INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA

TEMA:

POLIESTIRENO EXPANDIDO Y POLIURETANO

DOCENTE

Ingeniero Marcelo Pumagualli

REALIZADO POR

Francisco Tello

PERÍODO

Marzo – Agosto del 2014

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO

Introducción

En el ámbito de la construcción e ingeniería, los constructores e ingenieros tratan siempre

de tener en cuenta en sus obras factores como el ahorro de energía, la protección contra el ruido,

el cuidado del medio ambiente, el aislamiento térmico, entre otros, para esto, las industrias han

inventado una gran variedad de materiales para satisfacer dichas necesidades entre los cuales está

el poliestireno expandido y el poliuretano, materiales muy simples pero que a su vez brindan una

gran variedad de beneficios al momento de la construcción como lo veremos en el siguiente

trabajo.

Justificación

En el presente trabajo se va a exponer y explicar sobre el poliestireno expandido y el

poliuretano, materiales que brindan grandes beneficios en las construcciones, como sabemos en

la ingeniería civil es de vital importancia conocer sobre los materiales de construcción ya que

siempre un ingeniero debe estar familiarizado con ellos para saber que material es el adecuado

para una determinada obra, es por eso que es necesario conocer sobre las características y

propiedades de cada uno de los materiales.

Marco teórico 1 (Poliestireno expandido)

El poliestireno es un plástico que se obtiene por un proceso denominado polimerización,

que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes. La

sustancia obtenida es un polímero y los compuestos sencillos de los que se obtienen se llaman

monómeros. Fue obtenido por primera vez en Alemania por la I.G. Faberindustrie, en el año

1930. Es un sólido cristalino por debajo de 100 ºC; por encima de esta temperatura es procesable

y puede dársele múltiples formas. (Escudero, 2008)

El Poliestireno Expandido (EPS) se define técnicamente como: “Material plástico celular

y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas pre-expandidas de poliestireno expandible, que

contiene un agente de expansión, presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire”.

(Santoni, 2010)

Gráfico: Poliestireno expandido

Fuente: http://novaworldsa.com/poliestireno.html

La abreviatura EPS deriva del inglés Expanded PolyStyrene. (Escudero, 2008) Este

material también es conocido en el Ecuador como Plumafón, Espumafón o Espumaflex, uno de

los fabricantes de este material es la empresa NOVAWORLD S.A. ubicado en la ciudad de

Guayaquil.

Usos y aplicaciones

En el sector de la construcción, tanto en la edificación como en las obras de ingeniería

civil, existen numerosas aplicaciones del Poliestireno Expandido-EPS. Placas y paneles de

aislamiento termo-acústico, casetones y bovedillas para forjados, moldes de encofrado, juntas de

dilatación, elementos decorativos interiores, bloques de EPS para dotar de ligereza a terraplenes

de carreteras, pantanales flotantes, islas artificiales, etc.

Esta extensa aplicación se debe a las extraordinarias cualidades y propiedades de este

material entre las que destacan su elevada capacidad de aislamiento térmico, su ligereza, sus

propiedades de resistencia mecánica, su adecuado comportamiento frente al agua y resistencia a

la difusión del vapor de agua.

La utilización del EPS en la construcción aporta además beneficios medioambientales

principalmente derivados de su función de aislante térmico y por la utilización de un material

que lleva un bajo consumo de recursos materiales y energéticos.

En el ámbito de la construcción, las aplicaciones se centran, fundamentalmente, en la

edificación con soluciones constructivas para el aislamiento termo-acústico de los diferentes

cerramientos, así como en soluciones de aligeramiento y conformado de diversas estructuras de

la edificación, además de otras aplicaciones como moldes de encofrado y juntas de dilatación.

(Santoni, 2010)

Gráfico: Losa con EPS

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos84/poliestireno-construccion/poliestireno-construccion.shtml

En 1960 se descubrió en Noruega que el EPS era muy adecuado para el sector de

ingeniería civil. Por una parte, el efecto aislante del EPS evita que se congele el subsuelo

eliminando así los problemas subsiguientes del deshielo. Por otra parte, su resistencia mecánica y

su cohesión permiten la construcción de estructuras que tienen una enorme resistencia vertical y

horizontal. (Santoni, 2010).

Gráfico: Obra civil con EPS

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos84/poliestireno-construccion/poliestireno-construccion.shtml

El EPS tiene diversas aplicaciones posibles en el sector de ingeniería civil que proceden

de las ventajas que ofrece como material de cimentación ligero debido a sus especiales

propiedades. Estas son algunas aplicaciones:

Construcción de carreteras libres de asentamiento.

Elevación y drenaje de campos de deportes, parques y zonas con césped.

Elevación libre de asentamiento de espacios y terrenos para aparcamiento.

Reducción de carga mediante relleno para reforzar pasos elevados y alcantarillas y

mediante elevación de rampas de entrada y salida.

Elevaciones encima de gasoductos enterrados preexistentes.

Reducción de las cargas laterales reforzando cimentaciones de pilotes en restauración de

zonas urbanas.

Elevaciones para barreras de ruido.

Cimentaciones para cobertizos y edificios ligeros.

Reparación de asentamientos en carreteras existentes.

Rampas para diques o edificios existentes.

Pavimentos de patios y parcelas.

Construcción de bovedillas como aislamiento térmico

Gráfico: Bovedillas de EPS

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos84/poliestireno-construccion/poliestireno-construccion.shtml

Desde principios de la década de 1970, el EPS se ha utilizado como material de

cimentación e ingeniería civil hidráulica a escala cada vez mayor.

Marco teórico 2 (Poliuretano)

El poliuretano se creó en la década de 1930, aunque no comenzó a aplicarse hasta que se

desarrolló la maquinaria adecuada para ello, allá por los años 50 del pasado siglo.

Es un producto que utiliza dos materias primas fundamentales: el petróleo y el azúcar.

Una vez sometidos a un proceso de transformación química, estas materias primas dan lugar a

otros dos compuestos básicos que son líquidos a temperatura ambiente: poliol e isocianato. La

mezcla y agitación de ambos en determinadas proporciones y junto con otros aditivos produce

una reacción química, cuyo resultado es un material con múltiples propiedades: rígido, flexible,

macizo, poroso, etc. (Formulaciones, 2012)

Una de estas fórmulas reactivas da lugar a la espuma rígida de poliuretano (PUR), que es

la que se utiliza en la construcción

Gráfico: Espuma de poliuretano

Fuente: http://formulaciones.es/wp-content/uploads/2011/01/guia-poliuretano-construccion.pdf

Usos y aplicaciones

En el sector de la construcción y obras civiles el poliuretano se lo utiliza para la unión,

aislamiento, impermeabilidad y protección de sistemas de ventilación de aires acondicionados e

instalaciones eléctricas.

Sirve también como impermeabilizante contra la pérdida de calor, frío, corrientes de aire,

ruido y humedad, también se lo utiliza para rellenar fisuras, grietas y huecos en techos, muros,

paneles, cañerías, etc. Se adhiere a todos los materiales de construcción excepto a polietileno,

siliconas y teflón.

Gráfico: Uso del poliuretano

Fuente: http://www.miconstruguia.com/site/wp-content/uploads/2012/06/espumaselladora.jpg

Un aspecto importante del poliuretano es que no afecta la capa de ozono.

La forma de aplicar la espuma rígida de poliuretano es de dos formas:

Proyección: pulverización simultánea de los dos componentes sobre una superficie. Se

suele utilizar para obras nuevas.

Inyección: los componentes se mezclan y se introducen en una cavidad, donde se

expanden. Su utilización es habitual en obras de rehabilitación.

Gráfico: Formas de aplicas poliuretano en construcciones

Fuente: http://formulaciones.es/wp-content/uploads/2011/01/guia-poliuretano-construccion.pdf

Resultados

El poliestireno expandido es un material que tiene numerosas aplicaciones en el ámbito

de la construcción e ingeniería civil como: placas y paneles de aislamiento termo-acústico,

casetones y bovedillas para forjados, moldes de encofrado, juntas de dilatación, elementos

decorativos interiores, bloques de EPS para dotar de ligereza a terraplenes de carreteras,

pantanales flotantes, islas artificiales, etc.

También tiene diversas cualidades y propiedades entre las que destacan su elevada

capacidad de aislamiento térmico, su ligereza, sus propiedades de resistencia mecánica, su

adecuado comportamiento frente al agua y resistencia a la difusión del vapor de agua.

El poliuretano en cambio es un material también de muchas aplicaciones pero en especial

para la unión, aislamiento, impermeabilidad y protección de sistemas de ventilación de aires

acondicionados e instalaciones eléctricas. También para la pérdida de calor, frío, corrientes de

aire, ruido y humedad, también se lo utiliza para rellenar fisuras, grietas y huecos en techos,

muros, paneles, cañerías, etc.

Análisis

El poliestireno expandido como se puede apreciar es un material muy bueno ya que tiene

muchas aplicaciones en la construcción, además de su fácil utilización y bajo costo debido a que

es un material que sí se fabrica en el país.

Los productos y artículos fabricados en Poliestireno Expandido se caracterizan por ser

extraordinariamente ligeros aunque muy resistentes. De acuerdo a la aplicación se fabrica en

densidades que van desde 10 kg/m3 hasta 35 kg/m3.

Hay que tener en cuenta que para la producción de poliestireno se utilizan recursos

naturales no renovables ya que es un plástico derivado del petróleo, pero aun así no es un

material que tenga mucho impacto ambiental en el mundo como otros materiales.

En cambio el poliuretano es de mucha utilidad al momento de impermeabilizar térmica y

acústicamente una construcción, hay que tener en cuenta uno de los aspectos más importantes

que tiene el poliuretano que es un material que no afecta la capa de ozono y su aplicación es muy

práctica ya que existen dos maneras muy fáciles de hacerlo.

Recomendaciones

Tener en cuenta el poliestireno y poliuretano a la hora de construir ya que son materiales

con muchos atributos.

Se recomienda que en lugares de extremas temperaturas tanto en las altas como en las

bajas, se utilice el poliuretano ya que su principal función es como aislante térmico,

también se puede utilizar el poliestireno.

Al momento de construir hacer un análisis de los materiales que se va a utilizar para de

esta manera seleccionar el mejor y más conveniente.

Conclusiones

Se puede concluir que el poliestireno expandido y el poliuretano son materiales de

muchas aplicaciones tanto en el ámbito de la construcción como en obras civiles.

Se concluye también que una de las aplicaciones más importantes de estos materiales es

la funcionalidad que tiene como aislante térmico-acústico.

El poliestireno es un material de muy fácil adquisición y utilización, además que no tiene

un costo elevado.

La densidad de fabricación del poliestireno depende de la utilización que se le dé, se

fabrica en densidades que van desde 10 kg/m3 hasta 35 kg/m3.

Se concluye también que el poliuretano se lo puede aplicar de dos formas, por proyección

cuando se trata de construcciones nuevas y por inyección cuando se trata de

remodelamiento de construcciones.

Bibliografía

Escudero, M. (2008). Wikipedia. Recuperado el 1 de Mayo de 2014, de Wikipedia:

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno_expandido

Formulaciones, S. (2012). Formulaciones.es. Recuperado el 1 de Mayo de 2014, de

Formulaciones.es: http://formulaciones.es/wp-content/uploads/2011/01/guia-poliuretano-

construccion.pdf

Santoni, R. (2010). Monografías. Recuperado el 1 de Mayo de 2014, de Monografías:

http://www.monografias.com/trabajos84/poliestireno-construccion/poliestireno-

construccion.shtml