústico de las juntas deseparación.

El aislamiento a ruido aéreo segúnDIN – EN 20140-3 de una pareddivisoria de casas de pared doblecon planchas de junturas de sepa-ración de espuma rígida de Styro-por elastificada fue examinado porel Instituto de Control de Materialesde Renania del Norte/Westfalia (Alemania) (Informe de prueba N° 42000405).

El objeto de la prueba fue una paredde piedra caliza con un grosor de 2veces 15 cm con respectivamente10 mm de enlucido de yeso y plan-chas de juntura de separación de30 mm de Styropor con una rigidezdinámica de 16 MN/m3. El resultado

del ensayo, Rw = 71 dB (medida deaislamiento acústico evaluado) mue-stra que con la construcción depared mencionada se obtiene conseguridad el valor de aislamientoacústico de ≥ 67 dB (como propue-sta para protección acústica ele-vada según DIN 4109, hoja 2).

En las obras de construcción deedificios así como de caminos,canales y puentes se utiliza para laseparación por juntas para la reduc-ción de la resistencia a la fricción,principalmente juntas de asientodeslizantes o de deformación decaucho sintético puntiformes o ban-

deadas. Los espacios entre estascapas se rellenan con espumarígida de Styropor (véase fig. 4). Laespuma rígida tiene que absorber lacarga del concreto aplicado (porejemplo entre el techo y el anclajeanular) y presentar dentro de loposible una mínima resistencia a lafricción a un movimiento posteriorde la plancha del techo.

El material de espuma rígida que se utiliza

Para el relleno de la junta es válidala siguiente regla:

Para juntas que tienen que evitaruna transmisión de sonido o quedeben poder ser presionadas extre-madamente, deben utilizarse siem-pre las planchas elásticas deespuma rígida del tipo PS T. Paratodos los demás tipos de juntas sedeben utilizar dentro de lo posibleplanchas con una densidad apa-rente reducida como por ejemplotipo PS 15. Revestimientos de jun-tas de espuma rígida, que no secubren, tienen que ser difícilmenteinflamables (por ejemplo tipo PS 15SE). Para evitar puentes de morteroú hormigón hay que juntar bien lasplanchas, tal como ya se mencionóanteriormente. En el caso de juntasde separación de especial impor-tancia, se recomienda utilizar plan-chas plegadas o sellar las juntascon cintas adhesivas. Además sepuede trabajar con dos capas quese colocan de manera intercalada.

Por lo general para los casos decolocación vertical de superficiesgrandes las planchas se pegan enun lado de manera puntual. Si seaplica hormigón fresco en amboslados, la unión bilateral de las plan-chas de espuma rígida con el hor-migón impide los movimientos. Enestos casos es recomendable retirarlas planchas posteriormente paraobtener una junta abierta.

Las planchas de espuma rígida deStyropor son especialmente apro-piadas para rellenar juntas de obrasde construcción debido a que sepueden colocar fácilmente, recortarexactamente y no absorben agua.

Observación


15

10

5

0

Rec

alca

do

%

1 10 100 500

Tiempo

d

30 kPa

15 kPa

Tensión de compresión

35 kPa

Densidad aparente 14,5 kg/m3

Fig. 5 Diagrama de tensión de compresión – recalcado para espuma rígida de Styropor


950/3

Junto a los dibujos, el modelo es unelemento auxiliar de gran ayudapara la planificación que, por ser tri-dimensional, mejora la descripción.Se emplean modelos para diferen-tes usos:

– Modelos para arquitectura pro-porcionan una idea de un pro-yecto constructivo planeado

– Modelos de planeamiento, sirven,por ejemplo para optimizar el flujode material y la instalación demáquinas de una fábrica

– Modelos de diseño, muestran lasproporciones, los efectos decolor y manipulación de artículosde consumo

– Modelos de embalaje son prototi-pos de series de piezas para elembalaje de determinadas mer-cancías

– Modelos de Styropor para moldesde fundición, son elementos auxi-liares de fabricación. Poseen loscontornos de los huecos de losmoldes de fundición y no preci-san ser extraidos antes de la fun-dición (método de fundición enmolde entero).

Todos estos tipos de modelos pue-den en principio construirse conespuma rígida a base de Styropor.Los próximos casos se refierensolamente a modelos para embala-jes.

Por su baja densidad las espumasrígidas de Styropor son económica-mente muy adecuadas para la con-strucción de modelos. El materialpermite ser trabajado fácil- y rápida-mente. Los elementos auxiliares detrabajo son realmente sencillos y ala vez muy flexibles. Por todo ello,pueden realizarse en muy cortotiempo modelos con casi cualquierforma.

Una ventaja de la misma impor-tancia es que Styropor es a la vezun material para modelo y embalaje.Así pues, el modelo producido en

general a una escala 1 :1, no essolamente una fiel reproducción dela pieza que se va a producir enserie, sino que se aproxima casi porcompleto a la mayoría de propieda-des exigidas a ésta. Pruebas deresistencia y funcionalidad – comopor ejemplo, ensayos de caída, pre-sión y vibración – ejecutadas sobreel modelo, permiten estimar conbastante exactitud la funcionalidadfutura de una serie planificada depiezas. Su peso proporciona unabuena base de cálculo para el pre-cio que se va a ofertar; su forma, esmuestra para la construcción delmolde de espuma rígida. El modeloes además una ayuda durante lasconversaciones entre el fabricantedel embalaje y el aplicador delmismo. El fabricante puede respon-der rápidamente a preguntas deuna manera funcional con la ayudade un modelo. Deseos especiales ycambios pueden ser satisfechos demanera simple y con costos adicio-nales mínimos. Se reduce así drásti-camente el riesgo de inversioneserróneas en la adquisición demaquinaria para la expansión.

Métodos de trabajo en la construcción de modelos

Se pueden construir modelos escul-piendo un paralelepípedo deespuma rígida o por unión entrediferentes piezas individuales. Losprincipales sistemas de fabricaciónson:

– el corte con hilo incandescente– sistemas de elaboración con

formación de virutas– corte mecánico y– pegado

Como materiales de partida seemplean bloques y planchas deespuma rígida con la densidad ymedidas adecuadas. La densidaddel modelo debe ser igual a la de lapieza que se va a fabricar.


34182 Marzo 2001

Styropor310

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Construcción de modelos con espuma rígida deStyropor


310/2

Antes del comienzo de los trabajosde construcción del modelo debenestablecerse claramente los contor-nos y la densidad aparente de laespuma rígida necesarios parasatisfacer las exigencias de protec-ción del producto que se va aembalar. A efectos de una eventualproducción de series deben tenersetambién en cuenta otras exigenciasreferidas a una producción sencilla yrápida de piezas. Son por ello reco-mendables algunos aspectos pre-vios:

– La densidad aparente de laespuma rígida, la superficie decontacto, el espesor de las pare-des y en su caso las medidas delos nervios amortiguantes debencalcularse en función de las exi-gencias de protección del pro-ducto a embalar (ver IT 510, 610,710 y también DIN 55471, parte 2).

– Los zonas con superficies decontacto entre el producto y elembalaje deben establecersesegún el contorno de la pieza ysu estabilidad. En el caso deembalajes amortiguantes deimpactos, las nervaduras debensituarse en las zonas con mayorestabilidad de la pieza.

– Para una posterior producción enserie debe tenerse en cuenta lossiguientes aspectos: en lo posibleespesores de pared uniformes,sin torneados, en la elección delas diferentes partes moldeadas,prestar atención a su disposiciónpara un buen aprovechamientode la superficie útil de las máqui-nas de moldeo disponibles parala producción, las piezas moldea-das deben ser apilables y, a fin degarantizar una buena aireación,no deben de ser estancas, dentrode lo posible escoger densidadesaparentes habituales.

– Para la aplicación del embalajeson relevantes los siguientesaspectos: las partes de la piezamoldeada deben escogerse demanera que se facilite el procesode empaquetado y desempaque-tado, deben disponerse elemen-tos auxiliares para su manipula-ción como por ejemplo asideros,eventualmente presentar abertu-ras de aireación, los distintivoscomo el símbolo de reciclable, tipode material, parte inferior y supe-rior y símbolo de la empresa de-ben situarse en una zona visible.

Los materiales de partida para lafabricación de modelos son plan-chas y bloques de espuma rígida delas medidas adecuadas. La densi-dad del modelo debe ser igual a lade la serie de piezas que se va afabricar.

Corte con hilo incandescente

El principio en que se basa es el dela separación térmica sin formaciónde virutas, mediante hilos de resis-tencia calentados eléctricamenteaprovechando que la espuma rígidaes un termoplástico. La temperaturade corte de los hilos tensos y calien-tes es de 180 – 200 °C. En la prác-tica la temperatura se varía según el

aspecto de la superficie de corte.La figura 2 nos muestra cómo unatemperatura de corte elevada pro-duce una anchura de corte innece-saria. Es característico para uncorrecto ajuste en la construcciónde modelos, la formación de fibrassobre la superficie de corte comose observa en la parte izquierda dela figura 2.

Figura 1 Aparato de corte por hilo incandescente

Figura 2 Superficies de corte con una temperatura del hilo de corte adecuada (izquierda) y demasiado elevada (derecha)

Si se precisa un cambio de direc-ción – por ejemplo si se quierenobtener cantos agudos – puede serventajoso desconectar la corrientedurante un corto periodo de tiempo.

Los hilos de corte están constitui-dos en general por “Cr-Ni 30 espe-cial” con un diámetro de 0,5 a 0,8mm. En aparatos adicionales,usando hilos curvados, es necesarioel empleo de hilos rígidos a la fle-xión. Para esta aplicación los hilosadecuados tienen perfiles redondoso rectangulares con medidas deaprox. 1,5 mm Ø y aprox. 2,5 mm x0,5 mm respectivamente.

La corriente de trabajo es, por moti-vos de seguridad, como máximo de42 V. Hasta 42 V es variable, a finde poder elegir en cada momento,para cada perfil y cada longitud dehilo la temperatura de corte másadecuada.

Aparato para corte por hilo incandescente

Existen en el mercado diversos apa-ratos que en esencia se diferencianen las posibilidades de variación delas fijaciones de los hilos de corte y,en el modo de conducción de laespuma rígida que se va a manipu-lar (ver figura 1). Las principales exi-gencias para aparatos de uso uni-versal son:

– construcción estable provista desuficiente superficie de trabajo

– posibilidades de sujeción flexiblede los hilos (horizontal, vertical,ángulo variable)

– tensión de los hilos constantemediante la fuerza de un resorte -montaje auxiliar sencillo para des-plazamiento en paralelo de loshilos (con y sin graduación esca-lonada)

– montaje auxiliar para facilitar eldesplazamiento y giro de laespuma rígida que se va a mani-pular y/o de los hilos de corte. Laposibilidad de ajuste de la alturaunilateral de todo el aparato(plano inclinado) puede resultarventajosa

– aparato suplementario para la su-jeción de hilos moldeados (cur-vos), ver figura 3. El montaje debeser fijable, girable y útil como apa-rato para modelaje manual

– posibilidades de variación noescalonada de la tensión decorte, así como de una suficientefuerza de corriente ajustada a lalongitud y a la resistencia del hilo

– interruptor de pie para disponerde ambas manos durante el pro-ceso de trabajo.

Los aparatos de corte por hilo incan-descente deben ubicarse en habita-ciones bien iluminadas y aireadas.

Sistemas de trabajo con formación de virutas

Para el trabajo con formación devirutas de espuma rígida se encuen-tran disponibles gran diversidad deaparatos. Desde escofinas manua-les y máquinas fresadoras sencillas,hasta llegar a instalaciones de fre-

sado computarizadas (CAM). Esimportante para cualquier instalacióndisponer de un sistema eficaz deaspiración de las virutas de espumarígida a fin de garantizar condicionesde trabajo aceptables. Ha demos-trado ser eficaz una fresadorahueca, provista de aspiración de lasvirutas a través del orificio de lafresa. Otras exigencias sonfuncio-

310/3

Figura 3 Contornos realizados con los correspondientes hilos de cortemodelados

Figura 4 Corte mecánico con brocas para corcho

310/4

namiento sin vibraciones y disponerde la posibilidad de un cambiorápido de fresa.

Las principales ventajas de losmodelos fresados son que:

– también es posible confeccionarmodelos complicados sin necesi-dad de pegado

– radios interiores, canaladuras,muescas, escalones, etc puedenlograrse sin problemas mediantela elección de la fresa adecuada

– el aspecto de las piezas obteni-das es bueno (sin unionespegadas)

– sin uniones pegadas

Corte mecánico

Para el corte de piezas de pocoespesor y para pequeños cortes decorrección se pueden utilizar cuchi-llos afilados.

Pequeños agujeros de hasta 30 mmde diámetro pueden obtenerse fácil-mente con la ayuda de brocas paracorcho (ver figura 4).

Pegado

El sistema de ensamblaje más habi-tual en la producción de modelosde Styropor es por pegado. Pega-mentos con disolventes que atacanlas espumas rígidas de Styroporson inadecuados.

En el caso de pequeñas superficiespueden utilizarse dispersionesplásticas acuosas, como Propio-fan® 5 D de BASF. Las dispersionespastosas se aplican con una espá-tula en una capa fina sobre las dossuperficies que se van a unir. Laspiezas que se van a pegar se uneny se fijan en su posición definitiva(por presión o mediante agujas).Una desventaja es que retrasa lacontinuación del trabajo. A fin derealizar una unión rápida y segura,el modelo terminado debe secarseen una estufa con circulación deaire durante 3 – 4 horas a aprox. 70 °C.

Con pegamentos de contacto(como por ejemplo Terokal 2397 dela firma Teroson, Heidelberg) sepuede realizar un pegado relativa-mente rápido. También aquí debeaplicarse mediante una espátuladentada, una fina capa del pega-mento sobre ambas superficies.Tras un tiempo de aireación de10 – 20 min las uniones realizadasno pueden corregirse e inmediata-mente pueden ser sometidas a car-gas. Antes de efectuar la unión esconveniente realizar la “prueba deldedo”: tocando ligeramente lassuperficies de adhesión, éstas

deben resultar débilmente pegajo-sas.

Pueden también de inmediatosometerse a cargas las unionesefectuadas con un pegamentoasfáltico, por ejemplo EC 226 de lafirma 3M. El material rellena las jun-tas. El proceso de aplicación esidéntico al del Terokal. En algunoscasos puede ser una desventaja elcolor negro de la junta que se va apegar.

Comparación entre modelo y pieza moldeada

En comparación con la pieza mol-deada en serie, el modelo no tieneuna superficie lisa y compacta (“pielde moldeo”). Mientras que la piezade embalaje que se va a fabricarposteriormente se compone por logeneral de una sola pieza, frecuen-temente el modelo se compone devarios elementos (ver figura 5).

Estas diferencias tienen como con-secuencia que el modelo se com-porte en cuanto a exigencias mecá-nicas peor que la pieza moldeada(particularmente respecto a exigen-cias frente a la flexión y la entalla-dura).

Fabricantes de aparatos para la construcción de moldes

A Fabricantes de aparatos decorte por hilo incandescente

Dingeldein & HerbertSalinenstr. 25D-61231 Bad-Nauheim-SchwalheimTel.: (06032) 32017Fax.: (06032) 33122

Gebr. Woerner oHGFriedensstr. 37D-68804 AltlussheimTel.: (06205) 3962-0Fax.: (06205) 3962-99

Maschinenfabrik BeaufortAarstrasse 3D-65307 Bad SchwalbachTel.: (06124) 3020Fax.: (06124) 4373

TechnodinamicaVia Colombera n. 21I-31010 Falze di Piare (TV)ItaliaTel.: +39438980484Fax: +39438980119

B Fabricantes de instalacionesde fresado

Zeim TechnologyMatti ZeimAuf der Hackelmasch 1Business-ParkD-31061 AlsfeldTel.: (05181) 80690Fax.: (05181) 806911

Bornemann-Werkzeugtechnik GmbHKlus 9D-31073 DelligsenTel.: (05181) 9400-0Fax.: (05181) 940033

SMB David GmbHGewerbegebietD-82211 Herrsching/AmmerseeTel.: (08152) 92370Fax.: (08152) 923737

Figura 5 Pieza de embalaje moldeada obtenida a base de elementospegados

Observación



310/5

La espuma rígida de Styropor es unmaterial de embalaje liviano, de mul-tiuso y económico. Se ajusta a lasvariables y complejas exigencias dela técnica de embalaje y a los con-tornos de los diferentes productosque se tienen que embalar. Las pro-piedades físicas se pueden ajustardurante el proceso de trabajo – yluego mantener dentro de límitesestrechos.

Los embalajes de Styropor se pue-den calcular y se pueden diseñary controlar los modelos antes dela fabricación en serie. Las principa-les aplicaciones son embalajes api-lables y para carga pesada asícomo embalajes para la proteccióncontra golpes y el aislamiento tér-mico.

Para una solución satisfactoria delproblema de embalaje es de muchaimportancia, aparte de la recopila-ción exacta de las exigencias enbase al cuestionario de preguntassobre embalajes (IT 415), considerarlas propiedades de embalajedependientes del material y de laaplicación, enumeradas en lastablas 1 y 2


47661 Marzo 2001

Styropor410

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Propiedades del embalajeDependientes del material y de la aplicación


410/2

Tabla 1 Propiedades de embalaje de espuma rígida de Styropor dependiente del material

Propiedades Ventajas y posibilidades Ejemplosde aplicación

de células cerradas la resistencia del aire ocasiona un necesidad mínima de materia primaaprovechamiento óptimo de la estructura celular PS: a pesar del peso reducido estabilidad y rigidez altas

el llenado de aire de las células de la embalajes amortiguantes de choquesespuma rígida posibilita la acción de embalajes termoaislantesamortiguación y de termoaislamiento

ninguna absorción de humedad piezas de moldeo impermeables alagua

peso reducido; densidad fletes bajos ventajoso para transportes por correoaparente generalmente entre y aéreos20 y 30 kg/m3

tara baja, invariable, en muchas ventajoso para transportes por correomercancías no es necesario tomarla y aéreos manipulación más fácilen cuenta

propiedades de resistencia depen- los embalajes son calculables según dientes de la densidad aparente, las exigencias de protección y mantenida en límites estrechos resistencia. Esto significa:

consumo bajo de materia primaseguridad para el producto, cuotas mínimas de averías y de costes de reclamación

resistencia a la presión embalajes resistentes a la presión cajas apilables de fruta y verdura, con buena rigidez al doblez y cajas de pescado; embalajes de estabilidad de apilado mercancía pesada: motores y transmi-

siones de coches, piezas de maquina-ria, aparatos domésticos pesados

capacidad definida de amorti- acción de amortiguación calculable embalajes para mercancía eléctrica, guación de choques y por ello segura aparatos fonográficos, instrumentos

de medición, cristalería, mercancía deporcelana y otros

factor de amortiguación específico espesores pequeños de amortigua- consumo bajo de materia primabajo ción, por ello necesidad de espacio

reducido para piezas de embalaje acolchadas

creciente capacidad de aceptación necesidad reducida de material para de energía específica con la elementos amortiguantes, alta densidad aparente seguridad de golpe sobre conturas

o esquinas

resistencia en húmedo propiedades de resistencia no son paletas de carga para plantas, influidas por humedad o agua como bandejas para fruta y verdura, por ej. en el caso de materiales de cajas de pescadoembalaje de celulosa

envases vacíos y piezas de embalaje ahorro de espacio de almacenamientoalmacenables a la intemperie, siem-pre y cuando el material embalado no es sensible a la humedad

resistencia en frío no se vuelve frágil a temperaturas embalajes para mercancías con-bajas geladas

capacidad de aislamiento térmico capacidad de aislamiento térmico al embalajes para productos alimenticios λ 0,03 W/(m · K) frío y al calor calculable, protección susceptibles a temperaturas, suscep-

contra cambios bruscos de tempera- tibles a estropearse (pescado, tura, garantiza mínimas diferencias mariscos, productos lácteos, helado, de temperatura en el producto alimentos congelados), alimentos embalado precocinados calientes, fármacos,

preparados biológicos

estabilidad al termomoldeo 80 °C combinación con láminas de con- envolturas contraídas, transporte durante la carga por compresión tracción, transporte de mercancía de comidas precocinadashasta aprox. 2 N/cm2 embalada caliente

Propiedades Ventajas y posibilidades Ejemplosde aplicación

aparte de algunas excepciones: ninguna influencia de la mercancía embalaje de productos alimenticios, estabilidad química; libre de polvo, embalada o del entorno y ningún reembalaje para sustancias higiénico; autorizado para el daño de la espuma rígida por la químicas, fármacos, cosméticosembalaje de productos alimenticios mercancía embalada, atmósfera

agresiva o humedad; neutro a la corrosión

apariencia atractiva buena presentación de la mercancía, embalajes agradables a la vista para acentuar la calidad del producto presentaciones

compatible con el medio ambiente residuos de embalajes triturados esponjamiento del suelo, drenaje, utilizables compostaje, reciclaje en la producción

de piezas en bloque o moldeadas.Por medio de sinterizado o fundición:reducción a poliestireno. Métodos dereciclaje de materia prima

métodos usuales de desecho desecho en vertederos de basura, aplicables aprovechamiento de energía en

instalaciones de combustión

Tabla 2 Propiedades de embalaje de espuma rígida de Styropor condicionadas por la técnica de aplicación

Propiedades Ventajas y posibilidades de Ejemplosaplicación

libertad considerable en el diseño embalajes para objetos con piezas para coches y máquinas, de piezas moldeadas contornos complicados y/o herramientas, aparatos domésticos

superficies no planas pequeños, mercancía de vidrio y porcelana

entalladuras para la fijación segura embalajes completos para maquina-de objetos individuales o varios rias pequeñas y aparatos, embalajes iguales o diferentes en un embalaje. colectores para recambios, aparatos Racionalización del embalado, con accesorios, surtido de juguetes ahorro de coste de mano de obra y regalos, botellasde embalaje

elementos para simplificar la ayudas de apilamiento, agujeros de manipulación manejo, puntos de rotura controlada

para quebrar

contornos de superficie sobre las signaturas para eficacia publicitaria, superficies exteriores de las piezas promoción de ventas: símbolos moldeadas característicos para empresas,

marcas, mercancía para embalaje,marcas para despacho

ahorro de material a través del elementos de refuerzo: nervaduras, diseño engrosamiento, refuerzo de cantos,

ranurados en vez de cantos cortantes

diseño según la estabilidad concentración de material en lugares requerida de alta carga o particularmente

resistentes de la pieza moldeada nervaduras o botones acolchadosadaptados a la forma

entalladuras en piezas moldeadas embalajes completos para quema-para mercancías voluminosas y de dores de aceite domésticos, aspira-mucho bulto doras, lámparas, retroproyectores

alojamiento para elementos de embalajes de combinación: embalajes embalaje para reforzar o adicionales para mercancía pesada apilable, si la

mercancía embalada no es suficiente-mente resistente, fijación de pies demadera, envolturas de cartón precin-tas y otros

410/3

Propiedades Ventajas y posibilidades de Ejemplosaplicación

elementos para embalajes elementos de protección acolchados combinados para esquinas y contornos (también

con capa autoadhesiva) para artículosdomésticos grandes, subgrupos demaquinarias, muebles

la forma de la pieza moldeada sólo las ventajas de aplicación antes embalajes para mercancías a granel tiene una mínima influencia sobre descritas son utilizables en un de todo tipoel tiempo de fabricación campo extenso de número de piezas

tiempos cortos de producción y posibilidades para la adaptación de tiempo de disposición y producción alta duración de las herramientas; la fabricación del embalaje a la cortos; almacenamiento de embalaje herramientas múltiples utilizables necesidad de la cantidad del usuario vacío mínimo

calidad de pieza moldeada buen molde de ajuste, medidas piezas moldeadas en la zona de invariable en relación a solidez estables, funciones de protección líneas para empaquetar de uso y precisión de dimensiones seguras corriente en máquinas

modificaciones posteriores de las impresión, recubrición, flocado rotulaciones informativas, de publici-superficies exteriores de las piezas dad eficaz y como promotor de moldeadas ventas, signaturas, símbolos y deco-

raciones

posibilidades de trabajo múltiples corte con hilo caliente, conformación modelos de embalaje, embalajes para con herramientas y máquinas con arranque de virutas en productos individuales de alta calidad simples combinación con pegado como instrumentos de medición ú

obras de arte


Observación


410/4

A menudo los problemas de emba-laje no se presentan con suficientesdetalles. Pero la solución óptimadepende de que se tomen encuenta todos los factores importan-tes que influyen en el embalaje, utili-zando las propiedades ventajosasde la espuma rígida de Styropor.Por eso este cuestionario de emba-laje está pensado como ayuda mne-motécnica y para apoyar el diálogoentre el cliente y el fabricante deembalajes.

1 Propiedades de embalaje de espuma rígida de Styropor

Estructura de espuma de célulascerradas

Peso bajo

Las propiedades de la espuma quedependen de la densidad aparentese encuentran dentro de un margenestrecho, permitiendo dimensionarde manera segura las piezas prefor-madas para el embalaje

La resistencia a la presión se puedeaprovechar para embalajes apilablesy mercaderías de mucho peso

La estabilidad no disminuye en casode humedad

Buena resistencia al frío

Alta capacidad de amortiguación dechoques

Buena capacidad de aislamientotérmico

Con pocas excepciones: estabilidadquímica

No favorece la corrosión

Limpio e higiénico; permitido paraembalar alimentos

Contornos complicados son fácilesde producir

Aún en el caso de fabricación engran escala está garantizada la cali-dad constante y la precisión deajuste

Las piezas preformadas de emba-laje se pueden imprimir, marcar yflocar

Es posible combinarlo con otrosmateriales


47660 Marzo 2001

Styropor415

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Cuestionario de embalaje


2 Datos para caracterizar la función de embalaje 1)

Producto a embalar

Designación y descripción del pro-ducto a embalar

Accesorios

Medidas principales

Peso

Peso o cantidad por pieza a emba-lar

Sólido, puede ser vertido, líquido

Fabricante del producto y/o usuariodel embalaje

Transporte y almacenamiento

Medios auxiliares para el transporte(por ej. paletas, contenedores –indicar las medidas)

Número de embalajes por medioauxiliar de transporte

Posición del producto embaladodurante el transporte

Posición del producto embaladodurante el almacenamiento

Ruta de transporte deapasando por

Medio de transporte (por ej. camión,tren, barco, avión)

Condiciones climáticas especiales

Condiciones especiales de carga ytransbordo

Función de protección

Amortiguación de choques

Sensibilidad a roturas (retardo dechoque permitido) del productoembalado – en múltiplos de la ace-leración de la gravedad

Motivo crítico del choque (caída,choque durante las maniobras)

Altura máxima de caídadurante la cargadurante el transporte

Sensibilidad mecánica especial dela superficie (por ej. poca resistenciaal rayado)

Capacidad de carga por compresión (apilable)

Capacidad de carga por compre-sión del producto que va a serembalado

Peso del productopor caja kg

medidas de la caja l = cm

a = cm

h = cm

d = cm

Altura de apilamiento durante el almacenamiento cmdurante el transporte cm


Tipo de producto

Peso del producto en un envase exterior kg

Tiempo exigido de aislamiento térmico h

Temperatura máxima permisible del producto °C

Temperatura mínima permisible del producto °C

Temperatura media del ambiente durante el tiempode aislamiento térmico °C

Temperatura del producto al principio del tiempo de aislamiento térmico °C

Temperatura permisible del producto al final del tiempo de aislamiento térmico °C

Peso de los elementos refrigerantes (térmicos) adjuntados al producto, por ej. hielo kghielo seco kgacumuladores de frío kg

Temperatura de los elementos refrigerantes (térmicos) al inicio del tiempo de aislamiento térmico °C

Humedad y corrosión

¿Los productos (o sus partes) sonsensibles a la corrosión o a lahumedad?

¿De qué material están hechas laspartes que están en peligro?

¿En caso de avería, el medio detransporte y el entorno se veríanperjudicados?

Otros requerimientos

Riesgos especiales de transporte yalmacenamiento

Normas especiales de transporte ymanipulación

Presentación de los productos

Racionalización al embalar, cerrar,del transporte, etc.

Buena disposición del surtido deproductos

Caracterización

Tipo de embalaje

Embalaje para el transporte y/oalmacenamiento

Embalaje completo

Embalaje combinado (por ej. piezaspreformadas de espuma y láminasplásticas encogibles)

Embalaje de un solo uso o deretorno

Otros

Puntos de vista económicos

Motivos para desistir del embalajeanterior, por ej. cuota de daños,racionalización, precio

Puntos de vista a favor de espumarígida Styropor (véase 1)

Consumo mensual al principiodespués

Hay soluciones alternativas

Límite de precio

Plazos/tiempo de entrega

Observación



1) El cuestionario debe tener encuenta la multiplicidad del sectorembalaje. Pero sólo se debenrellenar los datos necesarios parasolucionar un problema determi-nado.

415/2

Indice

1. Sensibilidad a la humedad de losproductos que van a ser embala-dos

2. Daños causados por la humedad

3. Material de embalaje y humedad

3.1 Material de embalaje conalto contenido de humedadde equilibrio

3.2 Material de embalaje conbajo contenido de humedadde equilibrio

3.3 Comportamiento de difusiónde materiales de embalaje

3.4 Efectos del contenido dehumedad de equilibrio y delcomportamiento de difusión sobre embalajes de laespuma rígida de Styropor

3.5 Grados de sequedad de pie-zas moldeadas preformadasde embalaje de Styropor

4. Protección de la humedad

4.1 Medidas que se toman en elproducto

4.2 Medidas que se tomanantes del y durante el emba-laje

4.3 Protección contra la hume-dad en embalajes de Styro-por

5. Resumen

6. Explicación de términos


32402 Marzo 2001

Styropor450

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Embalaje de productos sensibles a la humedad


450/2

1 Sensibilidad a la humedad de los productos que van a ser embalados

Se deben optimizar todas las medi-das de precaución del embalaje enlo referente a su rentabilidad: frentea los costos de regulación de dañosindividuales está el gasto corrientede embalaje. Esto también es válidopara la protección de productossensibles a la humedad. El primerpaso que se debe dar en esta direc-ción es evaluar la sensibilidad a lahumedad del producto. Una clasifi-cación aproximada hace la diferen-cia entre

– productos, que necesitan hume-dad para mantener su calidad(algunos víveres, flores, entreotros)

– productos no sensibles a lahumedad (por ej. productos devidrio, porcelana, artículos deplástico)

– productos poco sensibles (apara-tos domésticos, muebles)

– productos sensibles (algunos artí-culos de metal, piezas de recam-bio, instrumentos de medición)

No es posible delimitar exactamenteestos grupos. Las medidas de pro-tección además deben tomarse encada caso concreto según las con-diciones específicas de transporte yalmacenamiento (clima y duración).

Los productos pertenecientes a losdos primeros grupos puedenenviarse o almacenarse en embala-jes de espuma rígida de Styroporabiertos o cerrados sin tomar pre-cauciones especiales contra lahumedad. Las siguientes explicacio-nes se refieren principalmente a losproductos poco sensibles y sensi-bles.

2 Daños por humedad

La humedad ocasiona corrosión enla mayoría de los materiales metáli-cos*. Una humedad relativa del airealta* aumenta el peligro de corro-sión, sobre todo en el caso de airecontaminado (por ej. aire en zonasindustriales), o si hay trazas desuciedad en las superficies brillan-tes de metal. Pero también hay otrotipo de influencias (por ej. tipo demetal, calidad de la superficie, etc.).

Una humedad relativa del aire demás de 70% es considerada críticapara acero. Pero también valoresque al principio son menores pue-den causar daños por corrosión, yespecialmente en el caso de unenfriamiento fuerte (y rápido) de aire

húmedo caliente se puede dar elcaso de que se baje por debajo delpunto de condensación*, ocasio-nando una condensación de lahumedad del aire sobre las superfi-cies sensibles y frías del metal(corrosión por agua de condensa-ción*).

En el caso de muchos productos nometálicos la humedad puede causarhinchamiento, abolladuras, defor-maciones, daños de uniones pega-das o el crecimiento indeseado dehongos. Por lo general la cuota dedaños aumenta aún en el caso deartículos no metálicos con el conte-nido de humedad. Las medidas deprotección por lo tanto tratan deobtener un ambiente lo más secoposible dentro del envase (climainterior).

3 Material de embalaje y humedad

Materiales de embalaje con unahumedad de equilibrio* alta ó bajatienen efectos fundamentalmentediferentes sobre el clima interior deun embalaje. No nos referimos aquía la humedad libre, como la que esabsorbida por el material de emba-laje por ej. durante una lluvia, y queluego se evapora y así tambiénpuede ingresar al interior de unembalaje. Pero hay que considerarque las propiedades de estabilidadde muchos materiales de embalajese ven mermados por la humedad.Además, algunos componentesagresivos, que pueden dañar losproductos embalados, pueden serextraídos por la humedad.

3.1 Material de embalaje conhumedad de equilibrio alta

Material celulósico (como materialde embalaje, pero también como

parte del producto embalado), porlo general tiene una humedad deequilibrio alta. Así madera o virutas,dependiendo del estado de frescuray del clima del ambiente contienenhasta 30 y más por ciento de agua(en peso). La figura 1, por ejemplo,muestra:

Madera seca, que a 20 °C y unahumedad relativa del aire de 55 %contiene un 10% de humedad ,en un ambiente suficientementegrande con 40 °C y 90% de hume-dad relativa del aire, absorbe aguahasta llegar a un contenido dehumedad del 19 % .

Madera húmeda, que a 25 °C con-tiene un 25 % de agua , en unambiente seco de 40 °C y 50% dehumedad relativa del aire procuraalcanzar un contenido de agua de8,5 %.

Por lo tanto, en un ambiente dehumedad alta, madera seca tieneun efecto secante, y, por lo tanto,en un embalaje que se encuentra enun clima cada vez más húmedo,estabilizante; madera húmeda en unambiente seco en cambio, eleva lahumedad. En casos de humedaddel aire alta, especialmente en elcaso de embalajes con poco espa-cio libre, se puede formar agua con-densada especialmente sobresuperficies metálicas, si el aire yaestá saturado y ya no puede absor-ber humedad. La cantidad absolutade agua absorbida ó liberadadepende no sólo de los cambios declima sino además del peso delmaterial de embalaje con alta hume-dad de equilibrio.

Si se expone los embalajes de unmaterial con alta humedad de equili-brio a un clima alternante (tempera-

* Explicación de los conceptos enlas páginas 5 y 6

0 5 10 15 20 25 30

100

Tem

pera

tura

[°C

]

90

80

70

60

10 20 30 40 50 60 70 80 90

50

40

30

20

10

0

Humedad de la madera [%]

35

4

1

3

2100 %

humedad relativa

Fig. 1Equilibrio de lahumedad de lamadera a pre-sión atmosférica(Hütte 1.28 Aufl.pág.1213).

tura y humedad relativa del airealternantes), los procesos para laobtención de la humedad de equili-brio se repiten: la humedad absor-bida del ambiente puede motivar laelevación de la humedad interior o ala formación de agua condensadavarias veces.

3.2 Material de embalaje conhumedad de equilibrio baja

La espuma rígida de Styropor es unmaterial de embalaje con unahumedad de equilibrio extremada-mente baja. La espuma rígida,debido al método de fabricación,contiene en sus células aún (unpoco de) agua. Por lo tanto el mate-rial al principio tiene un contenidode humedad relativamente alto.

Ya que inicialmente en las célulashay una presión negativa, las piezasmoldeadas frescas se deben alma-cenar por aproximadamente 12 a 24horas antes de someterlas a carga.Después el contenido en agua de laespuma rígida disminuye – segúnlas condiciones de secado existen-tes – al principio rápidamente, luegomás lentamente – hasta llegar a lahumedad de equilibrio de menos de1 porciento (en peso) (Fig. 2 y 1)).

Una vez que ha alcanzado la hume-dad de equilibrio también la espumarígida de Styropor, por cierto, alverse expuesto a un clima alter-nante, sufre variaciones en la hume-dad, pero con toda seguridad semantiene por debajo de 0,15 %.Debido a que su humedad de equili-brio es sumamente baja, la espumarígida se comporta en un climaalternante de manera pasiva, esdecir, al contrario de lo que sucedeen el caso del material de embalajecelulósico, no actúa de manera nisecante ni humectante sobre elclima interior de un embalajecerrado.

3.3 Comportamiento de difusiónde materiales de embalaje

Pero el clima interior de un embalajeno sólo se ve influenciado por lahumedad de equilibrio del materialde embalaje. Los materiales deembalaje – aquellos con humedadde equilibrio alta y aquellos conhumedad de equilibrio baja – no sonherméticos a la difusión. Inclusoláminas de metal son mínimamentepermeables al vapor de agua. Lacantidad de agua que difunde a tra-vés de un embalaje cerrado enforma de vapor de agua por unidadde tiempo depende del tipo dematerial de embalaje y se eleva conla superficie del interior del emba-laje, con la diferencia de la hume-dad relativa del aire y con el desni-

vel de temperatura entre el interiordel embalaje y el exterior (gradientede las presiones parciales del vaporde agua); disminuye con el espesorcreciente de la pared – y en el casode la espuma rígida con el aumentode la densidad aparente2)).

3.4 Efectos de la humedad deequilibrio y del comportamientode difusión sobre embalajes deespuma rígida de Styropor

A menudo existe la opinión, de quela espuma rígida de Styropor ofreceuna protección segura contra lahumedad y la corrosión debido a subaja humedad propia y de equilibrio.En los casos en los que el materialno satisface en este sentido, amenudo se objeta un secado defi-ciente. Un buen secado y una bajahumedad de equilibrio del materialde embalaje son condiciones nece-sarias, aunque no suficientes, paraun clima interior seco porque elmaterial no actúa como una capade impermeabilización debido a supermeabilidad para el vapor deagua. A mayor grosor de la paredse eleva la resistencia a la difusiónde la espuma rígida de Styropor,retardando así la penetración de lahumedad del aire, pero no pudiendoevitarla de ninguna manera.

450/3

1) No es posible determinar el con-tenido tan bajo de agua sin difi-cultades, ya que la espuma rígidapuede contener, aparte de agua,otros componentes volátiles (aun-que no agresivos) hasta aproxi-madamente 3 %.

2) A 20 °C y un gradiente de hume-dad relativa del aire de 85 a 0% através de una plancha de espumarígida de Styropor de 30 mm deespesor y 1 m2 de superficie ycon la densidad aparente de 30kg/m3, difunden aprox. 0,6 g devapor de agua por hora.

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

14

13

12

11

9

Dis

min

ució

n de

l pes

o [%

]

10

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Tiempo [h]

3,0

Fig.2 Curva desecado: la espuma rígidade Styropor;densidad apa-rente: 20 kg/m3;armario desecado de airecirculante a70 °C

450/4

3.5 Grado de sequedad de piezas moldeadas de embalaje de Styropor

Motivos económicos (costo por piezamoldeada) obligan a limitar adecua-damente los gastos de secado. Pie-zas moldeadas con un contenido deagua de 3 a 5% (en peso) satisfacenla mayoría de las exigencias. Paraesto hay los siguientes motivos:

– Grados de sequedad mayores nootorgan una protección absolutacontra la humedad, porque sepuede producir la espuma rígida aprueba de agua, mas no impermea-ble al vapor de agua. Bajo ciertascircunstancias la humedad delambiente puede penetrar al interiorde un envase cerrado a través de laespuma rígida.

– Debido al comportamiento dedifusión de la espuma rígida, queéste por lo demás tiene en comúncon la mayoría de los materiales deembalaje, artículos especialmentesensibles sólo se pueden protegercon ayuda de capas de impermea-bilización en combinación con des-hidratantes. Pero entonces el gradode sequedad del embalaje en sí esprácticamente insignificante.

– Es típico para el proceso desecado que el contenido de aguadisminuye rápidamente al principio,luego más lentamente. Esto signi-fica: el secado de los últimos restosde humedad demora mucho y esexcesivamente caro.

A esto hay que agregar que es difícildeterminar exactamente contenidosde humedad muy bajos, debido aque la espuma rígida poco despuésde la expansión aún puede conte-ner, aparte de agua, otros compo-nentes volátiles hasta aproximada-mente 3 % (en peso).

4 Protección contra la humedad

4.1 Medidas en el productoembalado

El fabricante de los artículos quevan a ser embalados es quien enprimer lugar debe responsabilizarsede la protección contra la humedad.Este objetivo se puede lograr engran medida escogiendo materialesno sensibles y utilizando o apli-cando en los lugares sensiblescapas impermeables naturales oartificiales que se adhieren al artí-culo que va a ser embalado (por ej.una capa de óxido de aluminio,capa de barniz, etc.). La rentabili-dad es el factor decisivo para esco-ger entre medidas de protección enel artículo que va a ser embalado ouna protección especial contra lahumedad del embalaje.

4.2 Medidas antes del y duranteel embalaje

Aproximadamente el 30% de losdaños por humedad de productosembalados se deben a errores demanipulación antes del o durante elembalaje.

Evidentemente se deberá suprimirlas consecuencias de efectos gra-ves de humedad sobre los artículosque van a ser embalados (neblina,lluvia, salpicaduras de agua, etc.)antes del embalaje. Pero despuésson de suma importancia el climaen los locales de almacenamiento yde embalaje. En locales de embalajehúmedos y calientes (humedad rela-tiva y absoluta del aire y tempera-tura altas) el vapor de agua conte-nido en el aire se condensa en lasuperficie de los objetos fríos(empañamiento). Cuanto mayor esla masa, respectivamente el pesodel artículo que va a ser embalado,cuanto menos se puede eliminar lahumedad mediante un secado sim-ple. Por su capacidad calorífica rela-tivamente alta dichos objetos per-manecen más fríos que el ambientedurante un tiempo más largo,empañándose nuevamente cadavez (peligro de corrosión por aguacondensada). Si la diferencia entreel clima de almacenamiento y trans-porte por un lado y del local deembalaje, por otro, es muy pronun-ciada, la humedad del ambientepuede condensarse incluso sobrelos materiales de embalaje y sobrela espuma rígida de Styropor. Elmaterial de embalaje originalmenteseco puede humedecerse pocoantes del embalaje si no se mani-pula adecuadamente. Pero la hume-dad superficial no es absorbida porla espuma rígida de Styropor, y elmaterial seca rápidamente.

Por estos motivos recomendamoslas siguientes medidas preventivas:se debe almacenar los productosque van a ser embalados y el mate-rial de embalaje por un tiempo ade-cuado antes del embalaje bajo lascondiciones del local de embalajepara aclimatarlos. Los locales deembalaje deben ser frescos ysecos.

Los locales cálidos favorecen ade-más daños de corrosión debidos alsudor de manos.

4.3 Protección contra la hume-dad en embalajes de Styropor

Artículos poco sensibles a la hume-dad se pueden embalar sin medidasde protección especiales en enva-ses de Styropor cerrados, siempreque el tiempo de transporte y alma-cenamiento no sea demasiadolargo. El embalaje, en este caso,

sirve primordialmente como protec-ción contra efectos de humedadsimples, polvo, daños superficialescausados mecánicamente (araña-zos), contra choques y golpes ocambios rápidos de temperaturaque pueden ser dañinos. Pero adiferencia del papel o cartón elmaterial no absorbe humedad,siendo igual que éstos no herméticoa la difusión del vapor de agua. Porlo tanto, si se preveen daños porhumedad, se recomienda, depen-diendo de la sensibilidad del artículoy de las condiciones de transporte,tomar las siguientes medidas: unaprotección buena, si bien limitada,son capas de impermeabilización deláminas de polietileno, dentro de lascuales se sueldan los artículos. Unamayor seguridad ofrecen láminascompuestas de plástico y plástico-metal especiales. Pero en vista deque no existen capas de impermea-bilización absolutamente estancas,se deben emplear adicionalmente,especialmente en el caso de tiem-pos de transporte y almacena-miento largos, deshidratantes paraembalajes. Estos se incluyen con elartículo que va a ser embalado,dentro de la envoltura de impermea-bilización.

Los deshidratantes para embalajeshan de absorber las siguientes can-tidades de humedad:

– la humedad inicial (la humedaddel aire que permanece en el interiorde la capa de impermeabilizaciónuna vez cerrada la envoltura),

– la humedad proveniente de otrosmateriales de embalaje ó del artí-culo embalado

– y la humedad que con el trans-curso del tiempo penetra paulatina-mente a través de la capa de imper-meabilización.

Los fabricantes de deshidratantes(por ej. Cía. Süd-Chemie AG, Colo-nia [y otros, véase lista 1– 5]) sumi-nistran ayudas para el cálculo quese debe hacer para determinar lascantidades de deshidratante que sedeben incluir en casos concretos(véase también DIN 55 473, Deshi-dratantes en bolsas, unidades dedeshidratación, condiciones técni-cas de suministro).

Los indicadores de humedad, quese colocan debajo de una ventanaen la capa de impermeabilización,reaccionan al sobrepasar los valoresde humedad relativa del aire impre-sas mediante cambio de color y alpasar nuevamente a un valor infe-rior, vuelven al color original. Por lotanto no indican si el valor de hume-dad admisible ha sido sobrepasadoen algún momento.

5 Resumen

Hay que optimizar la proteccióncontra la humedad, es decir, tieneque estar acorde con la sensibilidaddel artículo embalado y con las con-diciones de transporte y almacena-miento.

La protección contra la humedad ycorrosión necesaria para el trans-porte y almacenamiento empiezacon el artículo que va a ser emba-lado (elección de los materiales,capas de impermeabilización aplica-das directamente, como por ej.capas de barniz, etc.).

Los daños por humedad puedenser causados ya antes del o duranteel embalaje: sudor de manos,secado insuficiente del artículo queva a ser embalado y del material deembalaje, empañamiento o deshielode artículos demasiado fríos enlocales de embalaje húmedos y cáli-dos. En el caso de artículos relativa-mente fríos que ya se encuentran enembalajes cerrados se puede dar lacorrosión por agua condensadadebido a la diferencia climáticaentre el interior del embalaje y elambiente exterior debido al com-portamiento de difusión del materialde embalaje (también en el caso dela espuma rígida de Styropor seca).Para aclimatarse los artículos quevan a ser embalados y los materia-les de embalaje deben ser almace-nados antes del embalaje por untiempo prudencial en el local deembalaje.

La espuma rígida de Styropor tieneun contenido inicial alto de aguadebido al proceso de producción.Una vez que, después de ciertotiempo, ha alcanzado la humedadde equilibrio de menos de 1% (enpeso), el material prácticamente ya

no absorbe agua; en lo concer-niente al clima interior se mantienepasivo. No se produce agua con-densada.

La espuma rígida de Styroporimpermeable al agua no esimpermeable al vapor de agua: elmaterial retrasa la penetración delvapor de agua del aire ambiente,pero no la puede evitar del todo. Elefecto de protección otorgado porla resistencia a la difusión duranteun tiempo limitado no es calculable,ya que no sólo depende de la den-sidad aparente y del espesor de lapared sino además del clima circun-dante (vapor de agua – gradiente depresiones parciales).

No es posible lograr una protec-ción contra la humedad exclusi-vamente con embalajes cerradosde Styropor. Por lo tanto, los artícu-los que tienen que ser embalados yque son sensibles a la humedad seenvuelven con una capa de imper-meabilización, dentro de la cual,en el caso de exigencias altas(transporte largo y tiempo de alma-cenamiento prolongado) se incluyeun deshidratante.

Un secado demasiado fuerte dela espuma rígida de Styropor –debajo de 5 % (en peso) de conte-nido de agua – es complicado ypoco económico. Los artículospoco sensibles a la humedad nocorren peligro hasta estos valoresde humedad; aquellos que sonespecialmente sensibles deben serprotegidos de todos modos contrala humedad que puede penetrar pordifusión.

Los valores de humedad residualno se pueden determinar con exac-titud mediante procedimientos sim-ples (pesar antes y después del

secado) debido a que el materialpuede contener hasta un 3 % (enpeso) de otros componentes voláti-les (restos de agente expansor).

En el caso de artículos embaladosque necesitan humedad o que noson sensibles a la humedad el con-tenido de agua no tiene importanciaporque no afecta las propiedadesde resistencia estática de laespuma rígida.

La espuma rígida de Styropor nocontiene ningún tipo de componen-tes agresivos. El material es neutroa la corrosión.

450/5

Tabla 1: Temperatura del aire y humedad de saturación del aire

Tempera- Vapor de Tempera- Vapor de Tempera- Vapor de tura del agua en tura del agua en tura del agua en aire en g/m3 a aire en °C g/m3 a aire en °C g/m3 a °C 100% de 100% de 100% de

humedad humedad humedad relativa relativa relativa

–10 2,4 + 4 6,4 +18 15,4– 9 2,5 + 5 6,8 +19 16,3– 8 2,7 + 6 7,3 +20 17,3– 7 3,0 + 7 7,8 +21 18,4– 6 3,2 + 8 8,3 +22 19,4– 5 3,4 + 9 8,8 +23 20,6– 4 3,7 +10 9,4 +24 21,8– 3 3,9 +11 10,0 +25 23,1– 2 4,2 +12 10,7 +26 24,4– 1 4,5 +13 11,4 +27 25,8– 0 4,8 +14 12,1 +28 27,2+ 1 5,2 +15 12,9 +29 28,8+ 2 5,6 +16 13,7 +30 30,4+ 3 6,0 +17 14,5

6 Explicación de conceptos

Humedad absoluta del aire

El aire húmedo está compuesto poruna mezcla de vapor de agua (invi-sible) y aire. La humedad absolutaindica, cuántos gramos de aguaestán contenidos en un metrocúbico de aire1).

Humedad de saturación

La cantidad de agua que seencuentra en el aire en forma devapor tiene un valor máximo paracada temperatura, la humedad desaturación. A temperaturas altas esmayor que a temperaturas bajas. Lahumedad de saturación es de porej. 30,4 g/m3 a 30 °C y de 4,8 g/m3

a 0 °C (véase tabla 1). Si la tempe-ratura del aire saturado con hume-dad desciende, la cantidad de aguacorrespondiente a la disminución dela temperatura precipita (condensa-ción en superficies frías). Al enfriarun metro cúbico de aire de 30 °C a0 °C, se condensan 30,4 g – 4,8 g= 25,6 g de agua.

Humedad relativa del aire

La humedad relativa del aire a unatemperatura dada es la relación dela humedad contenida en el aire a lahumedad de saturación que corres-ponde a esta temperatura. Si 1 m3

de aire a 30 °C contiene 21,3 g dehumedad en vez de 30,4, su hume-dad relativa es de 70% de la hume-dad de saturación del aire. A 0 °C elaire tiene una humedad de satura-ción de 4,8 g/m3 (100% de hume-dad relativa del aire ); si se calientael aire sin variar la cantidad dehumedad a 30 °C, tiene una hume-dad relativa de 16 %. De ello sededuce: al calentar aire con un con-tenido dado de humedad, su hume-dad relativa desciende; al enfriarlo,su humedad relativa se eleva.

Humedad de equilibrio

La humedad de equilibrio de unmaterial de embalaje es la cantidadde humedad fijada en el material.Depende de la temperatura y de lahumedad relativa del aire (fig. 1). Unmaterial de embalaje, en el cualexiste la humedad de equilibrio quecorresponde al ambiente, normal-

mente se dice que está seco. Alvariar el clima del ambiente, seobtiene por absorción o por pérdidade humedad la nueva humedad deequilibrio correspondiente.

Punto de condensación

Al enfriar aire con una humedadrelativa relativamente alta, a unatemperatura determinada estarásaturado de vapor de agua, alseguir enfriándolo, el agua empiezaa condensar: a 30 °C y 80% dehumedad relativa el aire contiene24,3 g de humedad por m3. Esta esla humedad de saturación a 26 °C.26°C en este ejemplo es el puntode condensación (véase tablas).

Presión parcial y gradiente de pre-sión parcial de aire húmedo

La presión de aire húmedo estácompuesta por dos partes: la pre-sión parcial del vapor de agua con-tenida en él y la presión parcial delaire seco. La presión parcial delvapor de agua depende de la tem-peratura y de la humedad relativadel aire. A 30 °C el vapor saturado(estado de vapor a 100% de hume-dad relativa) tiene una presión par-cial de 0,042 bar. A 70% de hume-dad relativa la presión parcial delvapor a esta temperatura es de0,042 x 0,7 = 0,029 bar (por ej. pre-sión parcial del vapor de agua en unalmacén). A 15 °C y 70% de hume-dad relativa del aire – por ejemplodentro de un embalaje cerrado – lapresión parcial del vapor de agua esde 0,017 x 0,7 = 0,012 bar. En elcaso de que el embalaje fuera lle-vado al almacén, en un primermomento tendrían efecto las presio-nes parciales dirigidas hacia el inte-rior de 0,029 – 0,012 = 0,017 bar(condición previa: embalaje imper-meable a líquidos).

Corrosión

Según DIN 50 900: reacción de unmaterial metálico con su ambiente,que ocasiona un cambio mensura-ble del material y puede causar undaño por corrosión. Esta reacciónen la mayoría de los casos es detipo electroquímico. Pero tambiénpuede tratarse de un proceso quí-mico o físico de metales.

Corrosión por agua de condensa-ción

Corrosión causada por agua queprecipita sobre superficies de metalal pasar por debajo del punto decondensación.

TROPACK Packmittel GmbHPostfach 52D-35631 LahnauTel. +49 (64 41) 6 30 51-53Fax +49 (64 41) 6 14 19

Chemische Fabriken Oker undBraunschweig AktiengesellschaftPostfach 13 28D-38603 GoslarTel. +49 (53 21) 7 51-0Fax +49 (53 21) 7 51-5 09

Grönheit & Weigel LadungssicherungssystemeBenrader Str. 24 – 26D-47918 TönisvorstTel. +49 (21 51) 70 22 77Fax +49 (21 51) 70 22 99

Süd-Chemie AGNiehl-Hafen/StapelkaiD-50735 KölnTel. +49 (22 21) 97 65 96-0Fax +49 (53 21) 97 65 96-6

Flöter Verpackungs-Service GmbHDaimlerstr. 5 aTel. +49 (70 42) 95 26-0Fax +49 (70 42) 9 86 90

Observación



1) Valores referentes a la humedadse refieren por lo general a 1 kg deaire en vez de a 1 m3. En este casono dependen de la presión. Para elsector embalaje – presión del airepor lo general 1 bar – es conve-niente la unidad g/m3.

450/6

Si una carretilla de horquilla eleva-dora deposita su carga rudamenteo si una pieza cae al piso por ej.durante la carga o descarga, amenudo se producen averías irrepa-rables en productos valiosos, oestos incluso pueden ser destruídos.La energía, los materiales utilizados,que a menudo son caros, así comotodo el trabajo, invertidos en la pro-ducción de los artículos, se pierde.

En esta Información Técnica quere-mos demostrar que estos dañoscausados por el transporte no soninevitables y que los productos pue-den llegar al destinatario en perfec-tas condiciones. Mediante el empleode acolchados de espuma rígida deStyropor, las fuerzas ocasionadaspor golpes y choques son reducidashasta el punto de que ya no puedencausar daños en los productosembalados. No es importante, si losproductos embalados son aparatoseléctricos, máquinas, floreros deporcelana o botellas de vino denoble contenido. A través del proce-dimiento de producción general sepueden producir sistemas de pro-tección hechos a la medida paracualquier producto. Pero según lasensibilidad del artículo embalado,del peso de éste y de la carga cau-sada por el transporte, el acolchadodebe tener diferentes dimensiones.A través de procedimientos dedimensionamiento normalizados sepuede determinar de manera senci-lla y rápida las dimensiones exactas.

A continuación se describen pri-mero los factores de influencia másimportantes, y luego se explican losprocedimientos de cálculo en basea algunos ejemplos.


40631 Marzo 2001

Styropor510

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Dimensionamiento de embalajes amortiguantes dechoques de espuma rígida


510/2

Influencias sobre la calidad deun acolchado

Para llevar a un cuerpo con lafuerza de peso (m · g)1 a una alturadeterminada h1, se necesita la ener-gía E1 = (m · g)1 · h1. Esta energía seve liberada nuevamente por unacaída desde la altura h1 y causa,dependiendo del valor de la distan-cia de parada y del recorrido de ladesaceleración hasta la posición dereposo, un efecto de fuerza máximomayor o menor sobre el cuerpo.

En la fig. 1.1 se puede apreciar queel efecto máximo de fuerza sobre elcuerpo en el caso del acolchadoideal, es decir, en el mejor casoposible teórico, es de

(h/d0) · (m · g).

El factor de cambio (h/d0) frente alefecto de la fuerza en la posición dereposo se denomina coeficiente deimpacto G ó valor G.

Al duplicarse la distancia de parada,en el caso del acolchado ideal, lafuerza de parada, respectivamenteel valor G, se reduce a la mitad(véase fig. 1.2).

En el caso de un resorte ideal (fuerza ~ espesor total) el valor Gasciende ya casi al doble que en elcaso de un acolchado ideal delmismo espesor (véase fig. 1.3). Estose debe al recorrido menos venta-joso de la fuerza. En el caso de unadeformación del acolchado en 50%,sólo se transforma el 25 % de laenergía de caída. Para la transfor-mación de la parte restante de ener-gía del 75 % se necesitan por lotanto fuerzas considerablementemayores. De estas dos descripcio-nes se pueden derivar las exigen-cias que debe cumplir un buenmaterial de acolchado:

– elevación de la resistencia a ladeformación a un valor determi-nado con una distancia de defor-mación pequeña,

– en lo posible una resistencia a ladeformación constante en unsector de deformación lo mayorposible.

De todos los materiales de acol-chado usuales, la espuma rígida deStyropor es el que más se acerca aestas exigencias. Tal como resultadel diagrama de fuerza – deforma-ción (fig. 1.4), las resistencias dedeformación en el caso de laespuma rígida de Styropor se for-man muy rápidamente y varían rela-tivamente poco hasta llegar a unadeformación de aproximadamente60%. Esto causa valores G extraor-dinariamente bajos para embalajescorrectamente dimensionados.

Al contrario, en el caso de materia-les de acolchado con característicassegún fig. 1.5, la diferencia de laresistencia a la deformación entre elinicio de la deformación y aproxima-damente un 60% de deformaciónes muy alto. Los valores G alcanza-bles por lo tanto son mayores quepara espuma rígida de Styropor.

Efectos de diferentes cargas deacolchado

Además de las propiedades especí-ficas del material, las cargas especí-ficas también influyen sobre lacapacidad amortiguadora de mate-riales de acolchado. En la fig. 2 estecomportamiento es visualizado en elejemplo de un buzo.

• En el caso de un “panzaso” laprofundidad de inmersión, esdecir la distancia de frenado, es lamenor. Pero el buzo siente en sucuerpo el mayor efecto de fuerza.

• En el caso de un salto de cabezavertical inicialmente el efectosobre el cuerpo es el mínimo.Pero el material de acolchado“agua” frena el cuerpo solo lenta-mente, de tal manera que al finaldel material de acolchado hayuna amortiguación abrupta conun gran efecto de fuerza sobre lasuperficie de choque “cabeza”.

Fallhhe bzw. Polsterdicke

= G á (m á g)

h

1E = F á h

= (m á g) á hF á h1

F = á F2

hdo 1

F = á F3

h2d 1

F = 2 á F4

hd 1

F = 2,2 á á F5

hd 1

obtenido empricamente

F Å 3,5 á á Fhd 1

d Å 0,6 á d

d Å 0,5Ð0,6 d

acolchadosblandos

acolchado deStyropor RD 30

d = 0resorteideal

d = 0

d = 0

acolchado ideal

acolchado ideal

Peso del artculo embalado resp. fuerza de deformacin

E = F á d2

E41

Å 3,5 á Gá (m á g)

Fig. 1.5

= 2,2 á G(m á g)

Fig. 1.4

= 2 Æ G (m Æ g)

Fig. 1.3

G2

= á (m á g)

Fig. 1.2

F

Fig. 1.1

1E

max

do

h

o

6

1F

= (m á g)

2F

h

1

2xdo

= F á 2 á d31E

F á h = F á 2 d1 3 o

3F

de la aceleracin de impacto

3F

1E = F á h1

h

o


4F

=d á F2

41E

do

1E = F á h1

do1

E

5F

o

o

1E = F á h1

h

do1E

o

o



6F

1F

E = constante

1

1F

o

o

1F

o1

F

1F

1F

1F

1F

1F

1F


2F

inicio final

inicio final

inicio final

inicio final

inicio final

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

≈

Fig. 1 Modelos de acolchado y acolchados reales

• El comportamiento más ventajosose tiene en el caso de un ángulode inmersión determinado. Elcuerpo aprovecha la distancia deacolchado que está a su disposi-ción para frenar de manera uni-forme. Las fuerzas de frenado, esdecir los valores G en este casotienen los menores valores.

Si se dan cambios en las condicio-nes iniciales como altura de salto,peso del buzo y profundidad delagua, también es necesario variar elángulo de inmersión, para obtenerla menor carga posible sobre elcuerpo. Si la relación altura desalto/profundidad del agua (h/d) seeleva, se debe escoger un ángulode inmersión menor (mayor superfi-cie de impacto), para convertir laenergía de caída según la profundi-dad de inmersión disponible.

Ayudas para el dimensionamiento

En el caso de caídas de piezas deembalaje se deben tener en cuentafactores de influencia semejantes.Pero en vista de la libre elección dela densidad aparente de la espumarígida y de la forma geométrica, laspropiedades de acolchado sepueden adecuar mejor a las exigen-cias. Mediante series detalladas deensayos se obtuvieron las propie-dades de amortiguación en el casode diferentes cargas, espesores deacolchado, alturas de caída y densi-dades aparentes, y se resumieronen forma de diagramas de acol-chado (véase pág. 7, fig. 5, diagra-mas 1 hasta 3).

También en DIN 55471, parte 2, serecomiendan estos diagramas comobase para el dimensionamiento. Losvalores característicos tienen elsiguiente significado:

• carga estática de la superficie

=

fuerza por peso del productoembalado en N*

superficie de contacto en cm2

• Coeficiente de impactos G óvalor G (es el factor máximo porel cual el peso propio del pro-ducto embalado se eleva durantela amortiguación).

El valor G máximo permitido para unproducto embalado determinado sedenomina también sensibilidad delproducto embalado.

• Relación h/d

= altura de caída en cmespesor de acolchado en cm

En los diagramas de acolchado(véase pág. 7, Fig. 5) para las densi-dades aparentes 20, 25 y 30 =kg/m3 se puede apreciar, que losfactores de impulsión que se pue-den lograr sin variar la relación h/d,no dependen de la densidad apa-rente**. Pero este hecho sólo esválido para la gama de densidadaparente de RD 20 hasta RD 30indicada aquí.

Las dimensiones más ventajosas deembalaje se obtienen al elegir losvalores característicos de los míni-mos de las curvas (carga óptima deacolchado). Los valores característi-cos que difieren de los mínimos delas curvas rinden espesores deacolchado cada vez mayores, manteniéndose el coeficiente deimpactos G invariable.

Aparte de los diagramas de acol-chado también hay una calculadorade dimensiones fácil de manejarcomo ayuda para calcular los acolchados de espuma rígida deStyropor (véase pág. 6, fig. 4). Lasbases de las calculadoras son losmínimos de las curvas de acol-chado. Por lo tanto no es posibleobtener con la calculadora de dimen-siones valores de construcción quedifieren de los valores óptimos.

* 1 N = 1 kg · ms2

La fuerza de peso de la masa 1 kges 9,81 N

** En la IT 520 se describen las influ-encias de la densidad aparenteexistentes, que son muy bajas.

510/3

carga mx. del

cuerpo durante la

inmersin

grande

mediano

pequeo

´

´

´

´

´

h = 5 m

d = 2 m= 2,5

h

d

h = 3 m

d = 2 m

h

d = 1,5

pequeo grandemediano

carga esttica de la superficie = peso del cuerpo/superficie de choque

( )

( )

Fig. 2 Factores de influencia geométricos y gravimétricos

510/4

Ejemplos para el cálculo

En las tablas 1 y 2 se presentanalgunos ejemplos para el cálculo:

Si se desea un dimensionado quecorresponda a los factores óptimosde acolchado, se pueden determi-nar hasta dos de las cinco variables

mencionadas. Esto se puede hacertanto con ayuda de los diagramasde acolchado como también con lacalculadora de dimensiones (véasepáginas 4 hasta 6). Si por determi-nados motivos se requiere hacer undimensionamiento con una carga deacolchado demasiado baja ó dema-

siado alta (izquierda ó derecha delos mínimos de las curvas), sólo sepuede determinar una de las cincovariables mencionadas. Este cálculosólo se puede hacer con ayuda delos diagramas de acolchado (véasepáginas 4 y 5).

Problemas

Factores de Sím- Unida- Carga óptima de acolchado Cargas de acolchado influencia bolo des que difieren

del óptimo

Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5

Densidad aparente de RD kg/m3 20 20 20 20 20la espuma rígida

Peso del producto m kg 10 10 10 10 10embalado

Superficie de acolchado A cm2 ? ? 180 300 140

Espesor de acolchado d cm ? 4,2 3,6 4,2 ?

Altura de caída h cm 90 100 ? 100 70

Coeficiente de impactos G G – 70 ? ? ? 85(sensibilidad del producto embalado)

• datos obtenidos del diagrama de acolchado EPS 20

al coeficiente carga estática en N/cm2 Valor h/ddeimpactos m · 9,81/A = h / d = h/d

Ej. 1 70 0,51 28

Ej. 2 60 0,62 100/4,2 = 24

Ej. 3 65 10 · 9,81 / 180 = 0,55 26

Ej. 4 77 10 · 9,81 / 300 = 0,33 100/4,2 = 24

Ej. 5 85 10 · 9,81 / 140 = 0,70 30

• Resultados

al Cálculos Indicaciones para el cálculo

Ej. 1 A = 10 · 9,81/0,51 = 192 cm2 A = m · 9,81/d = 90/28 = 3,2 cm d = h/(h/d)

Ej. 2 A = 10 · 9,81/0,62 = 158 cm2 A = m · 9,81/G del diagrama de acolchado = 60 –

Ej. 3 h = 3,6 · 26 = 94 cm h = d · (h/d)G del diagrama de acolchado = 65 –

Ej. 4 G del diagrama de acolchado = 77 –

Ej. 5 d = 70/30 = 2,3 cm d = h/(h/d)

Tabla 1 Ejemplos de cálculo con ayuda de diagramas de acolchado

510/5

Coeficiente

deim

pacto

G

140

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

h

d

35

30

28

26

24

22

20

18

16

carga est. de la superficie s en N/cm2

Punto de inicio para ejemplos de clculo

Ej.2

Ej. 3

Ej.1

altura de caídaespesor de acolchado

40

=Coeficiente

deim

pacto

G

140

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

35

30

28

26

24

22

20

18

16

carga est. de la superficie s en N/cm2

Punto de inicio para las ejemplos de clculo

Ej.4

Ej.5

h

d

altura de caídaespesor de acolchado=

40

Fig. 3 Determinación de parámetros del diagrama de acolchado para material expandido de EPS 20 (véase pág. 4, Tabla 1)

Fig. 3.1 Ejemplos de cálculo 1 a 3, carga de acolchado óptima, (véase pág. 4, tabla 1)

Fig. 3.2 Ejemplos de cálculo 4 a 5, cargas de acolchado que difieren del óptimo (véase pág. 4, tabla 1)

510/6

Ejemplo 1 (carga óptima del acolchado)

dado: RD = 20 kg/m3

m = 10 kgh = 90 cmG = 70

buscado: A y d

con la calculadora de dimensiones:

– posicionar la reglilla de tal manera, que la flecharoja indique G = 70

– resultado: d = 3,2 cm ( con h = 90 cm)(A/m) = 18,6 cm2/kgA = m · (A/m) = 10 kg ·18,6 cm2/kg = 186 cm2


dado: RD = 20 kg/m3

m = 10 kgd = 4,2 cmh = 100 cm

buscado: A y G


– posicionar la reglilla de tal manera, que en la ventana roja en h = 100 cm esté d = 4,2 cm.

– resultado: G = 60(A/m) = 16 cm2/kgA = m · (A/m) = 10 kg ·16 cm2/kg = 160 cm2


dado: RD = 20 kg/m3

m = 10 kgA = 180 cm2 A/M = 180 cm2/10 kg

= 18 cm2/kgd = 3,6 cm

buscado: h y G


– posicionar la reglilla de tal manera, que en la ventana amarilla aparezca 18,6 con RD 20

– resultado: G = 70h = 100 cm (con d = 3,6 cm)

20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 120

altamente sensible sensible poco sensible

Sensibilidad a la rotura del producto embalado [valor g]

20

30

40

50

60

70

80

90

100

120

Altura de caída [cm]Espesor del acolchado [cm]

Superficie deacolchado necesariapor kg de productoembalado [cm2/kg]

20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3

con unadensidad aparente

Calculadora de

dimensiones

para la determinacin delespesor de acolchadode embalajes de espuma rgidade Styropor de BASF

3,2

18,6

20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 120



20

30

40

50

60

70

80

90

100

120



20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3


Calculadora de

dimensiones


4,2

16

20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 120



20

30

40

50

60

70

80

90

100

120



20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3


Calculadora de

dimensiones


3,6

18,6

Fig. 4 Calculadora de dimensionesTab. 2 Ejemplos de cálculo con ayuda de la calculadora de dimensiones

510/7

Diagrama de acolchado para espuma rgida de EPS 20

carga de superficie esttica s in N/cm2

Coeficiente

deim

pacto

G

140

Diagrama 3

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

Coeficiente

deim

pacto

G

140

Diagrama 1

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

Coeficiente

deim

pacto

G

140

Diagrama 2

120

100

80

60

40

20

00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

(vase tambin DIN 55 471, parte 2)


4035

30

28

26

24

22

18

16

14

12

10

8

6

4

2

4035

30

28

26

24

22

18

16

14

12

10

8

6

4

2

20

40

35

3028

26

24

22

18

16

14

12

108642

20

Diagrama de acolchado para para espuma rgida de EPS 25

Diagrama de acolchado para para espuma rgida de EPS 30

20

h

d=


h

d=


h

d=

Fig. 5 Diagramas de acolchado para espuma rígida de EPS 20, EPS 25 y EPS 30

510/8

Diseño del acolchado

Las superficies de acolchado calcu-ladas en la mayoría de los casosson menores que las superficies deapoyo del embalaje. Por lo tanto esnecesario hacer una adaptación através de entalladuras, construccio-nes de nervaduras ó botones (véasefig. 6). Hay que tener en cuenta lossiguientes requerimientos:

– La altura de las nervaduras obotones (H) respectivamente laprofundidad de las entalladurasdebe ser de por lo menos 55 %del espesor total del acolchadocalculado.

– En el caso de construcciones denervaduras o botones el espesorde acolchado calculado debe serincrementado por el factor 1,1(factor de forma).

– La superficie correspondiente a laaltura media de las nervaduras seconsidera como superficie deacolchado.

– Los ángulos de los flancos denervaduras ó botones deben serde aproximadamente 10 hasta15° y los radios del pie de aproxi-madamente 10 mm.

– Las nervaduras ó botones debenser suficientemente rígidos a laflexión. Empíricamente esterequerimiento se ve cumplido, siel valor medio del espesor de lasnervaduras (b) es de por lo menos0,6 · altura de nervaduras (H)

– Al disponer las nervaduras obotones hay que tener en cuentaque las fuerzas operantes encasos de cargas por caída (ValorG x peso del producto emba-lado! ), son guiadas en línea rectadel producto embalado hacia lasuperficie de impacto. Si, pormotivos de la construcción, estono fuera posible, se deben colo-car distribuidores de carga dentrodel embalaje. Con esta medida seevitan tensiones transversalesdemasiado altas y por lo tanto laformación de grietas en el emba-laje.

distribuidor de carga

A

l

b

r

H

H 2 dR

H ≥ 0,55 · dRdR = 1,1 · d (1,1 = factor de corrección para construcciones nervadas)d = grosor de acolchado calculado

10 – 15 °

A A

≥

Fig. 6 Construcciones nervadas (con y sin distribuidores de carga)

Diseño del embalaje

Con ayuda de los cálculos deembalaje, se obtienen datos sobrelos espesores de acolchado, lasáreas de acolchado y las densida-des de la espuma rígida necesarios.Pero aparte de estos importantesfactores de construcción, se debetener en cuenta otros requisitosrelacionados con el embalaje (pro-ducción, almacenamiento, emba-laje, capacidad de carga por com-presión) y considerarlos al determi-nar definitivamente el diseño delembalaje. En la fig. 5 se puedeapreciar los cuatro tipos de emba-laje más comunes. Las ventajas

especiales de los diferentes tipos deembalaje son:

• Superficies exteriores lisas connervaduras interiores (1). No esnecesario utilizar un envase exte-rior, sino solamente un cierre concintas adhesivas ó precintas depelícula o cartón.

• Embalajes con nervaduras exte-riores (2) tienen una capacidad deadaptación óptima del embalaje alos contornos del productoembalado. Así se logra una fija-ción segura del producto emba-lado aún bajo cargas fuertesdurante el transporte.

• Piezas de embalaje para la pro-tección de esquinas y cantos,especialmente para muebles yequipos grandes (3); acolchadosde protección antigolpe de usouniversal.

• Embalaje parcial con dos paneleslaterales, ó bien parte inferior ycubierta superior (4). Acolchadosde amortiguación de golpesespecialmente cómodos de pre-cio para embalajes combinadospor ej. con cajas plegables decartón ondulado.

510/9

Manera de proceder al diseñarun embalaje

Para diseñar embalajes amortiguan-tes de golpes con construccionescon nervaduras ó botones, reco-mendamos proceder según lo ex-plicado en el formulario de cálculo(página 10, tabla 2).

– Calcular ó bien determinar la den-sidad aparente (RD) según lascargas probables durante eltransporte, almacenamiento ymanipulación.

– Pedir las informaciones referentesal peso del producto que va a serembalado (m), su sensibilidad

(valor G) y altura de caída permi-sible (h) al usuario del embalaje ódefinirlas junto con él.

– Determinar el espesor (d) y elárea de acolchado (A) con ayudade la calculadora de dimensionesó con los diagramas deacolchado.

– Si el área de acolchado calculadoes menor que el área de apoyodel embalaje, se debe calcular

• el grosor de las nervaduras (dR)

• la altura de las nervaduras (H) y

• llevar a cabo una distribuciónde las áreas de acolchado(DA), observando los requisitosdescritos. Luego se debe

• determinar el largo ó el anchode las nervaduras de cada unode los elementos de acolchadoy calcular el ancho ó el largode las nervaduras, respectiva-mente. En el caso de áreas deacolchado muy pequeñasrecomendamos elegir botonescon una sección cuadrada l = b = A, debido a que estaes la manera más simple decumplir con la exigencia “b ≥0,6 H“.

1. 2.

3. 4.

Fig. 7 Construcción de embalajes para embalajes amortiguantes de golpes.1. nervaduras de acolchado interiores, 2. nervaduras de acolchado exteriores,3. esquinas para la protección contra golpes, 4. bastidor portante.

510/10

Al hacer los cálculos para embalajespara productos livianos, sensibles,se obtienen áreas de acolchadoespecialmente pequeñas. La exigen-cia en cuanto a la suficiente resisten-cia a la flexión de los elementos connervaduras/botones es simplificadapor las siguientes medidas:

• determinar un número bajo denervaduras

• elegir una sección transversal denervaduras con una relación largo/ancho baja

• reducir la altura de las nervadurasal valor límite inferior (0,55 dR)

• elegir una densidad aparentemenor

• verificar con los usuarios delembalaje si es posible aumentar(valor G) ó reducir (altura decaída) los valores límite determi-nados, respectivamente.

1. Exigencias/determinaciones

Factores Sím- Uni- Superficies del embalaje Indicaciones bolo dades 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 para el cálculo

abajo arriba derecha izquierda adelante atrás

Densidad aparente de la RD kg/m3 20 20, 25 o 30espuma rígida

Peso del producto embalado m kg 10 m = A · /9,81

Coeficiente de impactos G – 70 véase diagrama P

Altura de caída h cm 90 h = d · (h/d)

Espesor del acolchado d cm ? d = h/(h/d)

Area del acolchado A cm2 ? A = m · 9,81/

2. Valores del diagrama de acolchado DA 20 kg/m3

Coeficiente de impactos G: 70 =

Carga est. de la superficie mN/cm2 0,51 =

Relación h/d – 28 =

3. Cálculos

para A = 10 · 9,81 / 0,51 = 192 cm2

1.1 d = 90 / 28 = 3,2 cm

para

1.2

para

1.3

para

1.4

para

1.5

para

1.6

4. Determinación de la geometría de las nervaduras

• por lado del embalajepara 1.1 para 1.2

área de acolchado A cm2 192 =

nervaduras =

– espesor (= 1,1 · d) dR cm 1,1 · 3,2 = 3,6 elegido 4,0 =

– altura ( 0,55 · dR) H cm 0,55 · 4,0 = 2,2 elegido 2,3 =

– ancho mínimo ( 0,6 · H) bmin cm 0,6 · 2,3 = 1,4 =

• por elemento con nervaduras para 1.1 para 1.2

número de nervaduras n – 4 2

área de las nervaduras (A = A/n) A cm2 192/4 = 48 192/2 = 96

ancho de las nervaduras (= A/l) b cm elegido 2,0 elegido 3,0

largo de las nervaduras(= A/b) l cm 48/2,0 = 24 s 96/3,0 = 32

Tab. 2 Formulario de cálculo con ejemplo de dimensionado (Ejemplo 1 de página 4)

Nr. de acta: Responsable: Fecha:

• Productor del embalaje:

• Productor del producto embalado:

• Designación del producto embalado:

510/11

1. Exigencias/determinaciones

Factores Sím- Uni- superficie del embalaje Indicacionesbolo dades 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 para el cálculo

abajo arriba derecha izquierda adelante atrás

Densidad aparente de la RD kg/m3 20, 25 ó 30espuma rígida

Peso del producto embalado m kg m = A · /9,81

Coeficiente de impactos G – véase diagrama P

Altura de caída h cm h = d · (h/d)

Espesor del acolchado d cm d = h/(h/d)

Area del acolchado A cm2 A = m · 9,81/

2. Valores del diagrama de acolchado RD kg/m3

Coeficiente de impactos G: –

Carga est. de la superficie N/cm2

Relación h/d –

3. Cálculos

para

1.1

para

1.2

para

1.3

para

1.4

para

1.5

para

1.6

4. Determinación de la geometría de las nervaduras

• por lado del embalaje <para 1.1

Area de acolchado A cm2

Nervaduras

– Espesor (= 1,1 · d) dR cm

– Altura ( 0,55 · dR) H cm

– ancho mínimo ( 0,6 · H) bmin cm

• por elemento con nervaduras para 1.1

Número de nervaduras n –

Area de las nervaduras (A = A/n) A cm2

Ancho de las nervaduras (= A/l) b cm

Largo de las nervaduras (= A/b) l cm

Tabla 3 Formulario de cálculo para el dimensionamiento de embalajes de espuma rígida de Styropor amortiguantes de golpes

Observación



510/12

La densidad aparente de las piezasmoldeadas de espuma rígida deStyropor fabricadas en moldea-doras automáticas puede variardentro de un espectro muy amplio.Además de la densidad aparentetambién es posible variar la elastici-dad, adoptando determinadasmedidas en el proceso de expan-sión o aplicando ciertos tratamien-tos posteriores. Por ello, el diseña-dor de embalajes se ve continua-mente confrontado con la preguntade qué densidad aparente y quégrado de elasticidad resultan ópti-mos para un determinado emba-laje.

A raíz de exhaustivos estudios rea-lizados en nuestro laboratorio deensayo de productos, se sabe quelas propiedades amortiguadorasespecíficas se degradan a medidaque disminuye la densidad apa-rente, en la gama que va de 35 amenos de 10 kg/m3, y también alaplicar determinadas medidas deelastificación. Los resultados de laspruebas desmienten la suposiciónmuy extendida, meramente intui-tiva, de que un buen material amor-tiguador ha de ser necesariamenteblando.

En esta publicación se explican,además de algunos conceptos,sobre todo la influencia de la densi-dad aparente en los distintos com-portamientos de amortiguación. Sedescriben los procesos que tienenlugar en caso de caída, se exponenresultados de las pruebas realiza-das y se formulan recomendacio-nes para facilitar el diseño deembalajes.



49647 Marzo 2001

Styropor520

7 Embalajes

Efectos de la densidad aparente en la capacidad deamortiguación de impactos de la espuma rígida



520/2

La caída libre y la amortiguaciónideal

Cuando un producto embalado caeal suelo desde una altura “h”, alimpactar se libera la energía decaída “m · g · h”. La energía no sepuede destruir, sino únicamentetransformar en otra forma de ener-gía de idéntica magnitud. En condi-ciones ideales, con una aceleraciónconstante y aprovechando la totali-dad del espesor disponible “d” delmaterial amortiguador, aquellaenergía se transforma en energíade deformación “m · b · d”. Reorga-nizando las fórmulas se observa(véase pág. 2, Fig. 1) que la fuerzade impacto “m · b”, es decir, elesfuerzo a que se ve sometido elproducto embalado en el momentodel impacto, sobrepasa el esfuerzoa que está sometido en reposo(“m ·g”) exactamente por el valor dela distancia relativa “h/d”. La dis-tancia relativa refleja al mismotiempo la aceleración “b/g”, comomúltiplo de la aceleración terrestre.En el sector del embalaje, estevalor se denomina “valor G”. Tantola sensibilidad de los productosembalados como el comporta-miento amortiguador de los emba-lajes se expresan en “valores G”.

Aceleración del productoembalado durante la caída,en g

50 40 30 20 10 0

Epot = m · g · h

EDef = m · b · dProductoembalado

Amortiguadorideal

Productoembalado

Altura de caídah

Fuerza del pesom · g

Energía de caída

·

Tramo dedeformación

d

Fuerza deimpacto

m · b

Energía de deformación

·

La energía de caída del producto embalado se transforma completamente en energía dedeformación a lo largo del tramo de deformación del amortiguador ideal.

Por tanto, será:

Altura de caídah

Fuerza del pesom · g

Energía de caída

·

Energía de deformación

·=

=

Corolario:

Fuerza de impacto m · b = fuerza del peso m · g · distancia relativa h/d

m · b bm · g g

= = h/d

La relación se denomina “valor G”bg

d

hd

Amortiguadordeformado (d = o)

Fuerza deimpacto

m · b

Tramo dedeformación

d

Fig. 1 Caída libre y amortiguación ideal

Material Densidad Factor de Capacidad especí-aparente amorti- fica de absorción

guación de energía deimpacto

Sustancia ρ C* e*kg/m3 – kN ·m/m3

Plástico celular de PE 30 3,5 50

PUR blando 30 3,1 12,5Plástico celular(de Poliéter)

PUR blando 30 3,3 20Plástico celular (de poliéster)

PUR semirrígido 30 2,8 35Plástico celular

Espuma rígida 30 2,2 230de Styropor

Amortiguadores granu- 8 4 40lados de material expan-dido de poliestireno

Gomaespuma* 200 4,3 35

Fibra de coco* 80 3,8 7cauchutada

Cartón ondulado* 800 g/m2 2,4 53ondulación simple, ondulación A

Cartón ondulado* 1050 g/m2 2,6 80ondulación doble, ondulación A y B

Aire, 1 bar 1,29 5,11 65

* Según mediciones del ILV, Múnich.

Tabla 4 Datos característicos de algunos materiales amortiguadores

Comparación del amortiguadorideal con amortiguadores reales

El amortiguador ideal se basa en elsupuesto de que

se comprime totalmente, la fuerza de impacto, es decir, laaceleración permanece constantedurante la deformación del mate-rial, y

el producto embalado se en-cuentra en posición de reposodespués de la deformación delmaterial.

En estas condiciones ideales, el“valor G” es igual a “h/d”. Estevalor teórico se utiliza para descri-bir la calidad de un material amorti-guador. El “valor G1” determinadocon un material amortiguador degrosor “d1” en una prueba de caídadesde una altura “h1”, se divide porel “valor G” del amortiguador ideal(= h1/d1).

Valor G1Valor C =h1/d1

El valor así calculado se denomina“factor amortiguador C”, o breve-mente “valor C”. El “valor C” es elmúltiplo por el que el espesor deun amortiguador real ha de sermayor que el del amortiguadorideal para obtener idénticos “valo-res G” (esfuerzos a que se vesometido el producto embalado).

A diferencia del amortiguador ideal,los materiales amortiguadores rea-les experimentan una variación desu capacidad de amortiguación deimpactos en función de la magnituddel esfuerzo a que se ven someti-dos. Por ello, cuando se indica el“valor C” también es preciso espe-cificar el correspondiente esfuerzodel material amortiguador. Lamagnitud característica de esteesfuerzo es la capacidad específicade absorción de energía deimpacto.

e = energía de caída/volumen delmaterial amortiguador

= (m · g · h)/(l · b · d)

El “valor e” señala a qué energía decaída debe someterse un materialamortiguador para obtener las co-rrespondientes propiedades amor-tiguadoras (valor C). La pareja devalores con la que se obtiene elvalor C más bajo se identifica pormedio de un * (valor C* y valor e*).

En la tabla 1 figuran estos valorescorrespondientes a los principalesmateriales amortiguadores. Seobserva que la espuma rígida deStyropor tiene el comportamientoamortiguador más favorable (valorC* más bajo).

520/3

520/4

Ejemplo:Altura de caída h = 100 cmGrosor del material amortiguador d = 10 cmPeso del producto embalado m = 10 kgFuerza del peso (m · g) ≈ 100 N

Clase de Amortiguador Muelle Espuma Plástico amortiguador ideal ideal rígida celular

de Styropor blandoDA 30

Valores C* 1 2 2,2 ~4

Valor G = C* · (h/d) 10 20 22 40

F = (m · g) · valor G 1000 N 2000 N 2200 N 4000 N

Tabla 2 Materiales de embalaje ideales y reales en comparación c* = 2

Causas de las diferencias devalores C*

Las diferencias de propiedadesamortiguadoras de los distintosmateriales utilizados quedan refle-jadas en los diagramas dinámicosde fuerza-deformación (véase pág.4, fig. 2).

En el amortiguador ideal tene-mos una fuerza y aceleración cons-tantes a lo largo de la totalidad deltramo de deformación. El áreasombreada de los diagramas repre-senta el trabajo de deformación delamortiguador = energía de caída. Elvalor C* es en este caso igual a 1(véase pág. 4, tabla 2).

En el muelle ideal, la fuerza varíaproporcionalmente a la deforma-ción del amortiguador a lo largo dela totalidad de su espesor. Estacaracterística hace que con unadeformación del 50 % del amortigua-dor no se transforma más que unacuarta parte de la energía de caída.Para transformar el resto de laenergía de caída se precisan portanto fuerzas más elevadas. Lafuerza máxima es dos veces mayorque en el amortiguador ideal. Elvalor C* es por tanto igual a 2(véase pág. 4, tabla 2).

La espuma rígida de Styropor deDA 30 presenta al comienzo de ladeformación un comportamientosimilar al del amortiguador ideal.Hasta un 5 % de deformación seproduce un fuerte incremento de lafuerza, que da paso a un intervalomuy amplio en que la fuerzaapenas varía. A partir de una defor-mación del 60 %, dicha fuerzavuelve a aumentar más rápidamente.

Las pruebas realizadas demuestranque las mejores propiedades amor-tiguadoras se obtienen con unadeformación del amortiguador del55 – 60 %. En este caso, el valor C*es igual a 2,2 (véase pág. 4, tabla 2).

Los materiales amortiguadoresblandos experimentan un pequeñoaumento de la fuerza al comienzode la deformación. Por ello, esteintervalo contribuye muy poco a latransformación energética, esdecir, a la desaceleración del pro-ducto embalado en el momento delimpacto. Hasta no alcanzar unadeformación mayor no se produceningún incremento rápido de lafuerza. En condiciones de igualdadde la transformación energética, lafuerza máxima que aparece en losmateriales amortiguadores conestas características es sustancial-mente mayor que en la espumarígida de Styropor. Según el gradode blandura, el valor C* oscila eneste caso entre 3 y más de 4(véase pág. 4, tabla 2).

Espuma rígida deStyropor DA 30

0

10

20

30

40

0

1000

2000

3000

4000

dv d dv dMateriales amortiguadoresblandos* Absorción de energía de impacto = const.

0

10

20

0

1000

2000

dv = dMuelle ideal

Valor G F en N

Valor G F en N

dv = dAmortiguador ideal

C*= 1 C*= 2

C*= 2,2 C*= 4

Fig. 2 Diagramas dinámicas de fuerza-deformación (véase tabla 2, presentaciones teóricas)

Influencia de la densidad aparente de la espuma rígida de Styropor en los valores C* y e*

Del diagrama de fuerza-deforma-ción del amortiguador ideal sedesprenden los siguientes requi-sitos de calidad generalmente exi-gidos de los materiales amortigua-dores.

Fuerte incremento de la fuerzacon un bajo grado de deformacióndel amortiguador, hasta alcanzar unvalor determinado.

Máxima invariabilidad posible dela fuerza dentro de un margen dedeformación muy amplio.

La comparación de los diagramasde fuerza-deformación de laespuma rígida de Styropor de DA10 y DA 30 muestra que con unadensidad aparente de 10 kg/m3

el incremento de la fuerza en con-diciones de escasa deformación(máx. aprox. 5 %) es algo menorque en el de DA 30, mientras quecon un grado de deformación másalto (del 5 al 60 % aproximada-mente) resulta algo mayor. Estadiferencia hace que los “valores C*”resulten mayores con densidadesaparentes más bajas. La elastifica-ción de la espuma rígida de Styro-por comporta una variación de lacurva característica de la fuerza enfunción de la deformación que essimilar a la producida por unareducción de la densidad aparente.Por esta razón, las propiedadesamortiguadoras de la espumarígida elastificada son peores.

En la fig. 4 (pág. 5) figuran los valo-res “C*” y “e*” calculados en nues-tro laboratorio en función de ladensidad aparente. Los distintosgrados de rigidez de la espumarígida se reflejan en los “valores e” (230 kN · m/m3 con DA 30, o 70kN · m/m3 con DA 10). El valor e*indica a qué energía de caída“m · g · h” ha de exponerse un amor-tiguador para conservar las propie-dades amortiguadoras correspon-dientes a los valores C*.

Los efectos de los distintos valorescaracterísticos en las dimensionesdel embalaje se describen sobre labase de los siguientes ejemplos decálculo.

520/5

Espuma rígida deStyropor DA 10

C* = 3,1

Material expandido deStyropor DA 30

Fuerza*

dv d dv d

m á g á h = konst.

Energía de caída m · g · h = constante

C* = 2,25

35302520151050

Densidad aparente de espuma rígida en kg/m3

Valores e*en kN · m

m3

250

200

150

100

50

3,5

3,0

2,5

2,0

Valores C*

7

Fig. 3 Diagramas de fuerza-deformación de espumas rígidas de Styroporcon densidades aparentes de 10 y 30 kg/m3

Fig. 4 Influencia de la densidad aparente de espumas rígidas de Styropor sobre los valores característicosamortiguadores C* y e*

520/6

Ejemplo de dimensionadoMasa del producto embalado m = 10 kgFuerza del peso del producto embalado m·g ≈ 100 NAltura de caída h = 100 cmValor G máximo admisible = 50

Densidad aparente en kg/m3 12 18 24

Valor C* 2,95 2,55 2,32

e*en kN · m/m3 78 120 168

Tabla 3 Valores característicos de materiales amortiguadores de Styropor con distintas densidades aparentes y ejemplo de salida

Ejemplo de cálculo de un amortiguador

Supongamos que hay que diseñarun embalaje de espuma rígida deStyropor para un producto cuyamasa es m = 10 kg. Con el emba-laje se trata de garantizar que elesfuerzo a que se vea sometido elproducto en caso de caída desde100 cm de altura no sobrepase elmúltiplo de 50 del esfuerzo dereposo (valor G = 50). ¿Qué espe-sor y qué superficie de apoyo hade tener el material amortiguadorpara embalajes de 12, 18 y 24kg/m3 de densidad aparente, res-pectivamente?

Los valores en cuestión se calculanmediante las siguientes fórmulas:

hd = C* ·

Valor G

m · g · hA =

e*· d

Los valores característicos setomaron de la fig. 4 (pág. 5) y figu-ran en la tabla 3 (pág. 6). Los resul-tados se presentan en la fig. 4(pág. 6). Con una densidad apa-rente de 12 kg/m3 se precisa unmaterial amortiguador cuyo espe-sor supera en un 27% y cuyasuperficie de apoyo supera en un70 % los del material con una den-sidad aparente de 24 kg/m3. Mien-tras que el incremento de la super-ficie del amortiguador no suelecomportar ninguna desventaja, elaumento del espesor del materialtiene un notable efecto negativo enotras categorías de costes. Porejemplo, el espacio que ocupa unproducto de 40 cm x 40 cm x 30cm de dimensiones exteriores,embalado con un material de lascaracterísticas arriba indicadas conrespecto a una densidad aparentede 12 kg/m3, ocupa un 22 % másde espacio que con una densidadaparente de 24 kg/m3. Esto com-porta un aumento del coste delembalaje exterior, del almacena-miento y del transporte. El aumentode costes resulta particularmentegravoso cuando debido al aumentode las dimensiones de los embala-jes de expedición se sobrepasa eltamaño máximo de las superficiesde carga de los palets, las estante-rías o los camiones. Junto a esteefecto comensurable en los costes,toda variación de la densidad apa-rente comporta también alteracio-nes de las características cuyocoste no es medible, pero querepercuten en la función protectoradel embalaje y, si éste sufre daños,también en la presentación del pro-ducto. Los siguientes diagramasreflejan las principales característi-cas en función de la densidad apa-rente.

Espesor mínimo necesario del material amortiguador

12 kg/m3 18 kg/m3 24 kg/m3

5,9 cm+ 27 % 5,1 cm

+ 10 %4,64 cm± 0 %

A = 217 cm2

+ 70 %A = 163 cm2

+ 27 %A = 128 cm2

± 0 %

Superficie de apoyo necesaria del amortiguador

Variación delvolumen V del productoembalado en %

20

12 18 24

15

10

5

0

V = (L+2d) · (B+2d) · (H+2d)

DA enkgm3

25

Dimensiones del productoembalado para piezasmoleadas con DA 24LBH

= 40 cm= 40 cm= 30 cm

Fig. 5 Efectos de reducciones de densidades aparentes sobre el espesor mínimo del amortiguador, superficies de apoyo del amortiguador necesarias y volúmenes de piezas de embalaje (datos de dimensionado véase pág. 6, tabla 3)

Densidad aparente de la espuma rígida en kg/m3 12 18 24

Resistencia a la compresión en N/mm2 0,013 0,033 0,052

Superficie de apoyo véase TI 610 217 163 128(punto 4, pág. 4) en cm2 Fig. 4

Esfuerzo máximo admisible del embalaje de expedición

en N 282 538 666variación – 58 % –19 % ± 0 %

Tabla 4 Influencia de la densidad aparente sobre la resistencia a la compresión

Influencia de la densidad aparente en importantes características de la espuma rígida

Además de cumplir su misión prin-cipal, a saber, la amortiguación delos esfuerzos de caída, los embala-jes amortiguadores también des-empeñan otras funciones. En pri-mer lugar cabe señalar la capaci-dad de carga. De la tabla 4 (pág. 7)se desprende que los valores deresistencia a la compresión aumen-tan rápidamente con la densidadaparente. Debido a ello, en losembalajes de escasa densidadaparente disminuye la capacidadde carga aunque se utilicen mate-riales de mayor tamaño. Ilustrare-mos este fenómeno mediante unacomparación con el embalaje ante-riormente calculado (véase tabla 4).

La capacidad de carga del emba-laje con una densidad aparente de24 kg/m3 es de 666 N, es decir,aproximadamente 2,4 veces mayorque la capacidad de carga delembalaje de DA 12. Para obtenercapacidades de carga idénticas, elembalaje de menor densidad apa-rente ha de combinarse con unembalaje exterior, que resulta máscostoso.

Al transportar y manipular losembalajes de espuma rígida deStyropor, y cuando se producencaídas, dichos embalajes se vensometidos también a flexión y trac-ción, y en parte han de ser ademástermoaislantes. Como muestra lafig. 4, estos valores también dismi-nuyen proporcionalmente a la den-sidad aparente.

Por ello, al fijar la densidad apa-rente hay que tener en cuenta queel eventual ahorro que se obtiene aladquirir embalajes de menor densi-dad aparente se ve compensadopor posibles mermas de sus pro-piedades y sobrecostes de alma-cenamiento y transporte y paraembalajes exteriores.

520/7

1/l e

n (m

· K

)/W

32

Densidad aparente de la espuma rígida en kg/m3

30

28

26

24

22

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,1

0,08

0,06

0,04

0,02

0

sZ

B e

n N

/mm

2s

bB e

n N

/mm

2s

d e

n N

/mm

2

10 15 20 25 30 35

Resistenciaa la transmisióntérmica

Resistencia a latracción segúnDIN 53 430

Resistencia a la flexiónsegún DIN 53 423

Resistencia a lacompresión bajoesfuerzo permanente

Æs = 287 %

Valores de dimensionadosegún DIN 55 471, parte 2a

Æs = 126 %

Promedios

Æs = 114 %

Promedios

Promedios

Æ = 20 %1

l

Fig. 6 Influencia de la densidad aparente sobre la resistencia a la compresión, resistencia a la flexión, resistencia a la tracción yresistencia a la transmisión térmica

Recomendaciones para la elec-ción de la densidad aparente

Como demuestran los cálculos y laexposición que precede, en elintervalo que va de menos de 10 a35 kg/m3 se obtiene, a medida queaumenta la densidad aparente, unamejora de las propiedades amorti-guadoras (valores C*) y una mayorcapacidad de absorción de energía(valores e*). Los embalajes dimen-sionados óptimamente, de elevadadensidad aparente, presentan porello un espesor y unas seccionesmenores que los embalajes equiva-lentes de menor densidad aparen-te. Pero dado que por razones deresistencia es preciso respetardeterminadas magnitudes geo-métricas mínimas, según la clase

de producto a embalar y el tipo deesfuerzo sólo pueden utilizarsedeterminadas densidades aparen-tes máximas. Por ello recomen-damos ajustarse a los siguientelímites:

con DA 12H/2,2 b-H/4

con DA 18H/2,6 b-H/4

con DA 24H/3 b-H/4

1. dR = 1,1 · d (suplemento de corrección para estructurasnervadas).

2. A se refiere al área en “H/2”3. H = 0,5 a 0,6 · dR4. = 10 a 15 °

H

H 2

A

l

b r dR

1. dR = 1,1 · d (suplemento de corrección para estructuras nervadas

2. A se refiere al área en „H/2“3. H = 0,5 a 0,6 · d

R

4. = 10 a 15°

Por razones de tecnología de laproducción se tiende a operar conla mínima variedad posible de den-sidades aparentes. En la prácticase han acreditado dos densidadesaparentes para los dos principalesgrupos de productos a embalar:

para productos ligeros y delicados DA 18

para los demás productos DA 25

Sin embargo, el diseñador delembalaje deberá cerciorarse deque este último reúne los requisitosarriba especificados y de que losesfuerzos específicos son equiva-lentes a los indicados en las curvasde amortiguación. Por ejemplo,para productos en forma de placahabrá que elegir en parte densida-des aparentes sustancialmentemás altas a causa de la magnituddel esfuerzo a que están sometidaslas caras laterales. Lo mismo cabedecir de los productos con pocassuperficies de apoyo resistentes ypara aplicaciones especiales comocopas de cascos de seguridad. Las

densidades aparentes usuales paracopas de cascos son por ejemplo50 a 100 kg/m3. Por esta razón noes posible establecer con carácteruniversal una de las densidadesaparentes indicadas.

Observación



Fig. 7 Indicaciones de construcción para elementos amortiguadoresnervados o con botones

1. Comportamiento a lacompresión

Los materiales expandidos deStyropor están catalogados, en lanorma DIN 7726, entre las espumasrígidas, que constituyen el grupo demateriales expandidos que tienen lamayor resistencia a la compresión.Para cuantificar esta característicase mide la resistencia a la compre-sión con un 10% de deformaciónsegún DIN 53421. Según la densi-dad aparente (DA) varía la magnitudde la resistencia a la compresión.Combinada con un procedimientoracional de fabricación de piezasmoldeadas, esta propiedad delmaterial permite producir de formarentable embalajes autoportantes ycomponentes de embalajes combi-nados con funciones de soporte.

Las propiedades del material vienendeterminadas por la estructura celu-lar de que se compone el poliesti-reno, y por el aire ocluido en las cel-dillas. Como muestra la curva dedeformación en función del gradode compresión (véase la figura 1),

esta estructura del material com-porta una deformación no lineal.

Con una compresión máxima de0,10 N/mm2 ejercida sobre un mate-rial de DA 20 y de 0,15 N/mm2

sobre un material de DA 30, laespuma rígida de Styropor apenasse deforma. Entre la deformación yla resistencia a la compresión existeuna relación prácticamente lineal.Este intervalo de esfuerzos de com-presión es el que se utiliza para eldiseño de embalajes resistentes a lacompresión.

Con un grado de compresión de0,10 a 0,30 N/mm2 aplicado a unmaterial de DA 20, ó de 0,15 a 0,40 N/mm2 en un material de DA 30, la espuma rígida de Styroporse deforma mucho, es decir, unpequeño aumento de la compresióncomporta una fuerte deformacióndel material. Este comportamientose aprovecha para diseñar embala-jes con propiedades de amortigua-ción de impactos.


49193 Marzo 2001

Styropor610

7 Embalajes


Embalajes de espuma rígida resistentes a la compresión

0 10

600

Com

pres

ión

[N/m

m2 ]

500

Deformación [%]

400

300

DIN 53 421

200

100

020 30 40 50 60 70 80

Intervalo para el diseño deembalajes con propiedades deamortiguación de impactos

Intervalo para el diseño de embalajesresistentes a la compresión

zonaóptima


20 kg/m3

Figura 1Deformación enfunción de lacompresión deespuma rígidade Styropor.



610/2

Si aumenta aún más la compre-sión, la espuma rígida de Styroporse deforma nuevamente muy poco.Por esta razón, en este intervalo laspropiedades de amortiguación deimpactos vuelven a empeorar.

Hay que tener en cuenta que laresistencia a la compresión de losembalajes no puede calcularsesobre la base de los valores obteni-dos con arreglo a DIN 53421 o deri-vados de los diagramas de defor-mación en función de la compresión(figura 1). Para ello se precisan valo-res de resistencia a la compresióndeterminados en condiciones igua-les a las que suelen darse en la utili-zación práctica de los embalajes.

2. Factores que influyen en laresistencia a la compresión delos embalajes de Styropor (valores de resistencia a la compresión)

Los embalajes resistentes a la com-presión deben conservar su estabili-dad de forma estando sometidos acarga, en parte durante prologadosperíodos, y a los esfuerzos dinámi-cos que suelen darse durante eltransporte. Para garantizar dichaestabilidad es preciso tener encuenta los siguientes factores a lahora de determinar la resistencia ala compresión máxima admisible:

edad de la espuma rígida comportamiento bajo carga dura-dera comportamiento al cambio detemperatura comportamiento en caso de esfuerzos dinámicos.

– Las influencias de la edad delmaterial se derivan de la absorciónde aire y la emanación de agente deexpansión. Inmediatamente des-pués de la expansión se produce enlas celdillas una presión de gasnegativa, debida al aumento delvolumen celular y al desplazamientodel aire. En esta fase, la resistenciaa la compresión no se basa másque en la capacidad de carga de laestructura celular. Al cabo de unas24 horas, la presión de gas dentrode las celdillas es, gracias a la difu-sión de aire, prácticamente similar ala presión atmosférica, de modoque sirve de apoyo a la estructuracelular. Este efecto comporta unaumento de la resistencia a la com-presión del 25 % aproximadamente.

La estructura de la espuma rígidaaún contiene una determinada can-tidad residual de agente de expan-sión, que tiene un efecto plastifi-cante. Después de desaparecer pordifusión la mayor parte del mismo,durante aproximadamente 4 a 8 semanas, la resistencia a la

compresión habrá aumentado enotro 15 % aproximadamente, alcan-zando en gran medida la resistenciadefinitiva.

Los valores indicados en la tabla 1 se basan en una edadmínima de dos semanas.

– Otro factor importante es la dura-ción de la carga. Mientras que enlos ensayos realizados según DIN 53421 las probetas se someten

Esp

esor

de

la p

robe

ta [%

]1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

70 kPa

60 kPa

30 kPa

Duración de la carga [días]E

spes

or d

e la

pro

beta

[%]

1000 200

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0300 400 500

140 kPa

100 kPa

60 kPa

Duración de la carga [días]

Esp

esor

de

la p

robe

ta [%

]

2214 16 18 20 24

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

026 28 30

DA [kg/m3]

100 Días

500 Días

1 Minuto

DA: 20 kg/m3

DA: 30 kg/m3

Resistencia a la compresión: 60 kPa

Resistenciaa la compresión

Resistenciaa la compresión

Figura 2Comporta-miento bajocarga duraderade espumarígida de Styropor.

a carga durante aproximadamente 1 minuto (deformación del 10% cond = 50 mm y v = 5 mm/min), losembalajes utilizados en la prácticahan de soportar unos períodos decarga mucho más prolongados. Lafigura 2 muestra en los dos diagra-mas superiores el comportamiento alargo plazo de la espuma rígida deStyropor con densidades aparentesde 20 y 30 kg/m3. En la abscisaaparecen los tiempos de carga, conun máximo de 500 días, y en laordenada las variaciones porcentua-les del espesor de las probetas. Deldiagrama se desprende, por ejem-plo, que con DA 20 y bajo una cargade 70 kPa varía continuamente elespesor de la probeta. Sin embargo,en la práctica sólo son útiles losembalajes de gran estabilidad deforma. Con materiales de DA 20,este requisito se cumple hasta unascargas de aprox. 50 kPa (deforma-ción 2%).

Los valores de la tabla 1 sebasan en unos períodos de cargade aproximadamente 1 año.

– La espuma rígida de Styropor estermoplástica que se reblandece auna temperatura de 90 a 100 °C.Las propiedades mecánicas, sinembargo, se alteran incluso dentrodel margen de fluctuación normalde la temperatura ambiente. A tem-peraturas de menos de +20 °Caumenta la capacidad de carga y atemperaturas de más de +20 °Cdisminuye (véase figura 3).

Los valores de la tabla 1 sebasan en temperaturas máximas deexposición de +30 °C.

– El comportamiento en caso deesfuerzo dinámico depende de lanaturaleza de éste y de la coloca-ción de los embalajes durante eltransporte.

Los valores de la tabla 1 sebasan en las cargas que aparecen,por ejemplo, durante un transportepor camión sobre carreteras centro-europeas, con los embalajes apila-dos.

3. Cálculo de los embalajes resistentes a la compresión

El cálculo se realiza con arreglo a lasiguiente relación:

Fmáx d, máx · A

Fmáx = carga máxima de la pilad, máx = compresión máxima admi-

sibleA = superficie de apoyo (super-

ficie portante de espumarígida)

Téngase en cuenta que los valoresde la tabla 1 representan compre-siones máximas admisibles. Encaso de un esfuerzo prácticoextraordinariamente elevado (véasepunto 2) se fijarán valores inferiores.

Ejemplo de cálculo: un embalajede Styropor ha de soportar unacarga Fmáx = 2000 N. ¿Qué super-ficies de apoyo se precisan paramateriales de DA 20, DA 25 y DA 30, respectivamente?

Solución:

La fórmula es: A Fmáxd

d = f (DA) según la tabla 1

para DA 20 2000 Nobtenemos A 0,039 N/mm2

= 51282 mm2 513 cm2

para DA 25 2.000 Nobtenemos A 0,055 N/mm2

= 36364 mm2 364 cm2

Para DA 30 2.000 Nobtenemos A 0,071 N/mm2

= 28169 mm2 282 cm2

610/3

±0

±0 60

Temperatura [°C]

Var

iaci

ón d

e la

com

pres

ión

[%]

–20 20 40

–20

40

20

–30

–10

30

10

–40Figura 3Influencia de latemperatura en la compresión.

Tabla 1 Compresión máxima admisible para el dimensionado de embalajes de espuma rígida de Styropor resistentes a la compresión

Densidad aparente DA de la espumarígidaen kg/m3 17,5 20,0* 22,5 25,0* 27,5 30,0* 32,5 35,0* 37,5 40,0 42,5 45,0*

Compresión máxima admisible d,max en N/mm2 0,031 0,039 0,047 0,055 0,063 0,071 0,079 0,087 0,095 0,103 0,111 0,119

* Valor tomado de DIN 55471, parte 2a.

610/4

4. Influencias de la densidad aparente

Como se desprende de la tabla 1,la compresión máxima admisibleaumenta proporcionalmente con ladensidad aparente. Dentro del inter-valo indicado de densidades apa-rentes se da la siguiente relación:

máx admisible = 0,0032 · DA – 0,025 en N/mm2

DA en kg/m3

Sobre la base de esta ecuaciónpueden calcularse las compresionesadmisibles exactas de todas lasdensidades aparentes situadasentre 17,5 y 45 kg/m3.

Como se indica en el punto 3, esposible diseñar embalajes con dis-tintas densidades aparentes y lamisma capacidad de carga. Sinembargo, para ello hay que tener encuenta que toda variación de ladensidad aparente comporta tam-bién una alteración de diversas pro-piedades del embalaje y determina-das características del material. Lafigura 4 refleja la influencia de ladensidad aparente en importantespropiedades específicas del mate-rial, y las figuras 5 a + b su repercu-sión en las propiedades de losembalajes. De estas figuras se des-prende que la densidad aparenteinfluye mucho en importantes pro-piedades del material.

Tanto las propiedades mecánicascomo el comportamiento termoais-lante aumentan proporcionalmentea la densidad aparente dentro delintervalo indicado. Si se desea redu-cir la densidad aparente mante-niendo determinadas propiedades,se precisará en todos los casos unmayor espesor de pared (véasefiguras 5 a + b). Como muestran lossiguientes ejemplos, el consumo demateria prima necesario a raíz deuna reducción de la densidad apa-rente puede ser mayor o menor enfunción de las correspondientesvariaciones del diseño.

2215 20 25 30 3510

24

26

Densidad aparente de la espuma rígida [kg/m3]

28

30

32

Promedios1/l

[(m

·K)/

W]

Resistencia a la transmisión de calor

015 20 25 30 3510

0,1

0,2


0,3

0,4

0,5

Promedios

sbB

[N/m

m2 ]

Resistencia a la flexión ségun DIN 53 423

015 20 25 30 3510

0,1

0,2


0,3

0,4

0,5

Promedios

sZB

[N/m

m2 ]

Resistencia a la tracción según DIN 53 430

015 20 25 30 3510

0,02

0,04


0,06

0,08

0,10

sd

[N/m

m2 ]

Resistencia a la compresión permanente

Valores de dimensionadosegún DIN 55 471, parte 2a

Ds = 114%

Ds = 126%

Ds = 278%

D = 20%1l

Figura 4 Influencia de la densidad aparente en importantes propiedades de la espuma rígida.

Ejemplo número 1

Especificaciones: Reducción de la densidad apa-

rente en un 25 %, siendo la den-sidad aparente inicial DAo = 25

Conservación de la capacidad decarga del embalaje

Resultados sobre la base de lafigura 5a: El espesor de pared necesario ha

de ser un 57% mayor El consumo de materia prima

aumenta por ello en un 18% La resistencia a la flexión

aumenta en un 78%

Ejemplo número 2

Especificaciones: Reducción de la densidad apa-

rente en un 25 %, siendo la den-sidad aparente inicial DAo = 25

Conservación de la capacidad decarga del embalaje

Resultados sobre la base de lafigura 5b: El espesor de pared necesario ha

de ser un 18% mayor El consumo de materia prima dis-

minuye en un 12 % La resistencia a la flexión dismi-

nuye en un 25 %

Observaciones:Bases de cálculo de las curvas delas figuras 5a/b:Dzul = 0,032·DA* – 0,025 en N/mm2

D = FD/A = FD/(B·d)Bzul = 0,016 DA* – 0,04 en N/mm2

B = M/W = FB·H/(B·d2/6)

* DA en kg/m3

5. Recomendaciones para el diseño

Al diseñar embalajes de Styroporhay que tener en cuenta, ademásdel necesario cumplimiento de laresistencia admisible a la compre-sión, los siguientes aspectos:

Las paredes portantes de losembalajes de Styropor deben des-viar las fuerzas derivadas del pesodel material apilado encima en línearecta y perpendicularmente al suelo.Esto es especialmente importante aldiseñar materiales de embalaje api-lables (véase figura 6).

Todas las aristas y esquinasdeberán ejecutarse con el radio másgrande posible (10 mm), delmismo modo que las escotaduras

de las paredes o el fondo (véase lafigura 7).

Para obtener la superficie deapoyo más grande posible, las aris-tas y paredes exteriores del emba-laje deberán ser rectangulares yexactamente perpendiculares a lasuperficie del suelo (véase figura 8).

La conicidad necesaria para eldesmoldeo de las piezas en el pro-ceso de producción puede ubicarseen las superficies interiores vertica-les de las cajas.

Para contrarrestar el peligro decomba de las paredes de grandesdimensiones, conviene que lassuperficies portantes se sitúen lomás cerca posible de las esquinasestables. El centro de las paredes

610/5

Des

viac

ione

s [%

]

DA [kg/m3]

20 35

–20

±0

20

–40

–60

40

60

80

25 3015 40

H B

d

m = f (DA)

d = f (DA)

FB = f (DA)

FD constante

–25%

FB

Des

viac

ione

s [%

]

DA [kg/m3]

20 35

–20

±0

20

–40

–60

40

60

80

25 3015 40

H B

d

m = f (DA)

d = f (DA)

FD = f (DA)

FD

–25%

FB const.

Figura 5a Influencia de la densidad aparente en elespesor de pared “d”, el consumo de materia prima “m”y la resistencia a la flexión “FB” de una plancha depoliestireno expandido.

Figura 5b Influencia de la densidad aparente en elespesor de pared “d”, el consumo de materia prima “m”y la resistencia a la flexión “FD” de una plancha depoliestireno expandido.

A)

B)

C)

Escotadurasde radio grande

Figura 6 Siste-mas auxiliaresde apilado.A Peligro derotura debido atensiones deentalladurademasiado ele-vadas.B + C Flujovertical de fuer-zas, con ausen-cia de toda ten-sión de entalla-dura peligrosa.(Indicación paraC) ayudas deapilamiento sedeforman total-mente en lafuerza de apila-miento máx.

610/6

del embalaje puede aligerarsemediante escotaduras (orificios deventilación, aberturas de agarre) oreduciendo la altura de la pared en1 a 2 mm. Este mismo efecto seobtiene mediante nervios verticales(véase figura 9).

Diseñando unas superficies deapoyo adecuadas se pueden mejo-rar, especialmente en los recipientesde paredes altas, el ensamblaje nofijo de los apoyos de suelo y pared(véase figura 10).

6. Embalajes combinados

El comportamiento descrito de laespuma rígida de Styropor y lasrecomendaciones para el diseño nosólo son aplicables a los embalajesautoportantes, sino también a loscombinados. La elevada resistenciaa la compresión comporta tambiénen este caso importantes ventajas.La figura 11 muestra el ejemplo deun embalaje combinado de cubetaslaterales de papel ondulado y Styro-por. En un embalaje sin cubetaslaterales, la capacidad de carga esaproximadamente un 60% menorque en el embalaje con cubetaslaterales de Styropor. Por efecto dela humedad, como la que puededarse a raíz de los cambios climáti-cos normales, pueden producirse

diferencias aún mayores, pues laspropiedades de resistencia de laespuma rígida de Styropor se man-tienen incluso en contacto directocon el agua. Esto demuestra que elempleo de piezas moldeadas deStyropor permite obtener un apiladoseguro en todas las etapas deltransporte, incluso bajo los durosesfuerzos que se dan en la práctica.

r

r

r

rr

Aprovechamientoóptimo de las superficiesde apoyo

Disminución de la super-ficie de apoyo debido alas paredes exteriorescónicas

Disminución de la super-ficie de apoyo debido alos cantos redondeadosen el suelo

Peligro de roturadebido a tensionesde entalladuraexcesivas

Reducción de la altura en el centro de la pared

Angulos reforzados

Nervios de refuerzo

Altura

Anchura

Figura 7 Recomendaciones para el diseño de ángulosy aristas interiores (r = 10 mm).

Figura 9 Recomendaciones para el diseño de paredesde cajas de mayor resistencia a combarse.

Figura 8 Recomendaciones para el diseño de los contornos exteriores.

Figura 10 Recomendaciones para la mejora de launión entre el suelo y las paredes.

Observación


Acolchadode Styropor

F

= 10 mm/min

5000

4000

3000

2000

1000

01 2 3 4

Deformación [%]

100 %

41%

b

a

0

Fuer

za [N

] Figura 11Diagrama dedeformación enfunción de lafuerza.Probeta:a) Caja plega-ble de cartónondulado (2.70)longitud x anchox altura = 32 x29 x 28 (cm).b) Caja plega-ble de cartónondulado (2.70)con dos cube-tas laterales deespuma rígidade Styropor deDA 20, d =9 cm, longitud xancho x altura =32 x 29 x 28 (cm).


Se necesitan embalajes termoais-lantes en los casos en que

• la temperatura del productoembalado se debe mantener porencima de la temperatura delambiente, por ejemplo en el casode menús precocinados

• la temperatura del productoembalado se debe mantener pordebajo de la temperatura delambiente, por ej. en el caso depescado fresco y helados,

• la temperatura del productoembalado no debe alcanzar lastemperaturas máximas delambiente durante el transporte yalmacenamiento, por ej. en elcaso de fármacos o peces deacuario.

Para poder cumplir con estas exi-gencias, se precisa un material deembalaje con una conductividadtérmica baja. Este valor indica lamagnitud de la corriente térmica en

el caso de un gradiente de tempera-tura bajo condiciones normalizadas(DIN 52 612). En la fig. 1 se puedeapreciar que la conductividad tér-mica de la espuma rígida deStyropor es muy baja en compara-ción a materiales de embalaje con-vencionales y también a plásticoscompactos. La espuma rígida deStyropor por lo tanto es el materialideal también para los embalajestermoaislantes.

Con ayuda del coeficiente de con-ductividad térmica y de las condi-ciones de transporte y almacena-miento conocidos se pueden calcu-lar las dimensiones de los embalajestermoaislantes de espuma rígida deStyropor.

En función de la curva de tempera-tura del producto embalado, se dis-tingue entre dos condiciones térmi-cas fundamentalmente distintas,para cuyo cálculo tienen validez lassiguientes relaciones matemáticas:


27253 Marzo 2001

Styropor710

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Embalajes termoaislantes

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

VidrioPorcelana

Polietileno(sin expandir)

PapelMadera

Espuma rígidade Styropor

Conductividad térmica en W/(K·m)

Fig. 1 Conductividad térmica de algunos materiales de embalaje.


– la diferencia entre la temperaturadel producto embalado y elambiente permanece más omenos constante durante un perí-odo de tiempo determinado. Estecaso se da, por ej., si se adjuntahielo a temperatura de congelaciónal producto embalado (véase fig.2b y ejemplo de cálculo 2 en latabla 1).

Las fórmulas de cálculo para amboscasos se encuentran en la fig. 2. Deéstas fórmulas se desprende que eltiempo de aislamiento térmico seeleva, al

elevar

• la masa del producto embalado odel hielo

• el calor específico del productoembalado o calor de fusión delhielo

• la diferencia de temperatura entretemperatura inicial y final permitida

• el espesor de pared

• la resistencia a la transmisión decalor 1/α

disminuir

• la diferencia entre la temperatura“producto embalado – ambiente”

• la superficie interior del embalaje

• la conductividad térmica (dependede la densidad aparente de laespuma rígida)

– la diferencia entre la temperaturadel producto embalado y la tempe-raturta ambiente disminuyedurante el tiempo de almacenaje.Esto sucede en el caso de produc-tos embalados si no se les adjuntahielo a la temperatura de congela-ción (véase fig. 2a y ejemplo decálculo 1 en la tabla 1)

710/2

Ejemplo Nº 1

Se trata de calcular el tiempo admisible de aislamiento térmico de un emba-laje para queso. Se conocen los siguientes valores:

Peso del queso m = 8,0 kg

Espesor del embalaje d = 0,04 m

Densidad aparente de la espuma rígida DA = 20,0 kg/m3

Temperatura inicial del queso ϑa = + 0 °C

Temperatura final admisible del queso ϑe = + 10 °C

Temperatura ambiente ϑu = + 20 °C

Capacidad térmica del queso c = 2,85 kJ/(kg · K) según tabla 5

Superficie interior del embalaje A = 0,3480 m2

Cálculo según fórmula 1 (véase fig. 2)

t = 21 h

Ejemplo Nº 2

Se trata de calcular el tiempo admisible de aislamiento térmico para unembalaje de expedición con adición de un producto acumulador de frío. Seconocen los siguiente valores:

Peso del acumulador de frío mk = 2 kg

Medio del acumulador de frío hielo con –1 °C

Espesor del embalaje d = 0,05 m

Densidad aparente de la espuma rígida DA = 25 kg/m3

Temperatura interior del producto embalado ϑ i = + 4 °C según tabla 4

Temperatura ambiente ϑu = + 25 °C

Superficie interior del embalaje Ai = 0,5 m2

Cálculo según fórmula 2

t = 35 h

t = mv · cv ·1/α + d/λ

A · 3,6· In

ϑu – ϑa

ϑu – ϑe1/α = 0,5

m2 · KW

según tab. N° 2

λ = 0,035 según tab.N° 3

Wm · K

0,040,5 + 0,0350,3480 · 3,6= 8 · 2,85 · 20 – 0

20 – 10kJ

kg · Kkg ·

m2 · KW

+·

m21 W · h K

K·· In

m · m · KW

3,6 kJ

t = mk · s1/α + d/λ

A · 3,6· 1

ϑu – ϑ is = 335 kJ/kg según tab. N° 5

λ = 0,034 W/(m · K) según tab. N° 3

1/α = 0,5 m2 · K/W según tab. N° 2

0,050,5 + 0,034

0,5 · 3,6= 2 · 335 · · 1

25 – 4kJkgkg ·

m2 · KW

+ m · m · KW

·m2

1 W · h 1 K

· 3,6 kJ

Tabla 1 Cálculo de embalajes

a) Embalaje sin hielo

final

inicio

b) Embalaje con hielo

20

Tem

pera

tura

[°C

]

10

±0

–10

–20

0 6 12 18 24 30 36 Tiempo en h

Tiempo máx. de transporte0 6 12 18 24 30 36 Tiempo en h

Tiempo máx. de transporte

20

10

±0

–10

–20

temperatura ambiente

temp. final admisible temp. final admisible

temp. de llenado

temperatura ambiente

temp. de llenado

Unidad Observaciones

A Superficie de transmisión térmica m2 superficie interior del embalaje

ϑa Temperatura del prod. embalado al inicio del tiempo de °Caislamiento térmico

ϑe Temperatura del prod. embalado al final del tiempo de °Caislamiento térmico

ϑ i Temperatura dentro del embalaje °C véase tabla 4

ϑu Temperatura ambiente media °C –

cv Calor específico del producto embalado kJ/(kg · K) véase tabla 5

d Espesor de la pared del embalaje m –

mk Masa del lastre térmico kg –

mv Masa del producto embalado kg –

s Calor específico de transformación del lastre kJ/kg véase tabla 5

t Tiempo de aislamiento térmico h –

1/α Resistencia a la transmisión térmica a ambos lados m2 · K/W véase tabla 2de la pared del embalaje

λ Conductividad térmica de la espuma rígida W/(m · K) véase tabla 3

710/3

t = mv · cv ·1/α + d/λ

A · 3,6· In

ϑu – ϑa

ϑu – ϑet = mk · s

1/α + d/λA · 3,6

· 1ϑu – ϑ i

Fig. 2 Procedimiento de cálculo para embalajes termoaislantes de espuma rígida de Styropor

Fórmula 1 Fórmula 2

La magnitud de los efectos que tie-nen estos parámetros sobre lostiempos de aislamiento térmico sondiferentes. En la fig. 3 se puedeapreciar esto en base a un ejemplo,en el cual los principales factores sehan mejorado en un 20% respecti-vamente. Para el diseño de embala-jes termoaislantes se puede deducirde ellos las siguientes afirmacionesde validez general:

– incorporando hielo a los embala-jes refrigerantes se puede multi-plicar extraordinariamente eltiempo máximo de aislamiento.Para embalajes refrigerantes sedebe considerar por lo tantosiempre la posibilidad de uso deacumuladores de frío (véase fig. 3).

– la reducción de la superficie inte-rior del embalaje ocasiona unincremento más que proporcionaldel tiempo máximo de aisla-miento térmico. Las superficiesinteriores del embalaje por lotanto deben ser lo más reducidoposible. Esto se logra a través deuna buena adaptación del emba-laje al producto embalado ydando la forma cúbica al emba-laje. Además así se minimiza lacantidad necesaria de Styropor(véase fig. 4).

– al incrementar el peso del pro-ducto embalado o el de la capa-cidad térmica del productoembalado sin variar la geometríadel embalaje, el tiempo máximode aislamiento térmico se elevaen la misma proporción (véasefig. 3).

– cada incremento del espesor dela pared del embalaje ocasionauna elevación del tiempo máximode aislamiento térmico. El gradode mejora depende también delcoeficiente de transmisión tér-mica, y debe ser determinado poreste motivo para cada caso con-creto (véase fig. 3)

– cada aumento de la densidadaparente en el margen de 0 hasta40 kg/m3 ocasiona una elevacióndel tiempo máximo de transmi-sión térmica. También en estecaso el grado de mejoríadepende del coeficiente de trans-misión térmica y debe ser deter-minado por este motivo paracada caso particular (véase fig. 3)

– al elevar la masa y el volumen delproducto embalado en un emba-laje cúbico por el factor x, eltiempo máximo de aislamientotérmico se incrementa por el fac-tor 3√¬x. Se debe elegir por lo tantosiempre la unidad de embalajemás grande posible.

Cálculos de embalaje

En la tabla 1 se pueden apreciardos ejemplos de cálculo. Los valo-res necesarios para la resistencia a

la transmisión térmica, la conducti-vidad térmica, la temperatura inte-rior del embalaje, la capacidad tér-mica específica y el calor de fusiónse encuentran en las tablas 2 a 5.

710/4

0

10

20

30

40

50

+ 190 %

Cambio del tiempo máx.de aislamiento térmico [%]

Bases para el cálculoDensidad aparenteEspesor de la paredProducto embalado (queso)Capacidad térmicaSuperficie del embalaje (interior)Medidas interioresSuperficie del embalaje (interior)Medidas interiores

DA0 =d0 =m0 =W0 =A0 =L0 x B0 x H0 = 45 x 24 x 9 cm3

A1 = 0,2784 m2

L1 x B1 x H1 = 21,633 cm3

20 kg/m3 → λ = 0,035 W/(m·K)0,04 m8 kg2,85 kJ/(kg·K)0,348 m2

1,2 · DA0λ1 = 0,035W/(m · K)

1,2 · d0d1 = 4,8 cm

1,2 · m0m1 = 9,6 kg

1,2 · W0W1 = 3,42kJ/(kg · K)

0,8 · A0A1 = 0,2784 m2

hielo (0,2 · m0)mE = 1,6 kg

Fig. 3 Factores de influencia importantes sobre el tiempo máximo de ais-lamiento térmico (factor de variación 1,2 ó 0,8).

100

80

60

40

20

0

–20

–40

–60

–800,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Var

iaci

ón d

el p

eso

del e

mba

laje

[%]

Var

iaci

ón d

el t

iem

po d

e em

bala

je [%

]

válido para V = L · (x · B) · (H) = const.X

Peso del embalaje = F (x)

tiempo máx. de aislamiento = F (x)

x = factor para la forma geométrica

L = B = H

Fig. 4 Efectos de la forma geométrica sobre el tiempo de aislamiento térmico y el peso del embalaje

Normas de diseño

Al hacer los cálculos para los emba-lajes termoaislantes se parte delsupuesto que dentro del productoembalado no se producen diferen-cias de temperatura. Para acercarselo más posible a esta suposición, enla realidad se deben tener en cuentalas siguientes pautas para el diseño:

– las partes superior e inferior delembalaje deben estar unidas her-méticamente, por ej. a través deuniones machihembradas bienajustadas

– disposición compacta, en lo posi-ble cúbica, de los productos deembalaje, para obtener una pro-porción baja de superficie /volu-men

– el agente refrigerante (hielo) sedebe colocar en la parte más altadel embalaje, si se puede garanti-zar una posición determinada dela pieza de embalaje. Si la posi-ción de la pieza de embalaje noes previsible, el agente refrige-rante se debe repartir en por lomenos cuatro superficies latera-les.

Temperaturas constantes del pro-ducto embalado se obtienen tam-bién a través de nervaduras interio-res, que permiten una mejor circula-ción de aire dentro del embalaje, ymediante paredes de embalaje másgruesas. En la fig. 5 se compara unembalaje con aislamiento térmicobajo con un espesor de pareddemasiado reducido y material deembalaje inapropiado (conductivi-dad térmica demasiado elevada)con un embalaje correctamente

dimensionado de Styropor. Mientrasque en el embalaje de espumarígida es posible mantener el nivelde temperatura casi constante paratodo el contenido, en el embalajecon aislamiento térmico bajo el pro-

ducto embalado situado cerca delas paredes de embalaje adquierecasi la temperatura del ambiente.

710/5

a) b)

±0

Temperatura de envasado Temperatura de envasado

Fig. 5 Evolución de la temperatura del producto embalado en embalajes con capacidad de aislamiento térmicobajo (a), ó alto (b).

Tabla 2 Resistencia a la transmisión térmica en

Espuma rígida de Styropor 1/α i 1/αa 1/α i + 1/αaEl embalaje está en contacto directo con

a) un producto líquido 0 0,1 0,1

b) un producto sólido 0,2 0,1 0,3

c) un intersticio de aire 0,4 – 0,6 0,1 0,5 – 0,7

Tabla 3 Conductividad térmica λ en

Densidad aparente de la Temperatura media de la espuma espuma rígida DA kg/m3 rígida en °C

+ 50 + 10 ± 0 – 50

15 0,042 0,037 0,036 0,029

20 0,040 0,035 0,033 0,028

25 0,038 0,034 0,031 0,027

30 0,037 0,033 0,031 0,027

35 0,037 0,033 0,031 0,027

40 0,037 0,033 0,031 0,027

En caso de contacto directo con un líquido, la conductividad térmica esaproximadamente 0,001 más alta.

Tabla 4 Valores orientativos de la temperatura atmosférica interior de algunos embalajes

a) Botella con agente refrigerante (hielo) 4 a 10 °C

b) Botella con bolsa de hielo > 10 °C La bolsa de hielo está separada de la botella por una placa de espuma rígida de Styropor

c) Embalaje de pescado con hielo 3 °C

d) Hielo seco separado del producto – 30 a – 50 °C

m2 · KW

Wm · K

710/6

Tabla 5 Capacidad térmica específica y calor de fusión de diversos productos

Producto Densidad Capacidad térmica específica en

en kg/dm3 antes de la después de la solidificación solidificación

Cerveza 1,02 –1,04 3,77 –

Mantequilla 0,95 2,51– 2,68 1,26

Huevos 1,09 3,18 1,67

Hielo 0,88 – 0,92 – 2,09

Helado – 3,26 1,88

Pescado fresco 1,00 3,43 1,80

Pescado ahumado – 3,18 –

Pescado seco – 2,26 1,42

Pescado graso – 2,85 1,59

Pescado congelado 0,90 – –

Pescado congelado inmediatamente 1,00 – –

Carne de vacuno grasa 0,92 2,54 1,49

Carne de vacuno magra 1,00 3,25 1,76

Carne de ternera 1,00 2,95 1,67

Carne de cordero grasa 0,92 2,51 1,46

Carne de cordero magra 1,00 3,05 1,72

Carne de cerdo grasa 0,92 2,13 1,34

Aves – 2,93 – 3,18 1,67

Verduras 0,3 – 0,8 3,35 – 3,89 1,76 – 2,05

Queso magro – 2,85 1,67

Queso graso – 1,88 – 2,51 1,26

Patatas – 3,55 1,76

Margarina – 2,72 – 2,93 1,46

Leche 1,03 3,93 2,51

Fruta 0,8 3,64 – 3,89 1,72 – 2,09

Aceite – 1,67 1,46

Nata 1,02 3,56 1,51

Manteca 0,9 – 0,97 2,51 1,67

Chocolate – 3,18 –

Agua 1,00 4,18 –

Vino 1,00 3,77 –

Azúcar 1,58 –1,61 – 1,26

Punto de Densidad Capacidad térmica Calor de fusión congelación en kg/dm3 específica

en °C a 0 °C en en

Hielo ± 0 1,0 2,09 (Hielo) 335

Solución de agua y sal de cocina% en peso 7,0 – 4,6 1,05 3,824 312sal 13,6 –10,4 1,10 3,586 289

22,4 – 21,2 1,17 3,339 26026,4 ± 0 1,20 3,247 247

Hielo carbónicoComercial – 78,5 1,5 –1,55 – 573Nieve – 78,5 1,53 – 573

kJkg · K

kJkg · K

kJkg

Observación



La espuma rígida de Styropor, gra-cias a sus propiedades especiales,tiene dos sectores de aplicaciónimportantes:

– como material aislante y materialligero de construcción en el sec-tor construcción

– como material de embalaje multi-facético.

Sector construcción

Las exigencias relacionadas con elahorro de energía, la protección delruido y del medio ambiente (Regla-mento de aislamiento térmico)determinan cada vez más el sectorconstrucción. La espuma rígida deStyropor ofrece en este sentidointeresantes posibilidades de solu-ción relacionadas con estas exigen-cias.

El sector construcción en el futurotendrá que tener en cuenta normaslegales referentes a la eliminaciónde desechos, como el Reglamentode Desechos de la Construcción,que están incluidas en normassuperiores, como el TA – Desechosde Poblaciones y la Ley de Reciclaje(Kreislaufwirtschaftsgesetz). En lapráctica esto significa “reconver-sión” en vez de “demolición”, y porlo tanto la obligación de volver arecibir y reciclar todos los materialesutilizados en la construcción.

En construcciones nuevas se pro-ducen solamente pequeñas canti-dades de recortes de desechos.Como la espuma rígida de Styroporse utiliza desde hace décadas en elsector construcción, en el caso dereformas o demoliciones se produ-cen ciertas cantidades de desechosque se pueden reciclar.

Sector embalajes

Los embalajes de Styropor se utili-zan por sus excelentes propiedadespara la protección de productos detodo tipo durante el transporte.Pero como para todos los produc-tos de embalaje se tienen que teneren cuenta las disposiciones legalesreferentes a los desechos así comoel reglamento de embalajes, queestán establecidos en reglamentossuperiores, como la Ley de Reci-claje y el TA Desechos de Poblacio-nes.

Aplicando métodos acreditados dereciclado y eliminación, las piezasde espuma rígida, que una vez usa-das se convierten en desecho, pue-den ser recicladas o eliminadas demanera económica y ecológica-mente conveniente tomando encuenta determinados criterios.

A continuación se describen losprocedimientos más importantesque se utilizan hoy en día.

1 Reciclado en la producción de espuma rígida

Los desechos de espuma rígida sepueden reutilizar en el proceso deproducción de piezas moldeadas ybloques para determinadas aplica-ciones, tomando en cuenta las pro-piedades que podrán alcanzar lasnuevas piezas de espuma rígidaobtenidas así.

Antes se deben moler los desechospara alcanzar un tamaño de granoadecuado y deben estar limpios.


23734 Marzo 2001

Styropor810

8 Reciclar/Eliminar


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Procedimientos de reciclado y eliminación de espumarígida de Styropor usada


810/2

2 Styromull®

2.1 Producción

Styromull se produce triturando losdesechos de espuma rígida deStyropor, como por ej. embalajesusados. El tamaño de los copos,según el equipo de trituración,oscila entre 1 y 25 – 30 mm.

El Styromull producido adecuada-mente no se puede calificar de“desecho” en el sentido general;más bien tiene que cumplir conciertos requisitos de calidad:

– un tamaño de grano determi-nado, adecuado y experimentadosegún la aplicación

– aprox. un 60% de las partículasdebe estar en la gama granulo-métrica especificada.

Para alcanzar el tamaño de partícu-las deseado se necesitan diferentescribas, que en todos los molinosadecuados se pueden intercambiarfácilmente (véase tabla).

2.2 Bonificación de suelos

El empleo de Styromull en la bonifi-cación de suelos es ejemplar parauna eliminación de desechos posi-tiva y acorde con el medioambiente. Según la Ley de Fertili-zantes del 15. 11. 1977 Styromull esun material auxiliar para el trata-miento de suelos.

Esta aplicación de Styromull, experi-mentada y acreditada desde hacedécadas, abarca principalmente lossiguientes sectores:

– sustratos para plantas– agentes para el esponjamiento

del suelo– drenaje– material auxilar para la elabora-

ción de compost.

El Styromull es inodoro, química-mente neutro y compatible con lasplantas. Con su ayuda, se puedeconsolidar tierras de jardinería, ali-gerar suelos muy barrosos, drenarmejor suelos mojados.

Styromull se puede aplicar en lossiguientes ámbitos:

– en la producción industrial de tie-rras de jardinería y de agentesauxiliares para el tratamiento desuelos

AAAAAAAAAAAA

AABasuras domésticoso residuos orgánicos Material

degradableMaterialno degradable

Criba de tambor

Elaboración de compost

Silo de compost

Fig. 1 Instalación para la elaboración de compost

Categorías de calidad Tamaño de las Luz de malla de partículas (mm) la criba (mm)

I – para la bonificación de sustratos y suelos 4 – 8 12

II – material auxiliar para la preparación de compost 6 –12 30

III – para fines de drenaje 8 – 25 40

Reciclado en la construcción

AAAA

Desechos de material espuma rígida

Molino

Molino fino

Agente de porosidaden ladrillos

Hormigón Styropor®

Elementos de hormigónde Styropor

Revoque aislanteRevoque ligero

Fig. 2 Aplicación en el sector construcción

– en mezclas para sustratos deplantación en plantaciones parala horticultura y el cultivo de plan-tas de adorno y en viveros

– en la fruticultura y la viticultura, enla jardinería paisajística y en laconstrucción de campos deporti-vos e hipódromos

– ubicaciones extremas, por ej.azoteas jardín o plantaciones deárboles en zonas céntricas deciudades

– como material filtrante para tubosde drenaje

– como material de relleno pararanuras de drenaje

– como agente auxiliar para la ela-boración de compost de des-echos domésticos, residuos bio-lógicos y de desechos problemá-ticos, como por ej. desechos ver-des de arcenes.

Durante el compostaje los organis-mos que se encuentran en el sueloconvierten las materias orgánicasde procedencia vegetal ó animal entierra vegetal que enriquece elsuelo. La incorporación de Styro-mull al material de compostaje (150hasta 250 litros por m3) acelera esteproceso. La actividad de los micro-organismos es incrementada por lamejor aireación, obteniéndose nosolamente un proceso más rápido ymejor, sino además una “higieniza-ción” del compost debido a unaumento más rápido y más pronun-ciado de la temperatura en el silo-almiar. De este modo se forma unagente de bonificación de sueloshigiénico y prácticamente sin semi-llas de malas hierbas. Los silos decompost con Styromull se tienenque remover con menor frecuencia,disminuyendo así las molestias cau-sadas por malos olores de estoslugares.

La espuma rígida de Styropor no sepudre durante el proceso de forma-ción de compost. Solamente puedeser triturada mecánicamente por losmicroorganismos o componentesmás sólidos del silo de compost.

3 Aplicación en el sector construcción

En el sector construcción seencuentran otras aplicaciones inte-resantes para los desechos deespuma rígida de Styropor. En losprocedimientos de reciclado en elsector construcción que se descri-ben a continuación, las partículasde espuma rígida actúan comoagentes porógenos dentro de unaestructura mineral portante. En elcaso de tener que cumplir exigen-cias determinadas, por lo tanto, la

cantidad así como la curva granulo-métrica y la forma de los copos deldesecho de EPS triturado ejercenciertas influencias sobre las propie-dades mecánicas del material deconstruccción.

Se pueden utilizar los mismos moli-nos con cribas intercambiables quese utilizan en la producción deStyromull para la bonificación desuelos. Pero es absolutamenteindispensable despolvar el materialmolido.

a) Agente de porosidad en ladrillosperforados ligeros (Poroton®)

Antes del moldeo por extrusión seincorporan desechos molidos deespuma rígida a la arcilla cruda. Lacantidad aditivada corresponde,con un tamaño de partícula de1– 4 mm de diámetro a aprox. 1⁄3del volumen de los ladrillos. Laporosidad incrementa considerable-mente la capacidad de aislamientotérmico y reduce el peso del ladrillo.

b) Sustitución de las cargas mine-rales en la producción de hormigónligero (hormigón Styropor®)

El material molido obtenido a partirde los desechos de espuma rígidaEPS (diámetro de 1– 4 mm) formaun volumen de poros definido enuna estructura portante de cementoendurecido. La combinación del“material aislante” con el “hormigón”permite, ajustando debidamente ladensidad aparente entre 300 y1000 kg/m3, combinaciones deter-minadas de propiedades para cadacaso, como capacidad elevada deaislamiento térmico y resistencia alfuego. Hormigón de Styropor es unmaterial de construcción no inflama-ble (categoría A2) según DIN 4102,parte 1.

c) Sustitución de arena en revoquesaislantes (revoque termoaislante depoliestireno expandido)

Los revoques aislantes EPS segúnDIN 18 550, parte 3, consisten de

810/3

Fig. 3 Hormigón Styropor®

Fig. 4 Revoque termoaislante de EPS

810/4

Molino

Material preexpandido

Molde de bloques Bloque

Moldeadora automática Piezas moldeadas

Sustrato de jardineríaMaterial auxiliar para

el compost Aligeramiento del suelo

Inyectora

Eléctrica/calorificaVapor

2 Producción deStyromull y susaplicaciones

1 Reutilización del materialen la fabricación deproductos espumados

Drenaje

Molino fino Ladrillosporosos

Revoque aislante/Revoque aligerante

Hormigón Styropor/ Prefabricados

Extrusora Producción

4 Fusión,sinterizado,granulado

Reutilización enel proceso deproducción

3 Reutilización en laconstrucción

5 Generación de energíapor combustión

Reciclaje de desechos de espuma rígida de Styropor®

una mezcla de espuma rígida degránulos finos (diámetro 1– 3 mm)con ligantes minerales (cemento,cal) y otros aditivos. El poliestirenomolido, como reemplazo parcial deStyropor espumado, también sepuede utilizar en este caso sin efec-tos desventajosos. El revoque ais-lante se aplica mecánicamente porproyección con un espesor de capade 3 – 6 cm en una sola capa. Elenlucido final – revoque convencio-nal – se puede aplicar después deun tiempo de fraguado de aprox. 1semana.

d) Reducción del módulo de elasti-cidad en revoques ligeros

Los revoques ligeros son revoquesespeciales, que se utilizan pararevoques tradicionales exterioresbásicos o interiores, y que se sumi-nistran generalmente en forma derevoques secos ensilados. Comocarga ligera se utiliza principalmenteStyropor expandido de perlas finas.La reducción del módulo E que selogra de este modo reduce conside-rablemente la propensión al agrieta-miento de estos revoques. Otrasventajas son un mayor rendimientoy una mayor facilidad de aplicación.Para sustituir parcial- o totalmenteel “material fresco” de poliestirenoexpandido se puede utilizar polvode fresado o desechos de poliesti-reno expandido molidos finamente(fig. 2 – 4).

4 Fusión, compactación, sinterización y granulado

Los espuma rígida de Styropor estermoplástica y por lo tanto sepuede volver a obtener la materiaprima poliestireno por simples pro-cesos de fusión. Para este fin hayen venta extrusionadores de cilin-dros y de tornillo sin fin así comocompactadoras rotativas (equipo desinterización). La calidad de los pro-ductos reciclados que se obtienende esta manera está determinadatanto por el tipo del equipo utilizadocomo también por la preclasifica-ción.

– preclasificación aprox. para elimi-nar impurezas y suciedad

– eliminación de piezas metálicas

Para obtener productos recicladoscon la mayor gama posible de apli-cación se debe cumplir con lassiguientes indicaciones:

– proceso de fusión cuidadoso, esdecir, a la menor temperatura detransformación posible y el menortiempo de permanencia en la fasede fusión, así como poca fricción(geometría de tornillo sin fin)

– desgasificación del material fun-dido

– filtración del material fundido coninstalaciones automáticas

– granulación formando partículassueltas sin polvo ni astillas

A partir del producto reciclado obte-nido de esta manera se puedenproducir luego nuevos productos.

De esta manera está garantizado unuso múltiple del material acorde alas exigencias de cada aplicación.

5 Reciclaje formando materia prima

En el reciclaje a materia prima seproducen nuevas materias primasquímicas a partir de desechos deespuma rígida o desechos plásticosmezclados, sin limitaciones encuanto a la técnica de aplicación.

6 Generación de energía por combustión

Los desechos de espuma rígida sepueden incinerar sin causar proble-mas ni dejar residuos en las plantasde incineración de basura de ciuda-des y municipios a las temperaturasusuales de aprox. 1000 °C y sufi-ciente alimentación de aire, espe-cialmente en forma de trozos grue-sos triturados mezclados con otrosdesperdicios. Durante este procesoreemplaza la combustión auxiliar;1 kg de Styropor permite ahorrar1 kg = 1,2 a 1,4 l de gasóleo(dependiendo del país de origen,efecto calórico y densidad). Lasmarcas utilizadas para embalajes sequeman sin dejar residuos, for-

mando dióxido de carbono y vaporde agua, solo en el caso de espumarígida ignifugada se forman peque-ñas cantidades de compuestoshalogenados, pero que no causanun cambio mensurable en la com-posición del humo (fig. 5).

En las grandes plantas de transfor-mación los desechos de producciónse pueden aprovechar para generarvapor.

Esto presupone, que el generadorde vapor esté provisto de unacámara de combustión y un ele-mento regulador especial. Se ali-menta con los desechos de espumarígida molidos. Por los demás setiene que garantizar que los valoresde emisión de humo permisibles nosean superados.

No está permitido quemar desechosde espuma rígida al aire libre por lafuerte formación de hollín.

7 Vertederos

En los casos en los que debido alas escasas cantidades no es renta-ble hacer un reciclaje, los desechosde espuma rígida se pueden depo-sitar en vertederos de basura con-trolados; para facilitar la compacta-ción deben ser triturados. En elalmiar ocasionan una mejor airea-ción, y por lo tanto una descompo-sición más rápida de las sustanciasorgánicas vertidas, reduciendo elpeligro de combustión sin llamas yla generación de malos olores. Yaque la espuma rígida no emite sus-tancias tóxicas al aire, suelo y a lasaguas subterráneas, se pueden ver-ter sin problemas (fig. 6)

810/5

AAAAAAAA

AAAAAAAAAAAA

AAParrilla de incineración

Escoria

Intercambiadorde calor

Filtroeléctrico

Depuraciónde gasesde escape

ChimeneaPlanta incineradora de basuras

Basura

Fig. 5 Planta de incineración de basura

En las plantas de incineración de basura los desechos de espuma rígida (material estándar) sequeman íntegramente a temperaturas usuales de aprox. 1000 °C y con suficiente aportación deaire, formando dióxido de carbono y vapor de agua. Al quemar espuma rígida de Styropor® (conacabado ignífugo) se forman trazas de ácidos halógenos. Sin embargo, la proporción es tan baja,que no tiene influencia perceptible sobre la composición de los gases de escape.

8 Resumen

Esta IT muestra que si los desechosde espuma rígida de Styropor se eli-minan de la manera correcta, no seproduce ningún impacto sobre elmedio ambiente.

Si se incinera en plantas incinerado-ras de basura o en cámaras decombustión especiales se puedeaprovechar económicamente el altocontenido energético de los dese-chos de espuma rígida. Transfor-mando la espuma rígida usada enproductos regenerados de poliesti-reno, reciclando a materia prima o aStyromull para la bonificación desuelos y la elaboración de compostasí como en la construcción esposible producir productos comer-cializables a partir de los desechos.

9 Reglamentos legales en Alemania

Ley de reciclaje

TA Desechos de poblaciones

Ley de derechos de desechos

Reglamento de embalajes

Reglamento de desechos de cons-trucción

10 Literatura

Se pueden pedir informaciones adi-cionales referentes al tema plásticosen la basura a las siguientes asocia-ciones:

VKE – Verband Kunststofferzeu-gender Industrie e.V.,Karlstrasse 2160329 Frankfurt

VCI – Verband der ChemischenIndustrieKarlstrasse 2160329 Frankfurt

GKV – Gesamtverband Kunst-stoffverarbeitende Industrie e.V.Am Hauptbahnhof 1260329 Frankfurt

IK – Industrieverband Verpackung und Folienaus Kunststoff e.V.Kaiser-Friedrich-Promenade 8761348 Bad Homburg

IVH – Industrie-Verband Hart-schaum e.V.Kurpfalzring 100 a69123 Heidelberg

APME – Association of PlasticsManufactureres in EuropeAvenue Louise 250Box 73B-1050 Brussels

Observación


AAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAA

Agua de infiltraciónBarreraTerreno

Capa filtrante

Ajardinamiento

Capas debasuracompactadas

Vertedero

Fig. 6 Vertedero

La espuma rígida de Styropor ® no despide sustancias dañinas. No hay una descomposición for-mando productos nocivos. Se comporta de manera neutral en la basura. Por su efecto esponjantese acelera el proceso de descomposición de las partes correspondientes de la basura.


810/6

Styromull es una mezcla de copos,que se produce moliendo espumarígida de Styropor, por ej. desechosde espuma rígida o embalajes usa-dos de espuma rígida de Styropor.Según la Ley de Fertilizantes de laRFA del 15. 11. 77, Styromull es unagente auxiliar para el tratamientode suelos, y es inodoro, química-mente neutro y compatible con lasplantas. Con ayuda de Styromull sepuede consolidar tierras de jardine-ría, aligerar suelos muy compactosy drenar mejor suelos mojados.

Se utiliza

– para drenaje (tubos y ranuras dedrenaje)

– para campos de césped y cons-trucción de campos deportivos

– para la bonificación de suelos ypara la jardinería paisajística

– como agente auxiliar de compos-taje para desechos domésticos,biológicos y de jardín.

Styromull actúa como agente fil-trante y mejora la permeabilidad alagua así como la aireación delsuelo.

Además, el Styromull se utiliza

– para la producción industrial desustratos para plantas y agentesauxiliares para el tratamiento desuelos

– para la horticultura bajo vidrio,para el cultivo de plantas deadorno y viveros

– como reflector de luz en inverna-deros

– para plantas en ubicacionesextremas (jardines azotea, gara-ges subterráneos o árboles ensectores céntricos).

Producción

Una serie de fabricantes de máqui-nas ofrecen grupos trituradoresadecuados para espuma rígida deStyropor. El tamaño de grano delStyromull producido está entre 1 y30 mm.

Un Styromull producido adecuada-mente para la aplicación prevista,tiene que cumplir con ciertas exi-gencias de calidad:

– según su aplicación, un tamañode partícula determinado,

– aprox. el 60% de las partículasdeben estar en la gama deltamaño de grano indicado.

Para alcanzar el tamaño de partícu-las deseado se necesitan diferentestamaños de cribas, que en todoslos molinos adecuados se puedenintercambiar fácilmente.


34534 Marzo 2001

Styropor820

8 Reciclar/Eliminar


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Producción y propiedades de Styromull®

Categorías de calidad Tamaño de las Luz de malla de la partículas (mm) criba (mm)

I – para la bonificación de sustratos y suelos 4 – 8 12

II – material auxiliar para la preparación de compost 6 –12 30

III – para fines de drenaje 8 – 25 40


Propiedades

El tamaño de grano está limitado ala gama de 2 a 25 mm. El peso deapilamiento ligero está entre 12 y20 kg/m3. Las propiedades quími-cas son idénticas a las del plásticopoliestireno, es decir, Styromull esabsolutamente compatible con lasplantas y no se descompone. Nohay ningún tipo de intercambio dematerial, ni con el suelo, ni con lasraíces de las plantas ni con lasaguas subterráneas.

Bajo compresión se reduce el volu-men de Styromull. Bajo una cargade 2 · 10-2 N/mm2 de presión – lacual corresponde a la carga delsuelo a un metro de profundidad –el Styromull se reduce a aprox. 50%de su volumen inicial. En el sectorinferior de carga la deformación porrecalcado, una vez que se retira lacarga, vuelve parcialmente al estadoinicial.

La permeabilidad al agua de un apilado de Styromull puro se puededeterminar por el valor k en la ley defiltración según D’ARCY:

Q = k · h · Fd

Q = caudal en cm3/s

F = área de la sección transversalde la capa de Styromull en cm2

d = espesor de la capa de Styro-mull, por la que circula el agua,en cm

h = altura de la presión de aguasobre la capa de Styromull encm.

A temperatura ambiente se obtienepara Styromull con 0 hasta 50% derecalcado valores k entre 1,8 y0,1 cm/s. Para un apilamiento deStyromull esto corresponde, depen-diendo del valor de recalcado, en loque se refiere a la permeabilidad alagua, a terrenos minerales puroscon tamaños de grano de 3 mmhasta 0,6 mm (cascajo fino hastaarena gruesa).

Al mezclar Styromull con tierra, lapropiedad de buena permeabilidadal agua es transferida en parte alsustrato mezcla. Para obtener unclaro efecto de aligeramiento, sedebe aditivar por lo menos 10% (envolumen) de Styromull.

Observación



0,0

1,0

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,00,0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

0,2

0,4

0,6

0,8

Carga por compresión N/mm2

Rec

alca

do

Altu

ra d

e ca

pa

Tamaño de grano en mm

Val

or d

e pe

rmea

bilid

ad k

en

cm/s 5,0

1,0

0,5

0,1

0,01

0,05

0,005

0,0015 1 0,5 0,1 0,05

arena

finamediana

arena

gruesacascajofino

Styromull con75 % de recalcado




Valores de permeabilidad Tamaño de grano en mm

820/2

Hormigón ligero de materialreciclado EPS, una alternativarentable?Informe de la situación y perspectivas


Setiembre 2001

Schaumstoffe


Styropor830

8 Reciclar/Eliminar


830/2

1. Introducción

Hormigón ligero EPS, mejor conocido como hormigónStyropor0 es un hormigón ligero combinado mineral(hormigón celular), en el cual los poros se forman porpartículas de poliestireno espumado (EPS) como agre-gado para hormigón. La densidad aparente extremada-mente baja de las partículas de material expandido per-mite la producción de hormigón ligero con un rango dedensidad aparente acorde a la aplicación respectiva yun amplio espectro de propiedades.

Hormigón ligero EPS, revoque aislante EPS y morteroEPS se conocen desde hace ya mucho tiempo [1], [2],[3], [4]. Mientras que los revoques aislantes y ligeroscon EPS han tenido mucho éxito en el mercado, lasexpectativas puestas en el volumen de hormigón ligeroEPS hasta el momento sólo han podido cumplirse enalgunos sectores especiales de aplicación.

Ultimamente, sin embargo, se puede observar un inte-rés creciente de la industria de materiales de construc-ción en hormigón ligero EPS, que indica que se estáproduciendo un cambio. Hay dos motivos principalespara este cambio:

1. La ley alemana de eliminación de desechos, en sureglamento de embalaje, exige obligatoriamente elreciclado de los embalajes de EPS usados. De estamanera se obtiene una oferta económica para la uti-lización de material EPS reciclado, lo que se deno-mina “material molido”, del material reciclado deembalajes, como aditivo ligero.

2. Las exigencias en cuanto al aislamiento térmico sehan elevado considerablemente. El 3. reglamento deaislamiento térmico, que se encuentra en proyecto,reduce el paso del calor de unidades de construc-ción exteriores a un nivel, que materiales de cons-trucción minerales para paredes sólo pueden cumpliren el sector de densidad aparente muy ligero. Deesta manera es necesario separar las funciones enmateriales de construcción de aislamiento térinico ymateriales de construcción de carga amortiguada,que deben ser combinados correspondientementeen el elemento de construcción. El uso de hormigónligero EPS permite en estos casos soluciones de sis-tema interesantes.

Además de ofrecer un resumen sobre el desarrollo en elsector de hormigón ligero EPS hasta la actualidad, elpresente trabajo informa sobre el estado actual de latecnología de hormigón EPS utilizando material reci-clado EPS así como sobre sistemas desarrolladosrecientemente, y posibilidades interesantes de aplica-ción de hormigón ligero.

2 Descripción del material de construcción

Hormigón ligero EPS pertenece al grupo de hormigonesligeros muy ligeros, que se producen utilizando aditivosporosos, por lo general de baja cohesión de gránulo. Laestructura de ladrillo de cemento que rodea los aditivosde material expandido es decisiva para las propiedadesde resistencia y también influye en la densidad aparentedel hormigón. De importancia son también la forma y eltamaño de grano así como la estructura superficial delos aditivos EPS utilizados (Fig. 1). Al contrario de lo quesucede con los aditivos minerales, los aditivos EPS nose dosifican por peso sino por volumen. Así es posibledeterminar exactamente el volumen de los poros y porlo tanto la densidad aparente del hormigón, para produ-cir un hormigón celular deformable con una estructuracelular cerrada. Las propiedades del material se puedenadaptar a las exigencias respectivas eligiendo la densi-dad aparente del hormigón. Desde el punto de vista

actual el hormigón ligero EPS es interesante principal-mente en el rango de las densidades aparentes inferio-res < 600 kg/m3): en este rango la unión “material ais-lante” y “hormigón” permite la mejor conibinación decomportamiento a la solicitación por carga, aislamientoacústico, aislamiento térmico y seguridad contra incen-dios.

Para hormigón de Styropor, densidad aparente mín. 350 kg/m3, se otorgó el sello de homologación comomaterial de construcción no inflamable (Clase A2) segúnlas “Disposiciones Suplementarias para DIN 4102”.

3 Retrospectiva

Inicialmente ya se mencionó que las expectativas encuanto a la aplicación exitosa de hormigón ligero EPSsólo se cumplieron en algunos sectores de aplicaciónespeciales. Trataremos de determinar retrospectiva-mente las influencias principales y sus consecuenciassobre el futuro desarrollo en la práctica.

Pocos años después del invento de Styropor (1951) sellevaron a cabo en BASF los primeros ensayos orientati-vos dirigidos a utilizar Styropor expandido como aditivopara la producción de hormigón ligero.

Debido a que los altos precios de las materias primasinicialmente no permitían la aplicación económica deeste aditivo ligero, recién en 1967 se reiniciaron e inten-sificaron los trabajos de desarrollo. Entretanto los aditi-vos ligeros de Styropor, en comparación a los aditivosligeros minerales, también eran interesantes económica-mente. Se notaba un interés creciente en este tipo demateriales de construcción. Para crear las condicionesprevias necesarias para la introducción al mercado, enBASF se llevaron a cabo las siguientes medidas:

– Desarrollo de fórmulas de mezcla variables, que per-miten su reproducción en la práctica.

– Registro de todas las propiedades de material deconstrucción importantes a través de su examen porlos institutos de homologación reconocidos oficial-mente.

– Desarrollo y fomento de la técnica de preparación yaplicación.

– Ejecución y evaluación de ensayos de comprobaciónen la práctica.

– Apoyo y asesoramiento técnico de las empresas deproducción para el desarrollo de sistemas y la solici-tud de los certificados de homologación de las autori-dades de construcción.

Fig. 1 Hormigón ligero EPS, densidad aparente 400 kg/m3 con material reciclado EPS (“Materialmolido”) y Styropor espumado.

Detalles al respecto se encuentran descritos detalladar-nente en las publicaciones profesionales de entonces[1], [2], [3], [4].

La transformación de estos productos desarrollados enla práctica durante los siguientes años se vio influen-ciada por la crisis energética, que no sólo repercutió enel precio de Styropor, sino influenció también funda-mentalmente el desarrollo coyuntural en el sector cons-trucción, como también la legislación en el sector cons-trucción.

Fueron decisivas las siguientes influencias, que tuvieronefecto sobre el desarrollo posterior en la práctica:

a) Las reglamentaciones definidas en las normas y enla legislación de la construcción.

b) Los efectos de la Ley de Ahorro de Energía y la Dísposición de Aislamiento Térmico sobre las exi-gencias en cuanto al aislamiento térmico en la construcción.

c) El desarrollo del precio de EPS y con él la situaciónde la competencia con materiales de construcciónsimilares.

a) Legislación en el Sector Construcción

El hormigón ligero EPS como hormigón ligero hasta lafecha no ha sido incluido en un DIN correspondiente.(La nueva óNORM B 4200 T. 11 de set. 1911, “Hormi-gón ligero, producción y control”, contiene en la tabla 4Walores orientativos en la conductividad térmica” ahoratambién hormigón ligero EPS). Revoques aislantes yligeros sobre la base EPS han sido normalizados en DIN 18550, parte 3, marzo 1991 (Fig. 2).

Debido a la falta de cohesión global de grano de losaditivos EPS no existe tampoco la posibilidad de suinclusión en DIN 4226 BI. 2 “Aditivos para hormigónligero“. Esta norma además se refiere solamente a aditi-vos minerales. Pero así falta la certificación, importanteen la legislación alemana de construcción, de un mate-rial de construcción probado, que corresponde a la téc-nica actual. Recién la autorización por la inspección téc-nica de construcciones, que debe ser otorgada indivi-dualmente para cada uno de los amplios sectores de

aplicación, permite la aplicación práctica de hormigónligero EPS.

Esto significa un gasto económico considerable, que elproductor tiene que hacer para obtener la certificaciónnecesaria de las propiedades de elementos de cons-trucción o de sistemas, unidos a la inversión de tiemporequerida. Este tipo de procedimiento repercute demanera sumamente grave sobre la calculación de cos-tos, la disposición a invertir y también sobre el desarro-llo en la práctica. Desde el punto de vista del legislador,de mantener lo más bajo posible el riesgo de daño cal-culable, seguramente tiene razón de ser.

b) Exigencias al aislamiento térmico

Aunque parezca paradójico, fueron justamente las exi-gencias elevadas drásticamente en lo referente al aisla-miento térmico de construcciones con calefacción, lasque motivaron que la aplicación de sistemas de cons-trucción de paredes de aislamiento térmico de hormi-gón ligero EPS fueran eliminadas en muchos sectoresde construcción de edificios. Es decir, en todos los sec-tores en los que aparte de la función de aislamiento tér-mico también existen exigencias estáticas, que requie-ren de una densidad aparente más alta del hormigón.Debido a que la conductividad térmica de materiales deconstrucción ligeros depende de la densidad aparente,se obtiene una relación entre densidad aparente y gro-sor de la pared, y de esta manera una limitación en laaplicación de hormigón ligero EPS al sector inferior dedensidad aparente < 600 kg/m3), en el cual sólo cumplefunciones de formación de pared o de arriostramiento,mas no de carga amortiguada (Fig. 3).

Frente a hormigones ligeros con aditivos minerales esposible producir hormigón ligero EPS hasta el límiteinferior de densidad aparente de 200 kg/m3 y un aisla-miento térmico coffespondientemente bueno. Por lotanto el desarrollo del producto se concentró en estesector inferior de densidad aparente, especialmente enel mejoramiento de las características tecnológicas dehormigón del hormigón ligero EPS y en el desarrollo desistemas de construcción, el cual profundizaremos acontinuación.

830/3

Fig. 2 Aplicación de revoque ligero EPS (densidadaparente 250 kg/m3) con la máquina pulverizadora derevoques

0,35

0,30

0,25

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0,20

0,15

0,10

0,05

densidad aparente seca kg/m3

0

cond

uctiv

idad

térm

ica

W/(m

· K

)

valores calculados(propuesta FIW)

+

+

++

+

+

+

+

Messwerte

Bild 3

830/4

c) Evolución del precio

El aumento de los costos de materia prima originadopor la crisis del petróleo, afectó principalmente a losplásticos. Mientras que al comienzo del desarrollo dehormigón ligero EPS el precio de EPS bajaba continua-mente, elevándose ásí la capacidad de competenciacon los aditivos ligeros convencionales, en los añossiguientes se pudo observar una evolución de costosopuesta. Así una serie de posibilidades de aplicación,que originalmente parecían sumamente prometedoras,por motivo de precio fueron eliminadas.

Como ejemplo típico se puede mencionar aquí el usode hormigón ligero EPS como capa antiheladas y capaportante en la construcción de carreteras [5]. Para des-arrollar este sector la industria y las autoridades estata-les invirtieron considerables trabajos de investigación(Fig. 4). El motivo consistía en que por exigencias técni-cas y económicas había mucho interés en desarrollarnuevos tipos de construcción, porque la incorporaciónde materiales antihelada convencionales, por ej. degrava, a menudo causa problemas por motivos deabastecimiento, debido al uso de aprox. 40 000 t porkilómetro de autopista. El transporte en sí es costoso,bloquea el tráfico y causa daños en las carreteras deacceso.

Con la publicación de una ficha técnica [6] por la “ForschungsgesselIschaft für Strassen- und Verkehrs-wesen (Centro de Investigación Vial y de Tráfico) en elaño 1979 este tipo de construcción es estimado comoel estado actual de la técnica y se puede sacar a con-curso alternativamente.

La reducción drástica del volumen de construcción decarreteras unida a la presión de ahorro máximo, y sindejar de lado también el aumento de precio de EPS,fueron motivo para que este tipo de construcción noalcanzara el estado de una aplicación a gran escala.También en este caso se debe esperar la evolución. Pormotivos logísticos el uso de EPS reciclado comomedida económica seguramente es poco interesante[7], ya que las cantidades necesarias para un lote deobras no se pueden proveer en el tiempo breve respec-tivo. Es otra la situación en el caso del empleo de hor-migón ligero EPS como sistema de construcción en laconstrucción de edificios: hormigón termoaislante pre-parado a pie de obra, hormigón magro de relleno, etc.,casos en los que un suministro continuo de plantas deprefabricados e instalaciones de hormigón de trans-porte son posibles y se practican actualmente.

Seguidamente se describen algunos ejemplos intere-santes de la práctica. Para una mejor comprensión,estas descripciones empiezan con detalles sobre EPScomo aditivo ligero y las exigencias tecnológicas dehormigón.

4 Aditivo ligero EPS

Para su aplicación como aditivo ligero el EPS (poliesti-reno expandible, por ej. Styropor) se espuma con vaporen un aparato de expansión especial a aprox. 50 vecessu volumen inicial. Este procedimiento tiene de por sí laventaja de que la preparación del aditivo ligero EPS sepuede hacer a pie de obra o en la planta del fabricante(de 125 kg de granulado de materia prima se obtienenaprox. 10 m3 de aditivo ligero). La densidad aparenteentonces es de 12 a 15 kg/m3 y no tiene influenciasobre la estabilidad final del hormigón ligero. El tamañode grano de las partículas espumadas está en el rangode 0,5 hasta 2,5 mm si se utiliza la marca de Styroporrecomendada para esta aplicación, permitiendo obteneruna matriz de hormigón de poros finos.

Las siguientes propiedades del aditivo ligero EPS soncaracterísticas:

– la densidad aparente extremadamente baja,

– el buen aislamiento térmico de las partículas deespurna,

– la estructura de células cerradas, que prácticamenteno permiten la absorción de agua,

– la forma esférica estadísticamente propicia, que esimportante para la formación de una matriz de mor-tero resistente a la presión.

Especialmente en el rango de densidad aparente infe-rior, sin embargo, la propiedad hidrofóbica de los aditi-vos EPS ligeros, de célula cerrada, puede tener efectosdesfavorables, debido a que la baja adhesión del agluti-nante de cemento a la superficie de las partículaspuede causar una tendencia a desmezclarse durante lapreparación y aplicación. Durante los primeros años deaplicación en la práctica, se incorporaban a la mezclaagentes adherentes [1] para evitar este efecto. El des-arrollo de una marca de Styropor especial con unasuperficie de partícula de célula gruesa (Fig. 5) permitehoy la preparación inobjetable sin la necesidad de usarestos aditivos. Debido al desarrollo de fórmulas de mez-cla especiales, con la aditivación de aditivos de hormi-gón especiales, incluso es posible preparar hormigónligero EPS de densidad aparente baja en el sector deconsistencia K3 hasta K5 (hormigón plástico hasta muyplástico), sin que se desmezcle (véase capítulo 5.1).

Para evaluar la rentabilidad, mencionamos el precioactual por M3 de aditivo ligero de Styropor, que secompone de los costos de material y los costos deespumación:

– Costos de materialpara densidad aparente 12 kg/m3 aprox. 45,– DM/m3

– Costos de espumación (energía, costos de inversión y amortización) aprox. 17,– DM/m3

aprox. 62,– DM/m3

Fig. 4 Construcción de una capa antiheladas y portante de hormigón Styropor en la construcción decarreteras

4.1 Desechos de EPS („material reciclado“) comoaditivo ligero

En Alemania actualmente se utilizan alrededor de35 000 t de EPS, que corresponden a aprox. 1,8 millo-nes de m3, para producir embalajes. Estos contienen98% de aire, no contienen FCC y se pueden reciclarpara darles un uso nuevo apropiado del material.

Por este motivo los productores de EPS han desarro-llado sistemas de reciclaje, que permiten a la industria,el comercio y los clientes finales privados devolver eldesecho de embalaje. Los productores de EPS transfor-man los embalajes usados, retornándolos al ciclo deproducción o convirtiéndolos en la materia prima polies-tireno.

Embalajes de EPS molidos se utilizan también en formade “Styromull” en la agricultura y horticultura para alige-rar el suelo y hacer compost. El “material molido” deperlas finas de desechos de embalajes EPS es un mate-rial adecuado para la construcción: Como agente poro-sificador en la producción de ladrillos celulares y comoaditivo ligero para hormigón ligero EPS.

4.1.1 Exijzencias de calidad

El uso de “material molido” EPS como aditivo ligero pre-supone el cumplimiento de ciertos requitos, para evitarpérdidas en la calidad: el tamaño y la forma de granodel “material molido” deben diferenciarse lo menosposible de partículas de EPS recién espumadas.

– La mayoría de los granos debe ser de formaredonda.

– El tamaiío de grano debe encontrarse en lo posibleen el rango de 0,5 mm hasta 4,0 mm.

– El material molido no debe contener polvo fino.

Estas exigencias de calidad se pueden cumplir fácil-mente, debido a que

a) mediante el uso de molinos adecuados las partículasEPS pueden ser separadas en los lugares dondeestán soldados unas a otras, manteniéndose así laforma redonda original de grano (Fig. 6),

b) el tamaiío de partícula de granulado EPS utilizadopara la producción de embalaje por lo general con-cuerda con el exigido para aditivos ligeros EPS de“material fresco“. Esto además puede asegurarseutilizando cribas recambiables adecuadas en elmolino.

Un “material molido” preparado de esta manera actual-mente es ofrecido por los productores de embalajes alprecio de 25 DM hasta 40 DM, encontrándose conside-rablemente por debajo del precio de EPS recién espu-mado para aditivos ligeros.

5. Composición de la mezcla y comparación de propiedades

En publicaciones anteriores la preparación, composi-ción de la mezcla y el rango de propiedades de hormi-gón Styropor en el rango de densidad aparente de 300kg/m3 hasta 1600 kg/m3 ya han sido descritos detalla-damente.

Las siguientes explicaciones se refieren (por los motivosmencionados anteriormente) a los conocimientos espe-cíficos de la tecnología de hormigón para la producciónde hormigón ligero EPS en el sector de densidad apa-rente ligera, de buen aislamiento térmico, de 200 kg/m3

hasta 600 kg/m3 (densidad aparente seca).

Frente a hormigón ligero EPS de densidades más altas,en este caso se deben tener en cuenta algunas particu-laridades que tienen un efecto importante sobre lahomogeneidad de la mezcla, la procesabilidad y lamanipulación, así como sobre la tendencia al rajado enla contracción:

Es determinante para las propiedades de hormigónfresco de hormigón ligero EPS la alta parte en volumende partículas EPS. En el rango de densidad aparentemenor a 600 kg/m3 la cantidad de mortero de cementono es suficiente para rellenar completamente el volumendel aditivo ligero. Sin los aditivos adecuados, el hormi-gón ligero EPS en este rango de densidad aparentesólo se puede preparar y compactar con grandes difi-cultades, debido a su carácter principalmente no cohe-sivo. Una mayor aditivación de agua causa la pérdidade estabilidad y aumenta la tendencia al rajado en lacontracción y a la separación de la mezcla.

Para determinar cómo se puede mejorar la procesabili-dad y compactabilidad, se ensayaron diferentes aditivosde hormigón. La aditivación de agentes con componen-tes aireantes, estabilizantes y licuantes, principalmente,ha resultado ser ventajoso.

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Fig. 5 Styropor espumado, derecha: marca de porosfinos con superficie de partículas llana“, izquierda: marcade poros gruesos (Styropor P 550) con superficie departícula “áspera”, adecuada para hormigón Styropor.

Fig. 6 Material reciclado EPS („material molido“) dedesechos de embalajes. Las partículas EPS, diámetro0,5 mm hasta 4,0 mm), se separan en los puntos desoldadura sin ser daiíados. La forma de grano redondase mantiene en gran parte.

5.1 Aditivos de hormigón

a) Agentes aireantes resp. agentes espurnante

La base de estos agentes está conformada principal-mente por jabones colofónicos o sulfonatos, que sedosifican en forma de polvo o líquido. Por la introduc-ción de poros de aire muy pequeños, de forma esférica(hasta 0,3 mm diámetro), se aumenta el volumen delmortero y se reduce la diferencia de densidad entre elmortero de cemento y el aditivo ligero EPS. La mezclaadquiere una consistencia blanda, viscosa. Así puedeevitarse la flotación del aditivo EPS, aún en el caso decompactación por vibración y la procesabilidad del hor-migón fresco es mejorado considerablemente.

Agentes espumantes proteicos para la producciónmecánica de espumas de aire prefabricadas toman unaposición especial. Se caracterizan por tener una estruc-tura de poros muy estable. Las propiedades de fluenciay la excelente propiedad de adherencia de estas espu-mas de aire tienen una influencia sumamente favorablesobre la procesabilidad de hormigón ligero EPS, aún enel caso de una relación agua/cemento comparativa-mente baja.

La aditivación de espuma se hace durante el procesode mezcla en la hormigonera, utilizando un generadorde espuma (Fig. 7).

b) Agente licuante de hormigón resp. disolvent

Por lo general están basados en sales de sulfonato delignina o polímeros. Estos deben reducir el contenido enagua del hormigón necesario para una consistencia oprocesabilidad dada (aumentando así la estabilidad) o – en el caso de contenido en agua igual – mejorar laprocesabilidad del hormigón fresco.

La aditivación de agentes licuantes de hormigón parahormigón ligero EPS es recomendable si se desea obte-ner una consistencia de mezcla poco viscosa (por ej.para solados de igualación). Sin embargo, se debetener en cuenta la compatibilidad con el agente aireantepara hormigón.

c) Aditivos combinados

Especialmente para la producción y el procesamientode hormigón ligero EPS se encuentran a la venta aditi-vos con propiedades combinadas como aireantes,licuantes, estabilizantes y agentes tixotrópicos. El usode estos aditivos así mismo ha arrojado buenos resulta-dos en la práctica.

5.2. Aditivos

Cal natural en polvo fino, polvo de ladrillo, polvo de fil-tro, etc, compatibles con cemento han resultado serapropiados, especialmente si contienen componentesvidriosos. Sin embargo, la medida más eficaz para ele-var la estabilidad es una aditivación correspondiente-mente alta de cemento, limitando así la aditivación deaditivos pesados, si no se quiere obtener una elevaciónde la densidad aparente.

Los aditivos EPS elásticos y la parte relativamente altaen poros de aire no pueden contrarrestar el comporta-miento de contracción del ladrillo de cemento. A pesarde que se puede disminuir el efecto de una contracciónde fraguado demasiado rápida, la sensibilidad a la fisu-ración espontánea, manteniendo húmeda la obradurante un tiempo suficientemente largo, en la prácticase ha comprobado la eficiencia de un reforzamiento confibras compatibles con cemento. El reforzamiento confibras de la matriz de ladrillo de cemento en hormigónligero EPS cubre la tensión de contracción y la tensióntérmica durante el proceso de fraguado y endureci-miento, disminuyendo la sensibilidad a la fisuraciónespontánea y elevando considerablemente la resistenciaa la flexotracción del hormigón ligero EPS.

a) Fibras de vidrio

Son adecuadas las fibras de vidrio con acabado alcali-rresistente (CEMFILQD), que se mezclan en el hormigónEPS con un largo de fibra de aprox. 30 mm. La canti-dad necesaria de aprox. 1 a 2 % en volumen (según elvolumen del mortero) corresponde a una parte en pesopor m3 de hormigón fresco de 10 hasta 20 kg. El preciorelativamente alto de esta fibra, sin embargo, no per-mite el uso rentable si se reparte de manera homogé-nea en la sección total de hormigón ligero EPS. Sinembargo, el reforzamiento con fibras de vidrio de capasde cemento, que se pueden aplicar en el caso de ele-mentos de construcción de “fresco a fresco”, ha resul-tado ser una solución técnicamente y económicamentefavorable. Ensayos comparativos han mostrado que concapas delgadas de hormigón con fibra de vidrio (GfB)sobre elementos de construcción de hormigón ligeroEPS de densidad aparente baja, se obtienen resultadoscomparables a capas antepuestas considerablementemás gruesas de hormigón normal con refuerzo deacero.

b) Fibras empalmadas de polipropileno

Esta fibra sintética se utiliza para reforzar elementos deconstrucción fraguados con cemento. A pesar de tenerun módulo E más bajo y una dilatación más alta (encomparación con fibra de vidrio) en dosificaciones entre0,6 hasta 1,2 kg/m3 de hormigón ya impide muy bien laformación de grietas de contracción y aumenta la resis-tencia a la tracción del hormigón endurecido.

Para hormigón ligero EPS en el rango de densidad aparente inferior a 600 kgW se ha demostrado que esfavorable tanto en cuanto a la tecnología del hormigóncomo económicamente, aditivar 0,6 kg/m3 de fibras PPreticuladas (L = 24 mm).

En los ensayos llevados a cabo por BASF con hormigónligero EPS la aditivación de los siguientes aditivos cau-saron un mejoramiento notable de las propiedades delhormigón:

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Fig. 7 Generador de espuma para la preparación deagentes espumantes proteicos.

Agentes aireantes/espumantes:

Cia. Tricosal, D 89257 Illertissen

– Agente aireante 748C (polvo), aprox. 0,1% en pesosobre parte de cemento

– Agente espumante S 45 (por m3 de hormigón ligeroEPS se disuelve 0,5 kg del producto concentradolíquido en relación 1 : 40 en agua y en el generador deespuma se convierte en aprox. 300 dm3 de espuma).

Cia. Deitermann, D 45711 Datteln

– CERINOL-Z (polvo), aprox. 0,2 % en peso sobre partede cemento.

Cia. KERATEC AG, CH – 5200 Windisch

– TIXOcellulare (líquido), aprox. 0,9 l/m3 cemento fresco

Aditivos de fibras:

Cía. Arnheiter AG, Forta-Seilwerke, CH 9001 St. Gallen

– FORTA-FERRO fibras PP, aprox. 0,6 kg/m3 de hormigón fresco

Cia. Schwarzwalder Textilwerke STW, D 7773 Schenkenzell

– PP-fibras de empalme tipo “BKG“, aprox. 0,6 kg/M3de hormigón fresco.

5.3. Preparación y composición de la mezcla

Para preparar el hormigón se utilizan las mezcladorasde circulación forzada usuales. Mezcladoras de caídalibre sólo son adecuadas bajo ciertas condiciones. Pri-mero se introducen los aditivos EPS, dosificados porvolumen, y se humectan con una parte del agua deamasado, luego se adiciona el cemento, arena en casonecesario, y los demás aditivos incluyendo el agua deamasado restante. El tiempo de mezcla debe ser deaprox. 120 seg. La formulación orientativa para la com-posición de la mezcla en el sector de densidad apa-rente menor a 600 kg/m3 (densidad aparente seca) y laspropiedades características se encuentran en la Tabla 1.El volumen del aditivo EPS que se dosifica puede variardentro de un cierto rango, dependiendo de si se utilizamaterial espumado o “material molido”. Adicionalmentetiene influencia sobre la cantidad de EPS el volumen delos poros del agente aireante respectivamente delagente espumante. El ajuste de estos componentes demezcla se puede hacer controlando la densidad apa-rente del hormigón fresco.

Las propiedades más importantes en dependencia de ladensidad aparente seca (densidad aparente nominal) seencuentran en la Tabla 2.

Tabla 1 Composiciones de mezcla para hormígon ligero EPS (approx. para 1 m3 de hormígón compactado)

Densidad aparente seca kg/m3 300 400 500 600(densidad aparente nominal)

Densidad aparente fresca(aprox.) kg/m3 400 500 600 700

Aditivo EPS1 dm3 780 780 750 750

Cemento PZ35F kg 280 350 350 350

Arena – 0/3 kg – – 100 200

Agua kg 135 150 155 155

Agua/cemento – 0,48 0,43 0,44 0,44

Agente aireante2 kg 0,280 0,350 0,350 0,350

Fibras empalmadas3 kg 0,6 0,6 0,6 0,61 = Styropor P 550, densidad aparente 12 kg/m3. Sie se usa

material reciclado EPS se deberá aumentar en 200 dm3

(volumen aparente) la parte en volumen2 = Agente aireante 748 C de la Cia. tricosal GmbH

Si se usa otros agentes aireantes/espumantes (véase cap. 5.2)las cantidades aditivadas oueden variar. Dependiendo del volumen de poros varía también la parte en EPS.

3 = fibras empalmadas PP tipo “BKG”, L = 24 mm, de la Cia. STW,77773 Schenkenzell

Tabla 2 Propiedades de hormigón ligero EPS

Densidad aparente seca kg/m3 300 400 500 600(densidad aparente nominal)

Conductividad térmica1 W/(mK) 0,096 0,119 0,143 0,169Valor registrado 10 tr

Valor calculado R W/(mK) 0,120 0,160 0,180 0,210

Densidad aparente kg/m3 375 480 580 680de control2

(después de 28 días)

Resistencia a la N/mm2 0,7 1,2 1,4 1,7compresión

Resistencia a la flexión N/mm2 0,3 0,4 0,45 0,51 = Según la información No. W 10/92 del Bundesminister für

Raumordnung, Bauwesen und Städtebau (Ministro Federal paraPlanifícation regional, Construcción y Ciudades) “sobre la deter-minación de valores de cálculo para la conductividad térmica dehormigón ligro EPS”

2 = Valores medios de series de medidas con Styropor P 550

5.4. Comparación de las propiedades en caso deuso de material reciclado EPS

Los valores de ensayos,la media de 3 ensayos, de 28días de las resistencias a la compresión y a la flexotrac-ción según DIN 1048 se encuentran en las ilustracionesde curvas 8 y 9 para 3 muestras respectivamente. Elensayo de la resistencia a la compresión se llevó a cabocon cubos con un largo de canto de 20 cm, la resisten-cia a la flexotracción se ensayó en barras de 70 x 15 x15 cm.

La resistencia a la compresión de las muestras de hor-migón producidas con “material molido” EPS seencuentra – sobre todo en el rango inferior, ligero dedensidad aparente – aprox. 40% por debajo de aquellade hormigón Styropor de partículas de Styropor espu-madas. La resistencia a la flexotracción de ambasvariantes se encuentra aproximadamente en el mismonivel para el rango de densidad aparente mencionado.

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830/8

La conductividad térmica (Fig. 3) no se ve influenciadapor el uso de “material molido” EPS en comparación aStyropor espumado, ya que depende principalmente dela densidad aparente del hormigón. También las demáspropiedades, como absorción de agua, resistencia a lasheladas, comportamiento al fuego, etc, no se veninfluenciadas por el uso de “material molido” EPS quecorresponde a las exigencias de calidad mencionadasanteriormente.

6. Aplicaciones prácticas

Tal como se mencionara anteriormente, desde el puntode vista actual son de interés principalmente aquellasaplicaciones en las que se pueden aprovechar las propiedades especiales de hormigón ligero EPS, espe-cialmente el buen aislamiento térmico, la buena proce-sabilidad como masa de relleno y la alta capacidad deresistencia contra incendios.

Por ejemplo, como hormigón magro de relleno o denivelación en la construcción de techos, como subsuelotermoaislante para pabellones y gimnasios sometidos a

cargas altas, como hormigón magro de relleno paracanales de tuberías, etc. (Fig. 10 a 12). El suministrohasta la obra se puede hacer en forma de mortero secomezclado en planta en bolsas o silos, respectivamenteen forma de hormigón de transporte en vehículos mezc-ladores. La buena bombeabilidad de hormigón /morteroligero EPS a través de distancias largas en este casotambién es una ventaja.

3,5

3,0

2,5

300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

2,0

1,5

1,0

0,5

Rohdichte (kg/m3)

0

Res

iste

ncia

a la

com

pres

ión

(MN

/m2 )

Styropor P 550EPS-Mahlgut

Prüfwerte nach 28 Tagen+

++

+

Bild 8

1,0

300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

0,8

0,6

0,4

0,2

Rohdichte (kg/m3)

0

Res

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n (M

N/m

2 )

Styropor P 550EPS-Mahlgut

Prüfwerte nach 28 Tagen

+

++

+

Bild 9

Fig. 10 Hormigón ligero EPS como hormigón de relleno en un techo de vigas de madera

Fig. 11 Hormigón EPS termoaislante de relleno y de igualación como subsuelo

Fig. 12 Mortero aislante EPS para rellenar entalladurasy canales para tuberías

En la construcción de edificios el hormigón ligero EPSse utiliza como material de construcción termoaislante,de forjado en el sistema de construcción de esqueleto oen unión con elementos constructivos de carga amorti-guada.

Seguidamente describiremos brevemente algunos siste-mas de construcción que sirven de modelo. Las direc-ciones de las empresas se encuentran al final.

6.1. El sistema “Goidinger“

Este sistema de construcción comprende todas las par-tes necesarias para la producción de paredes portantesinteriores y exteriores. Los elementos de construcciónde paredes de la altura del techo de hormigón ligeroEPS, densidad aparente 400 kg/m3 se montan demanera sencilla y rápida con los recursos usuales en laconstrucción con hormigón. Para el montaje de unaplanta de una vivienda se necesita aprox. un día (Fig.13). Al hormigonar el techo, los espacios huecos enforma tubular de los elementos se cimentan con hormi-gón pesado, asumiendo estos la función portante yriostrante. Ranuras, entalladuras y piezas intermediasse pueden cortar simplemente con las sierra de los ele-mentos de construcción de pared (Fig. 14). Los elemen-tos de pared están clasificados como incombustibles(Clase A2 según DIN 4102, parte l), y cumplen con lasexigencias de la inspección técnica de construccionescorrespondientes a piezas de construcción incombusti-bles (F 180 - AB). También las exigencias recientementeelevadas referentes al aislamiento acústico y térmico dela construcción pueden cumplirse sin adoptar medidasadicionales.

6.2. El sistema “Rastra“

Este sistema de construcción es comparable con el sis-tema %oIdinger“, con la diferencia de que las partes dehormigón ligero EPS con densidad aparente de 300hasta 350 kg/m3 están provistas de vanos verticales yhorizontales (Fig. 15). Los elementos de la altura deltecho también se cimentan después del montaje conhormigón pesado, formándose una red portante que sepuede armar adicionalmente. La producción de estesistema de construcción entretanto se encuentra nosólo en Alemania, sino también en EEUU, Corea yJapón.

6.3. El CBS – Compound Building System

En este sistema se cimenta una estructura de soportede perfiles de hoja de acero con hormigón ligero EPS,densidad aparente 400 kgW (Fig. 16). Los ensayos delos que se dispone actualmente muestran que el forjadode los perfiles de acero portantes con hormigón ligeroEPS influye en el comportamiento de carga de manerapositiva. La unión de los perfiles se hace en plantasegún la técnica usual en la construcción metálicaligera. Las piezas de construcción ligeras se puedenenviar al lugar de construcción en forma de elementosgrandes de pared y techo (fig. 17) o se pueden montaren fábrica como elementos de construcción tridimensio-nales completos (fig. 18). Los componentes tridimensio-nales autoportantes se pueden colocar según unsistema modular también en dos plantas. La produccióny el montaje racionales de este sistema de construc-ción, unidos a las ventajas fisicas de construcción delsistema de construcción de hormigón ligero EPS,despierta mucho interés sobre todo cuando se quierecrear viviendas y oficinas de manera rápida y econó-mica (Fig. 19). Las piezas de construcción tridimensio-nales que se pueden combinar de múltiples maneraspermiten también cambiar la ubicación sin problemas.

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Fig. 13 Sistema de construcción de paredes “Goidinger” de hormigón ligero EPS

Fig. 14 Piezas de adaptación de hormigón ligero EPSse pueden cortar con una sierra.

Fig. 15 Piezas de construcción de paredes de hormi-gón ligero, Sistema “Rastra“.

Fig. 16 Sistema de construcción CBS: cimentar laestructura de perfiles de acero con hormigón ligero EPS

7. Perspectivas

El horinigón ligero EPS en el rango de densidad apa-rente de 200 hasta 600 kg/W ofrece un espectro ampliode propiedades que permite aplicar soluciones de sis-tema innovadoras en muchos sectores de la construc-ción moderna.

La preparación y aplicación de hormigón ligero EPS esposible con las herramientas usuales en la industria dela construcción y piezas prefabricadas. El uso de mate-rial reciclado EPS como aditivo ligero ofrece además unprocedimiento económica- y ecológicamente intere-sante para el reciclaje material de desechos de embala-jes de EPS.

Fig. 17 Montaje de paredes grandes de hormigónligero EPS con estructura de ladrillos

Fig. 18 Producción de componentes tridimensionalesCBS de hormigón ligero EPS

Fig. 19 Vivienda en sistema de construcción modularcon componentes de construcción tridimensionalesCBS de hormigón ligero EPS

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Literatura

[1] Hohwiller, F., und Köhling, K.: Styropor-Beton,„Betonsteinzeitung“ 34 (1968) Heft 2, Seiten 81-87und Heft 3, Seiten 132/137

[2] Hohwiller, F., und Kohling, K.: Styropor-Beton Standder Anwendungstechnik „Kunststoffe im Bau“ 87,(1969) Themenheft 17

[3] Baum, C.: Styropor-Beton, Technologie, Eigenschaf-ten und Anwendung „Beton-lnformationen“ 5/1974

[4] Kohling, K., und Hohwiller F.: Dämmputzmörtel und-beschichtungen unter Verwendung von expandier-ten Styroporpartikeln, „KIB Themenheft 30“

[5] Hohwiller, F: Styropor-Beton als Frostschutz undTragschicht im Fahrbahnbau „Straßen und Verkehr“58 (1972) Heft 11, Seiten 499 508

[6] Forschungsgesellschaft für das Straßenwesen:Merkblatt für die Ausführung von Fahrbahnbefesti-gungen mit wärmedämmenden Tragschichten, Teil1. Schaumpolystyrol-Beton (EPS-Beton), Köln 1979

[7] Looks, H.: Warmedämmende Tragschichten ausLeichtbeton im Straßenbau stoffliche Verwertungvon EPS-Abfällen „IBK Bau-Fachtagung“ 141/1992

Ilustraciones

Nr 7 = Fa. Tricosal, 89257 IllertissenNr. 12 = Fa. Rhodius Chemie Systeme,

56659 BurgbrohlNr. 13 = Fa. MBE, 66620 NonnweilerNr 14 = Fa. A. Klos, 66793 SaarwellingenNr. 15 = Fa. Terkl Beton- u Fertigteilwerke,

A-8841 St. MareinNr. 16 u 19 = Fa. Taco, 06116 HalleNr. 17 u. 18 = Fa. BMG, 21335 LünenLiteratura

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BASF AktiengesellschaftD-67056 Ludwigshafen

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key to your succes - Construnario.com · 2008. 7. 17. · 711 Encofrado de techos; cuerpos de entalladura 712 Encofrados de techos, techos nervados,cuerpos de encofrado recuperables