DuPont™ SentryGlas® –prestaciones superiores y económicasen vidrio laminado de seguridad Por Ingo Stelzer, DuPont Alemania (Neu-Isenburg)

El vidrio laminado de seguridad con intercalariosDuPont™ SentryGlas® de altas prestaciones creanuevas perspectivas. Imagina...

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Durante siglos, la utilización del vidrio en construcción tenía quecumplir tres requisitos: permitir el paso de la luz, asegurar la visióndirecta del entorno y, al mismo tiempo, proporcionar protecciónfrente a los elementos. Los fabricantes de vidrio han ido perfeccio-nando estas prestaciones a lo largo del tiempo. La introducción delvidrio laminado de seguridad representó una mejora significativa enrelación a estos tres aspectos y el alcance de estas mejoras es aúndifícil de determinar en la actualidad, algunas décadas más tarde,porque los arquitectos y los que planifican las estructuras utilizansólo una parte de sus prestaciones potenciales. Esto es debido, fun-damentalmente, a la falta de información relevante, a ideas precon-cebidas o a que las condiciones legales que se precisan todavíaestán por definir. Como consecuencia, es común ir a tamaños exce-sivamente grandes, con estructuras mayores, más pesadas y máscaras de lo necesario para los objetivos que se plantean.

SentryGlas® amplía el horizonteA pesar de los muchos años de utilización, el vidrio de seguridadtradicional de una sola lámina todavía conlleva un riesgo de roturaespontánea, ocasionado por las inclusiones de sulfuro de níquel, ycon él la capacidad de generar una lluvia muy peligrosa de fragmen-tos de vidrio. El vidrio laminado de seguridad (LSG en sus siglas eninglés) se comporta de manera diferente, ya que dos o más panelesplanos de vidrio son laminados juntos, utilizando una lámina inter-media de polímero, que se adhiere de forma segura al cristal. Secrea así un laminado de gran transparencia, resistente a las fuerzasde la naturaleza, al vandalismo, explosiones y otros riesgos para laseguridad. Si se rompiera, los fragmentos de cristal se mantendríanadheridos a la capa intermedia, en lugar de dispersarse y conver-tirse en proyectiles que ponen en peligro a las personas o dañanmuebles o equipos.

En el 95 % de los casos se utilizan las capas intermedias hechascon butiral de polivinilo (PVB, p.ej.. DuPont™ Butacite®). No obs-tante, las nuevas capas intermedias DuPont™ SentryGlas® van ga-nando cuota de mercado. Este nuevo intercalario, desarrolladooriginariamente para cristales en zonas de huracanes, es considera-blemente más rígido que el PVB. Como resultado, el laminado puedesoportar bien mayores cargas o – con la misma carga- reducir el gro-sor sin comprometer la seguridad.

Esto ha creado nuevas e interesantes perspectivas para los arqui-tectos, y una libertad casi total de trabas en el diseño, ya que las pro-piedades de fabricación de los nuevos intercalarios permite laproducción de tamaños de vidrio teóricamente ilimitados – siempre ycuando encajen en los autoclaves disponibles. El elemento másgrande de vidrio que se puede producir hasta ahora es de 3 metrosde ancho por 13,5 m de largo. La combinación de durabilidad y trans-parencia cristalina, protección casi ilimitada frente al amarilleamientoy la excelente estabilidad de sus bordes en condiciones atmosféricasextremas, hacen a SentryGlas® aún más atractivo en instalaciones ar-quitectónicas, tanto en interiores como en el exterior.

Cien veces más rígidoSi dos láminas de vidrio superpuestas se sitúan bajo carga, empeza-rán a combarse cada una por su lado. El desplazamiento ocurre entredos superficies internas que están en contacto directo, ya que unade las dos superficies cede, mientras que la otra se comprime. Siambas hojas van laminadas con una capa intermedia de polímeroadhesivo, esto será capaz de compensar internamente las diferen-cias de distorsión; en otras palabras, será capaz de absorber lasfuerzas de cizallamiento (fig. 1).

En los últimos años, los arquitectos no sólo han

descubierto el vidrio laminado como material de

construcción, también han aprendido a explotar

mejor sus excepcionales prestaciones estructura-

les y de diseño. Ahora, los intercalarios DuPont™

SentryGlas® de mayor rigidez combinan la eficien-

cia en costes con las elevadas prestaciones, am-

pliando así significativamente el campo de

aplicación de este material de construcción, desde

la vivienda a las villas de lujo, pasando por los ras-

cacielos, las fábricas y las instalaciones culturales.

Fig. 1: Efecto combado bajo carga

Las capas intermedias de PVB tales como DuPont Butacite®

hacen esta función de manera eficaz cuando se ven expuestas a car-gas súbitas y temporales. De ahí que el vidrio de seguridad laminadoproducido con este tipo de capa intermedia proporcione una protec-ción excelente frente a los efectos de vandalismo, huracanes o ex-plosiones, por ejemplo. No obstante, el PVB es un polímero suave,que comienza a deformarse con cargas a largo plazo. La consecuen-cia: dos láminas de vidrio laminadas juntas, que utilizan PVB y ex-puestas a una carga de flexión a largo plazo, se comportanexactamente de la misma forma que dos láminas que no se hayanunido. Por ello, los cálculos estáticos hechos hasta la fecha sólo con-sideran las propiedades de los componentes del vidrio, y no delefecto conjunto del total del vidrio laminado de seguridad.

Las capas intermedias SentryGlas® reaccionan de manera bastantediferente. Su resistencia en los ensayos de tensión es considerable-mente mayor que la del PVB, y su rigidez a temperatura ambiente esde hecho cien veces mayor (fig. 2). El comportamiento a temperatu-ras superiores también es mejor (fig. 3).

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Fig. 2: Comparación de rigidez y resistencia a corto plazo decapas intermedias de PVB y SentryGlas®

Fig. 3: Rigidez (módulo de cizallamiento) de capas intermediasde PVB y SentryGlas® a temperatura ambiente y alta tempera-tura.

Balaustradas en un estadiode béisbol estadounidenseUna balaustrada hecha convidrio laminado de seguri-dad con intercalarios DuPont™ SentryGlas® en elestadio de béisbol PetcoPark de San Diego (EE.UU.),permite a los espectadoresver el juego sin obstáculos.Gracias a la adopción deSentryGlas™, se pudo evi-tar el uso tanto de marcocomo de pasamanos demetal.

Laminados más finos, mayor seguridadLa diferencia de restricciones, cuando se compara con el PVB, acon-seja reconsiderar la aproximación al diseño de paneles de vidrio laminado con cargas estáticas, y también cuentan para las propieda-des mecánicas de las capas intermedias. DuPont tiene estudios disponibles al respecto.

El potencial de posibilidades se ilustra con los ensayos indepen-dientes llevados a cabo sobre acristalamientos para balaustra-das [1], en los que una hoja monolítica (19 mm de vidrio deseguridad templado de una sola capa) se comparó con dos lamina-dos de vidrio de seguridad (10 mm templado / 1.52 mm PVB / 10 mmtemplado y 10 mm templado / 1.52 mm SentryGlas® / 10 mm tem-plado). Los paneles de vidrio, con unas medidas aproximadas de

1.200 mm por 1.200 mm, fueron fijados por un extremo. En un pri-mer ensayo, se les aplicó una carga lineal (1,5 kN/m) en el límite su-perior de los paneles de vidrio (en el lado opuesto a la fijación). Enotros dos ensayos, se ejerció una carga sobre un punto (1,5 kN) en elcentro y en una de las esquinas exteriores. Su comportamiento dedistorsión, o la deflexión del extremo superior, se midió a tempera-tura ambiente.

Los resultados de los tres conjuntos de ensayos mostraron con-sistentemente que el índice de deflexión del vidrio laminado de se-guridad con SentryGlas® era menos de la mitad del de la capaintermedia de PVB, y que este índice de deflexión es similar, o incluso inferior, al registrado con la hoja monolítica (fig. 4).

Podemos concluir de lo expuesto y de los ensayos realizados,que la rigidez de SentryGlas® es tan elevada que hay una transferen-cia casi perfecta de carga entre las dos láminas de vidrio. Esto estambién válido para una gama de temperaturas superior y tambiéndurante un plazo largo de tiempo. Es por eso que SentryGlas® per-mite producir laminados que soportan cargas elevadas, con una re-lación excepcional prestaciones/peso. Con respecto a los laminadoscon PVB, ofrece oportunidades importantes para: • reducción del grosor del vidrio, a menudo del área de uno o dos

grosores de vidrio estándar.• instalación de paneles mayores para cargas determinadas, o• reducción del número de puntos de fijación en acristalamientos

sin estructuras.De cara al usuario, esto permite por un lado una cierta reducción

de costes, y por otro, una reducción en el peso total del vidrio, quees especialmente apreciada en objetos móviles, como en el caso deyates o material rodante.

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Fig. 4: Comparación de índices de deflexión en paneles de muestra hechos con vidrio de seguridad templado de una solahoja y laminados con PVB o SentryGlas®, expuestos a cargas lineales y sobre un punto.

Techo en la sede de Endesa Los arquitectos Kohn Pedersen Fox utilizaron vidrio laminado de seguridad con intercalarios de gran resistencia a la carga DuPont™ SentryGlas® en el techo del tamaño de un campo de futbol de la sede de Endesa en Madrid. Foto: H.G. Esch

Las ventajas de las capas intermedias SentryGlas® en la resisten-cia a impactos se muestran en la figura 5. Los laminados, cada unode ellos formado por dos láminas de vidrio con intercalarios hechosde PVB y SentryGlas® respectivamente, fueron expuestos a unatanda de impactos a –12 °C. Los ensayos comenzaron con 25 impac-tos de 4.300 N, seguidos por otros 10 de 8.600 N. Los dos laminadossoportaron la prueba inicial sin romperse. El laminado de PVB continuó, para fallar en el segundo impacto de 12.900 N. El deSentryGlas® soportó otros 10 impactos en este nivel y sólo falló en el tercer impacto de 17.200 N.

Mayor seguridad en caso de roturaEl vidrio de seguridad laminado en aplicaciones arquitectónicas es elúnico vidrio de seguridad con calidad óptica que permanece íntegrodespués de la rotura. Si hay un impacto suficientemente fuerte, el vidrio se romperá, pero aún así, los peligrosos fragmentos de vidriopermanecerán adheridos a la capa intermedia. Como resultado, elriesgo de lesiones a los viandantes se reduce significativamente y almismo tiempo se mantienen algunas de las ventajas del vidrio en laprotección frente al viento y la lluvia.

Algunas mediciones comparativas muestran que este aspectopositivo es considerablemente más acusado en laminados con SentryGlas® que en los de PVB (fig. 6). Durante los ensayos, amboslaminados fueron sometidos a una carga con 3.300 N y luego el vidrio se rompió con la carga restante. La deformación (desplaza-miento del centro) se registró tiempo después. La deformación del

Fig. 5: Comparación de resistencia a impactos de laminados he-chos con SentryGlas® y PVB.

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Fachada sur del ‘Triángulo de Colonia’ 2.500 m² de vidrio de seguridad laminado con DuPont™ SentryGlas® hacen que la cara sur del “Triángulo de Colonia”parezca desafiar las leyes de la aerodinámica y la transparencia.Josef Failer, del laminador Flachglas-Wernberg GmbH dice: “Utilizando nuestro vidrio laminado SiglaPlus®, hemos cubiertolos requisitos de resistencia estructural de arquitectos, ingenie-ros y administración local- incluidas las severas exigencias deprestaciones de resistencia al viento, con una solución con ungrosor aproximadamente un 20 por ciento menor que el del vidrio laminado tradicional.”Foto: DuPont, © Jens Willebrand

Fig. 6: Comparación del comportamiento de deformación paralaminados con PVB y SentryGlas® , como consecuencia de la rotura del vidrio.

laminado de PVB fue mucho mayor que la del laminado con SentryGlas®. Además, el laminado con PVB se rasgó después deunos 7 minutos, mientras que el laminado con SentryGlas® permane-ció intacto.

Excelente resistencia antienvejecimientoComparado con las capas intermedias estándar, SentryGlas® tam-bién es más resistente a la humedad y a los efectos del tiempo y lastemperaturas entre –30 °C y +70 °C. Se trata de resultados consis-tentes en ensayos de laboratorio y en investigación empírica. Losbordes de los paneles de vidrio laminado se solían tapar para ocul-tar el daño potencial causado por las condiciones atmosféricas.Gracias a la excepcional estabilidad de los bordes del intercalarioSentryGlas®, no han tenido lugar cambios no deseables como la deslaminación en ninguna de sus aplicaciones, incluso en panelescon bordes abiertos expuestos al calor y al clima húmedo de Floridadurante siete años.

Balaustrada de curva cerrada en las escaleras de unas salas de cineLa balaustrada de acentuada curva hecha con vidrio de segu-ridad SentryGlas® consigue que la escalera en espiral deunos multicines en Genova (Italia) sea a la vez transparente ytan atractiva que se utiliza de buen grado por los asistentesal cine, a pesar de que desciende dos plantas en un espaciomuy reducido. Fue esencial para el éxito de este proyecto quelas fijaciones por puntos se pudieran anclar directamente enel intercalario SentryGlas® , en lugar de en el propio vidrio.Con ello, se alivió la tensión sobre el vidrio y resultó clavepara la consecución de los cerrados radios del vidrio lami-nado curvo. Además, la integridad post-rotura deSentryGlas® es una ventaja clave en esta aplicación.

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Cristales ligeros en un yateViraver Technology s.r.l. (Padua, Italia), proveedor de solucionesavanzadas en cristal, utiliza las capas intermedias estructuralesDuPont™ SentryGlas® en los cristales frontales y laterales de losnuevos yates de los astilleros Sanlorenzo S.p.a. La combinación deresistencia, transparencia y comportamiento a la intemperie garan-tiza que los paneles de vidrio laminado, que tienen entre 1 y 3 metros de largo y entre 1 y 1,5 metros de alto, conserven su trans-parencia y resistencia a impactos a pesar de su exposición a largoplazo a condiciones climáticas adversas. Además, el grosor totaldel vidrio se redujo frente al vidrio monolítico estándar, con lo quese disminuyó el peso total.Foto: Sanlorenzo S.p.a.

Al utilizarse combinado con sellantes de silicona estándar, loselementos de vidrio con capas intermedias SentryGlas® unidos entresí no muestran decoloración u otra forma de daño en sus cantos, incluso después de años de soportar la intemperie. El cristal de seguridad con intercalarios SentryGlas® se utiliza en exteriores entodo el mundo. Años después, proporcionan el mismo nivel de seguridad y ofrecen el mismo aspecto de bordes intactos que el díaen que fueron instalados.

Transparencia máxima durante muchos añosAdemás de su alta rigidez, las capas intermedias SentryGlas®

ofrecen una ventaja adicional: su elevada transparencia cristalina.Tras años de uso, la capa intermedia mantiene su transparencia original. El valor de amarilleamiento es de 1,5 o menor, y no se incre-menta significativamente. Las capas intermedias estándar tienen valores de amarilleamiento de entre 6 y 12. Además, los laminadoscon SentryGlas® no precisan adhesivos, ni otros refuerzos de lami-nación o plastificantes, que pueden ser causa de decoloración.

Aplicación universalGracias a las excelentes propiedades ópticas de las capas interme-dias SentryGlas®, arquitectos y diseñadores pueden especificarahora vidrio de seguridad de gran transparencia hecho con vidriocon extra claro. Entre su amplio número de aplicaciones posibles seencuentran:• Oficinas y edificios públicos con más luz natural.• Escaparates para grandes almacenes y tiendas.• Cristal de seguridad para vitrinas de joyería.• Ventanas panorámicas.• Lucernarios y otras formas de vidrio en techos.• Cristales transparentes de alta seguridad.• Cristales de invernaderos y semilleros.• Ventanas de color neutro en estudios de arte y fotografía.

Los arquitectos e ingenieros que quieran sacar los máximos beneficios de SentryGlas® encontrarán laminadores especializadosen fabricación de vidrio laminado de elevadas prestaciones en todoel mundo. El proceso de laminado es casi idéntico al utilizado en el vidrio laminado estándar. Las diferencias pueden encontrarse en laforma en que se suministran los intercalarios (hojas en lugar de rollos) y en el hecho de que no precisan almacenamiento refrige-rado. SentryGlas® puede procesarse en las unidades y líneas de producción existentes.

Bibliografía[1] John Colvin, JCGC Ltd.: Comparison of Monolithic and Laminated

Glass; Glass Performance Days 2007, Tampere/Finland, Resumen

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Fachada de hipermercado en el norte de ItaliaTeleya, un especialista italiano en muros cortina y revestimien-tos, ha desarrollado y patentado un concepto de fachada muytransparente y minimalista, en el que las capas intermedias Du-Pont™ SentryGlas® proporcionan la transmisión de cargas pre-cisa. Una de las primeras aplicaciones de este sistema defachada por puntos es la de un hipermercado en Cesena, en elnoreste de Italia. Además de la elevada resistencia y rigidez delos intercalarios, su adherencia directa al metal es fundamentalpara la estabilidad del conjunto de la fachada, ya que permiteuna muy eficiente transferencia de cargas a los minimalistas dis-positivos de acero inoxidable de fijación por puntos.Foto: Paola di Petri

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