Styropor® Informaciones Técnicas

Styropor®

Edición 1998

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 AktiengesellschaftKSR/MK – D 219Frau Kahne67056 Ludwigshafen, AlemaniaTel.: (+49 621) 60-9 90 38Fax: (+49 621) 60-7 22 26

BASF Plastics

Plásticos celulares

Styropor Información

9500 Gama de productos, Propiedades, Transformaciones,Aplicaciones

8601 Construir con Styropor

8706 Embalajes con Styropor

195 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 espumarígida

111 Contracción inicial y posterior de planchas de espuma rígidaproducidas en máquinas automáticas

120 Resistencia química de la espuma rígida de Styropor

121 Resistencia de la espuma rígida a los parásitos animales yvegetales

125 Aspectos de derecho alimentario

130 Seguridad contra incendios durante la transformación de Styropor

131 Envases y embalajes de Styropor F expandido

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

205 Control de recepción y producción en las fábricastransformadoras de Styropor

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

240 Almacenes para fruta

250 Cámaras frigoríficas

260 Depósitos grandes de hormigón armado

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

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

Folleto técnico sobre el empleo de espuma rígida de poliestirenoexpandido en la construcción de terraplenes de carreteras

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

825 Drenaje con Styromull

830 Areas de césped y construcción de campos deportivos conStyromull

835 Bonificación de suelos y jardinería paisajística con Styromull®

840 Styromull como agente auxiliar para la elaboración de compost


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2 Transporte



4 Transformación



7 Embalajes

8 Reciclar/Eliminar

BASF Plastics

Styropor®

Poliestireno expandible (EPS)

Gama de productosPropiedadasTransformaciónAplicaciones


Presencia del poliestireno

Guaratinguetá

General Lagos

South Brunswick

Pasir Gudang

Thane

Ludwigshafen

Tarragona

Santiago

Altamira

•

••

••

••

•

Uno de los campos de trabajo más significativosde la empresa BASF es el sector de los plásticos,caracterizado por una extraordinaria serie deprestaciones pioneras: en 1930 se concretó el pri-mer proceso de alta tecnología para la fabricacióndel poliestireno, en 1940 el de la poliamida. Elpoliestireno expandible – Styropor® – se obtuvoen 1950. La empresa BASF es actualmente unode los mayores y más exitosos productores deplásticos del mundo.

Styropor, cercana ya la fecha de su quincuagésimoaniversario, se ha convertido en un sinónimo deconstrucción ahorrativa desde el punto de vistaenergético, de embalaje racional y seguro. Este producto y sus derivados han sido perfeccionadospermanentemente a lo largo de décadas, actuali-zándose las técnicas de maquinaria y procesa-miento y abriéndose nuevos campos de aplicación.Nuestro Departamento de Investigación y Desarrolloseguirá contribuyendo, también en el futuro, a satis-facer las exigencias de producto y de mercado.

2

3

Ulsan

Yokkaichi

Nanjing

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® = Marca registrada de BASF Aktiengesellschaft

Styropor Gama de productos, Propiedadas, Transformación, Aplicaciones

4 Acreditación de Styropor

5 Gama de productos StyroporProductos estándarProductos especiales

6 Propiedades de StyroporEstructura químicaPropiedades físicasResistencia frente a sustancias químicasComportamiento frente al fuegoComportamiento biológicoDisposiciones legales sobre productos alimenticios

7 Styropor Transformación

8 Aplicaciones de Styropor en la construcciónEn el tejadoEn las paredesEn el sueloEn obras públicas

10 Aplicaciones de Styropor en embalajes

12 Productos especiales de StyroporStyropor P 006

13 Reciclado de StyroporProducción de plásticos celularesAplicación como aditivosProcesamiento para la obtención de poliestirenos y poliestirenos expansiblesProceso de reciclado para la obtención de materias primasProducción de energíaDepósito en vertederos

Acreditación de Styropor

Con 12 plantas de producción en cua-tro continentes y concesionarios entodos los países, BASF ofrece perma-nentemente el más alto nivel técnicode prestaciones, en relación directacon el cliente y el mercado, en base asu eficiente servicio postventa.

La gama de productos Styropor com-prende más de 50 marcas, con unacapacidad de producción total anualde más de 500.000 toneladas, cuyabase económica queda garantizadapor la combinación de materias pri-mas.

El éxito de Styropor está basado nosólo en la elevada inversión en investi-gación y desarrollo y en modernosprocesos de producción, sino tam-bién en los altos estándares de cali-dad fijados para la valoración de cadaunidad de producción y cada emple-ado. Nuestros productos provienende plantas de producción avaladaspor la certificación DIN ISO 9001.

El desarrollo continuado y las mejoraspermanentes se extienden a 6 gruposde productos con un sinnúmero dederivados, adecuados a exigenciasmuy concretas.

Una ventaja decisiva de Styropor essu favorable relación precio/prestacio-nes, patente en todos sus campos deaplicación. Por ejemplo, en el sectorde la construcción, en el cualStyropor, gracias a sus cualidadestermoaislantes, contribuye notable-mente a convertir en realidad deforma económica el concepto de lacasa de bajo coste energético.

Y ya que un aislamiento térmico con-secuente contrarresta de forma nota-ble el derroche energético, se puedeestablecer de forma taxativa una rela-ción directa entre aislamiento térmicocon Styropor y reducción de emisio-nes de CO2.

También en la industria del embalajedesempeñan un papel importante las prestaciones y el bajo precio. Dichas prestaciones se aprecian pri-mordialmente en la gama de aplica-ciones y la adaptabilidad del material,así como naturalmente en la seguri-dad de utilización del mismo. Losembalajes de Styropor contribuyen areducir la tasa de daños originadosdurante el transporte y almacena-miento, manteniendo así el valor de lamercancía.

Styropor es un producto acreditatodesde hace 50 años en multitud decampos de aplicación, existiendo unaamplia serie de derivados específicospara aplicaciones especiales.

Styropor es uno de los primeros plás-ticos que permite acreditar y llevar a la práctica un sistema cerrado,comenzando por el proceso de pro-ducción y finalizando en la gestión dedesechos y reciclado.

4

Gama de productos Styropor

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Productos estándar

Styropor® P Para los sectores de la • Elaboración ahorradora de energíaconstrucción, embalaje y • Bajas densidades aparentesfabricación de artículos de • Cortos períodos cíclicosprimera necesidad • Favorable conductibilidad térmica

• Estrecha franja de distribución de las densidades aparentes

Styropor® F Aplicación en el sector de la • Clasificación óptima, según normas nacioales, en el construcción, para embalajes apartado de materiales generales y de construcción y fabricación de artículos de inflamables primera necesidad con acabado • Favorable conductibilidad térmicaignífugo • Cortos períodos cíclicos

• Bajas densidades aparentes• Estrecha franja de distribución de las densidades

aparentes

Productos especiales

Styropor® P 006 Para placas de drenaje • Reducido consumo de adhesivospegadas y soldadas • Reducido margen de tamaño e partículas

• Partículas de gran tamaño con gran capacidad de drenaje

• Gran rendimiento también con bajas densidades aparentes

Styropor® P+F Como material suplementario para • Reducida densidad aparente a granelMarcas la fabricación de ladrillos porosos, • Favorable comportamiento de espumadoFinamente hormigón Styropor, enlucidos • Buena adherencia gracias a su ventajosa estructuraParticuladas aislantes Styropor, enlucidos superficial

ligeros, ladrillos refractarios, etc. • Pequeño tamaño de partículas

Styropor® P+F Para productos de elevada • Expandible uniformemente a elevada densidad aparente

densidad aparente y reducida • Reducido contenido en agente expansivopostcontracción, con o sin • Cortos períodos cíclicos incluso con reducidosacabado ignífugo tiempos de almacenado intermedio

• Cortos períodos de sedimentación de producto terminado

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Propiedades de Styropor

Estructura química

Styropor es un poliestireno expandibleque contiene agente expansivo. Seobtiene mediante un procedimientode polimerización del monoestirenocon adición de pentano.

Los plásticos celulares fabricados abase de Styropor poseen una estruc-tura formada por millones de finascélulas rellenas de aire.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas están deter-minadas, en lo esencial, por la densidad aparente.

Los valores básicos de utilización de Styropor figuran en la tabla 1, los concernientes a Styrotherm en la tabla 2.

Resistencia frente a sustancias

químicas

Los plásticos celulares fabricados en Styropor se comportan como elpoliestireno frente a las sustanciasquímicas. Al ser atacado el plásticopor éstas se produce sin embargo ladisociación del material de forma másrápida que en el caso de los cuerpossimples compactos, debido al redu-cido espesor de las paredes celulares.Esto significa que los plásticos celula-res con reducida densidad aparenteson atacados asimismo de formaintensiva. Los plásticos celulares deStyropor son insensibles a los efectosdel agua, de la mayoría de los ácidosy de las lejías.

Debe tenerse en cuenta la sensibili-dad a los efectos de disolventes orgánicos, sobre todo en el caso deadhesiones o recubrimientos de pin-turas. Lo mismo rige para plásticoscon plastificantes (migración del plas-tificante en caso de policloruro devinilo).

Antes de poner en contacto plásticoscelulares de Styropor con sustanciasde composición desconocida deberáverificarse la reacción del material.

Comportamiento frente al fuego

Al igual que muchos otros materialesde construcción y embalaje, los plás-ticos celulares de Styropor son infla-mables. Su comportamiento frente alfuego no depende sólo de cualidadesespecíficas del material, sino tambiénde las condiciones de utilización. En dicho contexto se debe distinguirentre Styropor P y Styropor F. Losmateriales compuestos utilizadoscomo capas protectoras y de revesti-miento ejercen asimismo una influen-cia importante en lo relativo al com-portamiento frente al fuego.

Styropor F posee un acabado ignífugo, gracias al cual se reducenotablemente la inflamabilidad y lapropagación de las llamas en lasuperficie del plástico. En dicha cali-dad, los plásticos celulares de Styropor obtienen una clasificaciónóptima en base a las diferentes nor-mas alemanas sobre materiales infla-mables generales y de construcción.

En los ensayos llevados a cabo conStyropor F según DIN 53436 no sehan detectado dioxinas bromadas nien la fase de desprendimiento degases ni en los restos de la combus-tión, únicamente cantidades despre-ciables de furanos bromados, noincluídos en la normativa de prohibi-ción de sustancias químicas de 1994.

La toxicidad de los gases producidosen los períodos de combustión y de carbonización lenta es menor en el caso de plásticos celulares deStyropor que en volúmenes compara-bles de madera.

En su utilización como material deembalaje, el comportamiento de Styropor es similar al de otros mate-riales. En caso de utilizar Styropor Fpara elevar la seguridad frente alfuego, las pólizas de seguros paracasos de incendio incluyen las corres-pondientes bonificaciones.

Comportamiento biológico

Styropor se elabora desde hace décadas, utilizándose los plásticoscelulares obtenidos del mismo en los más variados sectores sinhaberse detectado nunca efectosnocivos para la salud humana.

Disposiciones legales sobre productos alimenticios

El monómero utilizado en la fabrica-ción de Styropor figura en la norma-tiva sobre productos de consumo del 10-04-1992, y cumple la norma90/128/CEE del 23-02-1990. Losproductos auxiliares utilizados para el procesamiento y fabricación deStyropor satisfacen las recomenda-ciones del Ministerio de SanidadFederal relativas a polímeros o colo-rantes con contenido en poliestirenos.Se cumplen los requisitos especifica-dos por la Oficina Federal de HigienePública.

Las tablas “Propiedades de espumarígida de Styropor para aplicacionesen embalajes” y “Aplicaciones en laconstrucción” se encuentran anexa-das.

Preexpansión1

Materia prima Preexpandidor Silos

Moldeadora automáticaInstalación de cinta Máquina automática de planchas Molde de bloques

Bloque

Instalación de corte

Planchas Planchas Planchas Piezas moldeadas

Expansión3

Reposo intermedio2

Instalación de corte

Piezas moldeadas

Styropor Transformación

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Procesado

El procesamiento a que está sometidoStyropor para la obtención de plásti-cos celulares se distingue por unreducido consumo energético y cor-tos períodos cíclicos. La elevadaestabilidad de los valores cualitativosdel producto se traduce en una fabri-cación libre de incidencias de los pro-ductos a base de plásticos celulares.

Los plásticos celulares de Styroporpueden fabricarse en forma de blo-ques, planchas, piezas moldeadas y recortadas. Algunas marcas selec-cionadas de Styropor son adecuadasasimismo como aditivos para la fabri-cación de hormigón ligero, enlucidosprotectores y ladrillos porosos.

Transformación

➀ Preexpansión➁ Reposo intermedio➂ Expansión

8

Aplicaciones de Styropor en la construcción

Los plásticos celulares de Styropor se utilizan principalmente como ele-mentos termoaislantes en el sector de la construcción, aunque tambiénofrecen soluciones económicas en la fabricación de módulos y piezasacabadas, como material ligero paracimientos y obras de basamento,como aislamiento acústico al ruidoproducido por golpes o pasos, o como aditivo ligero para la fabrica-ción de enlucidos protectores, arga-masas y hormigón.

Este amplio abanico de aplicacionesplantea naturalmente exigenciasespeciales al perfil cualitativo y deprocesado de la materia básicaStyropor: BASF ofrece una gran varie-dad de marcas Styropor con diferen-tes perfiles cualitativos en función desu aplicación.

Los arquitectos e ingenieros del sector de la construcción se sirven deestas cualidades para su aplicaciónen múltiples sectores funcionales, taly como se desprende de los ejemplosque figuran a continuación:

En el tejado

Los plásticos celulares de Styroporestán disponibles en forma de rollos yplacas aislantes cortadas o moldea-das para el aislamiento económico detejados planos, pudiendo ser monta-das sin fijación, o bien pegadas en fríoo en caliente o con fijación mecánica.

Para los tejados pinos son adecuadoslos plásticos celulares de Styropor enforma de placas aislantes dispuestasen celosía entre los contrapares(Styrotect® S), como sistema sobre-puesto sobre los contrapares o comoelementos constructivos compuestosde carácter termoaislante.

En las paredes

Para el aislamiento de las paredesexteriores se utilizan productos fabri-cados a base de plásticos celularesde Styropor de las más diversas cla-ses. Por ejemplo, como placas aislan-tes dispuestas bajo un revestimientode enlucido reforzado con tejido,como forjados o como enlucido ais-lante en la parte exterior de la obramampostería. En obras a doble paredse utilizan los plásticos celulares deStyropor como placa intermedia ais-

Aislamiento de tejadospinos, aplicandoStyropor® sobre loscontrapares.

Aislamiento de azoteascon rollos continuos.

Poroton® = Marca reg.de Verband derPoroton-Hersteller e.V.

Aislamiento de paredes exteriores.

Cimentación de calzadas de carreteras.

Colocación de placasaislantes del ruido delas pisadas.

lante, o bien, en caso de aislamientoposterior, se inyecta en forma de partículas expandidas entre el muromaestro y el muro delantero.

También los bloques especiales parapared con aislamiento integrado deStyropor o los ladrillos celulares poro-sos (Poroton®) satisfacen las exigen-cias respecto a una elevada protec-ción térmica.

Para el aislamiento de interiores seutilizan elementos compuestos deStyropor y cartón enyesado.

En el suelo

Aquí se utilizan placas de plásticocelular Styropor, sobre todo para elaislamiento acústico al ruido produ-cido por golpes o pasos, como capaaislante elástica dispuesta debajo delpavimento de cemento, capaz dereducir ampliamente el sonido propa-gado por cuerpos sólidos en la cons-trucción de recubrimientos (pavimen-tos flotantes), así como para elaislamiento térmico de las calefaccio-nes de suelo.

En obras públicas

Las propiedades especiales de losplásticos celulares de Styropor, comopor ejemplo la estabilidad y durabili-dad, la insensibilidad frente a lasinfluencias de la humedad y de losorganismos del suelo, la reducidaabsorción de agua y su excelentecapacidad de aislamiento térmico, seaprovechan asimismo en el sector deobras públicas: por ejemplo comocapa aislante y protectora contra elhielo en componentes en contactocon el suelo, como fundamentaciónprimaria en la cimentación de obras ocomo materiales ligeros (Geofoam)para cimentación de calzadas decarreteras y rampas de puentes sobrefirmes poco asentados. Las placas dedrenaje de Styropor constituyen otraespecialidad para cimentación yobras de fundación. En estas placas,las partículas perliformes expandidasde Styropor, de gran tamaño, estánpegadas o soldadas entre sí de talmanera que forman una estructura encuña capaz de cumplir con eficaciauna función evacuadora de agua.

9

10

Aplicaciones de Styropor en embalajes

Los plásticos celulares de Styroporconstituyen materiales de construc-ción ideales para los embalajes. Elproceso de moldeo universal posibilitala adaptación exacta al contorno delobjeto a embalar y la formación deescotaduras en las zonas no someti-das a esfuerzo o como medida deahorro de material, siendo librementeseleccionables el espesor de las pare-des o los contornos exteriores. Laspropiedades específicas del materialpueden modificarse asimismo en unamplio margen mediante la variacióndel grado de esponjado del mismo.

Estas amplias posibilidades han per-mitido su aplicación en diferentessectores industriales y en la fabrica-ción de múltiples tipos de embalaje.Así, por ejemplo, se utilizan embalajesde Styropor para bienes tan diferentescomo ordenadores, productos derepostería, bocas contraincendios opescado.

Las exigencias a que se ven someti-dos los embalajes se centran primor-dialmente en sus características de

• resistencia a la compresión,• amortiguación de choques y• aislamiento térmico.

Los plásticos celulares de Styroporpertenecen a los materiales de emba-laje con el mayor nivel de absorciónde energía, con una excelente capaci-dad simultánea de aislamiento tér-mico y una elevada resistencia a lacompresión. Existe toda una serie deejemplos convincentes en todos losramos y sectores de producción,desde embalajes para frigoríficos ylavadoras, para delicados aparatos dela electrónica recreativa, óptica y decomunicación, hasta embalajes paraproductos cosméticos y farmacéuti-cos o de la industria de la alimenta-ción. Los plásticos celulares deStyropor se han acreditado desdehace décadas en la fabricación depiezas recortadas o moldeadas paramúltiples ámbitos de actividad.

Embalajes amortiguado-res de choques paraaparatos electrónicos.

Cajas para pescado, ter-moaislantes, higienicas,autorizadas para el con-tacto directo con alimentos.

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Embalaje para tartas.

Resistencia a la compre-sión; apilamiento de 8 frigoríficos.

Embalaje para el trans-porte de bocas de aguaque sirve adicionalmentecomo protección contralas heladas, al ser incor-porado en el suelo.

Productos especiales de Styropor

Junto a los productos estándarStyropor P y Styropor F, existen pro-ductos especiales de la gamaStyropor para otras aplicaciones.

Styropor P 006

Un producto de granulado perliformeespecialmente grueso para placas de drenaje pegadas y soldadas, confavorables valores de paso de flujos.

Colocación de placas de drenaje de Styropor® P 006.

Protección y confort de usocon el casco para ciclistas apartir de Styropor®.

12

Reciclado de Styropor

13

Los plásticos celulares de Styroporpueden procesarse después de suutilización para la fabricación de nue-vos productos de plástico celular, serutilizados como aditivos, procesadospara la obtención de materias primas

Procedimientos dereciclado de materialesexpandidos de Styroporusados

➀ Reutilización delmaterial en la fabri-cación de productosespumados

➁ Reciclado químico➂ Generación de ener-

gía por combustión

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

Extusión 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

o para la producción de energía.También resulta posible su depósitoen vertederos sin que se produzcauna liberación de sustancias nocivasen el aire, el agua o el subsuelo.

Reciclado de Styropor

Producción de plásticos celulares

Los desechos limpios de plásticoscelulares, triturados en partículas,pueden reutilizarse para la fabricaciónde bloques o piezas moldeadas.

Aplicación como aditivos

Mediante la trituración de plásticoscelulares usados se obtiene un nuevoproducto registrado: Styromull®(grosor de copos entre 4 y 25 mm),un producto adicional que puede serutilizado para la mejora del suelocomo auxiliar de compostaje y comomaterial de filtrado para drenajes.

El sector de la construcción ofreceposibilidades adicionales: triturado a un tamaño de partícula de entre 1 y 4 mm, se utiliza para conferir porosidad a ladrillos y como aditivopara hormigón ligero y enlucidos pro-tectores.

Informaciones adicionales

Al objeto de facilitarle una informacióndetallada adicional, BASF pone a sudisposición una amplia documenta-ción sobre Styropor, como por ejem-plo informaciones técnicas y folletossobre temas tales como: aplicacio-nes, procesamiento, construcción,embalajes, seguridad contraincen-dios, etc., así como respecto a losplásticos celulares de color Styrocolory a Styrotherm.Se puede recurrir asimismo en cual-quier momento al asesoramiento delos técnicos en aplicaciones de lafirma BASF.

Observación

Las indicaciones de esta publicación se basan en nuestros conocimientos yexperiencias actuales. No presuponenuna garantía juridica 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 disposiciones vigentes.

Procesamiento para la obtención de poliestirenos y poliestirenos expansibles

Los plásticos celulares de Styroporson termoplásticos que pueden sertransformados nuevamente en lacompacta sustancia original, poliesti-reno, mediante sencillos procesos desinterizado o fundido, para los cualesson especialmente adecuadas lasextrusionadoras de rodillos, de discosy de husillo.

Mediante pasos adicionales de procesamiento se puede obtener nue-vamente poliestireno expandible.

Proceso de reciclado para la obtención de materias primas

Los procesos de reciclado menciona-dos hasta ahora, utilizados para laobtención de materiales, son aplica-bles sólo para plásticos celulares depoliestireno expandido en estadopuro. Por el contrario, en los proce-sos de reciclado para la obtención dematerias primas pueden procesarseplásticos celulares de poliestirenoexpandido conjuntamente con otrostipos de plástico. Mediante diferentesprocesos pueden reciclarse mezclasaglomeradas de plásticos para laobtención de gases y aceites, o bienser empleados como agente reductoren la fabricación del acero.

Producción de energía

Los desechos plásticos celulares pue-den ser incinerados en centrales com-binadas para la generación de energíaeléctrica y calefacción mediante laincineración de desechos, urbanas ocomunales, a las temperaturas usua-les de aprox. 1000 °C y con alimenta-ción suficiente de aire, especialmentelos desechos triturados de forma rudi-mentaria, mezclados con otras basu-ras. El alto contenido energético delos plásticos celulares (1 kg = 1,2 a1,4 l de aceite combustible) puedecontribuir de forma notable al ahorro de combustible auxiliar.

Depósito en vertederos

El depósito de desechos de plásticoscelulares de poliestireno expandido envertederos autorizados no suponeningún problema. Los desechos, sinembargo, deben triturarse previa-mente. Los restos de plásticos celula-res facilitan la aireación del vertederoy contribuyen de esta forma a unadescomposición más rápida de lamateria orgánica existente.

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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 (sin piel de espuma) 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 615deagua 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

BASF AktiengesellschaftGeschäftseinheit Styropor67056 LudwigshafenAlemania

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


Densidad aparente EN ISO 845 kg/m3 20 25 30



Tensión por compresión permitida para cálculosde embalaje DIN 52612 kPa 39 31 – 34 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



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




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 55471, parte 2



Mejor juntos –

juntos mejor

BASF Tecnologia de la espuma rígida

http://www.basf.de

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BASF Plastics

Styropor®


Construir con Styropor


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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 of recen 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

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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 precisospara 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 enello desde hace muchos años.


Con el empleo de la espuma rígida deStyropor, ei 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.

Of recen 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.

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 of icinas, edifi-cios industriales, terrazas ajardinadaso garajes subterráneos: los materialesexpandidos a base de Styropor sehallan siempre presentes por su exce-lente capacidad aislante y porque ofrecen una solución económica comosistema 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

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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 of recen unaprotección térmica duradera.

Un ejemplo que of rece 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).

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

7

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 lafabrica 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

•

•

•

•

•

8

La armadura de la capa de revoqueformada por bandas de tejido de fibrade vidrio, resistentes a los alcalis,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 plancha de acero, se dispone la capa de aislamiento y elrevoque de recubrimiento. Los ele-mentos constructivos son de fácilmontaje y of recen la impresión deuna pared 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, of recen 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 dé 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:Systema de construcciónde paredes

Fig. 13:Aislamient o en el hueco

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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).

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.

11

Fig. 17:Elemento prefabricadode hormigón

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

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– 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 ofrecen unas condiciones de vida agra-dables (fig. 19 y 20).

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.

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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.

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 alaño 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

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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 of iciales, la mejor clasificaciónposible para materiales combustibles.

Con arreglo a la legislación vigente enAlemania, la norma DIN 4102, Parte 1(Mayo 1981), 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). Como verificación se haconcedido la marca de homologaciónPA-III 21001. En el certificado deensayo se deduce también que estematerial expandido no origina un goteode llama. En lo referente a la normaUNE 23.727-81 este tipo está clasifi-cado como 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

Las Tablas“Propiedades de espuma rígida de Styropor para applicaciones en la construcción” se encuentran anexadas.

17

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.

18

Otras informaciones

Este folleto sólo of rece un resumende 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


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


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




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



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


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




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 615deagua 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

R 8

601

sp 0

7.98


Mejor juntos –

juntos mejor

BASF Tecnologia de la espuma rígida

http://www.basf.de

Indicación:Ud. encuentra informaciones adicionales sobre Styropor en lasInformaciones Técnicas en CD-ROM.KSR/MK – D 219Tel.: +49-621-60-9 90 38Fax: +49-621-60-7 22 26

BASF Plastics

Styropor®


Embalajesde Styropor

Plasticos Celulares

3

Esto es Styropor

4 Esto es StyroporDesarrolloGama de productos

5 Del Styropor al plástico celularPreexpansiónReposo intermedioExpansión final

6 MecanizadoModeladoElastificadoFabricación de piezas de colorImpresiónPinturaRecubrimiento

7 PropiedadesDesignación normalizadaPropiedades físicas Legislación 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 amortiguardoresRecomendaciones para el diseño

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

29 Aislamiento térmicoRecomendaciónes para el diseño

32 El embalaja 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 que ofrece 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 of recer. 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® FUn material ignifugado, idóneo 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® FHPara la fabricación de plásticoscelulares difícilmente inflamables(DIN 4102) y resistentes a loshidrocarburos alifáticos.

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 sencil-las 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 diversasaplicacioness como embalajes depruebas, modelos de demostracióny didácticos, objetos de arte, mate-riales decorativos, etc. (véase Tl n° 310: “Modelado”).

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

Fabricación de piezas de color

Styrocolor G es un producto colo-reado en la masa. Los plásticos celu-lares fabricados con este material secaracterizan por su elevada solidez ala luz y la intensidad de sus colores.Cumplen las especificaciones de losembalajes alimentarios.

Para colorear los materiales deStyropor acabados (o preexpandi-dos) existen varios procedimientosdebidamente experimentados, des-critos con todo detalle en la Informa-ción Técnica n° 0-475 (“Coloraciónde Styropor”).

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 mecánicas 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 propriedades 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 29), 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.

Las tablas “Propriedades de espuma rígidade Styropor para aplicaciones enembalajes” se encuentran anexadas.

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 transformacióninfluyen en las propiedades físicas delmaterial.

Resistencia a la compresiónsegún DIN 53 421. 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. Poresta razón, con respecto a los plásti-cos celulares se indica la resistenciaa la compresión (sd10 con un 10 %de deformación (véase tabla 1), paraque los valores 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 segúnDIN 53 421.

Resistencia a la tracciónseqún DIN 53 430A 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 flexiónseqún DIN 53 423.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(DIN 53 421 ) .

Fig. 8:Influencia de ladensidad aparente enla resistencia a latracción (DIN 53 430).

Fig. 9:Influencia de ladensidad aparente enla resistencia a laflexión (DIN 53 423).

Resi

sten

cia

a la

com

pres

sión

(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

flex

ión

(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

Resi

sten

cia

a la

com

pres

ión

(kPa

)

Deformación (%)

600

500

400

300

200

100

010 20 30 40 50 60 70 80

Margen útil para embalajesamortiguardores

Margen útil para embalajes aprueba de presión

DIN 53 421

Densidad aparente 30 kg/m3

20 kg/m3

Def

orm

aciò

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

aciò

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

140kPa

100 kPa

60 kPa

Exposición

Def

orm

aciò

n (%

)

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. 10:Comportamiento delos materiales deStyropor bajo cargapermanente.

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. 10).

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 10 y 11 muestra los diagra-mas de deformación en función delesfuerzo de compresión para densi-dades aparentes de 20 a 30 kg/m3.

Abb: 11:Comportamientode los materialesde Styropor a ladeformación porcompresión.

10

Comportamiento térmico

Las propiedades mecánicas del mate-rial dependen de la temperatura. Lafigura 15 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°CX independientemente de ladensidad aparente.

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).

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

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.

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 material de Styropor es electro-aislante. La constante dieléctrica ´de los plásticos celulares de unadensidad aparente situada entre20 y 40 kg/m3 es, entre 100 Hz y400 MHz, de 1,02 a 1,04, el factor depérdida tg d es, hasta 1 MHz, inferiora 0,0005, y hasta 400 MHz, de0,00003. La rigidez dieléctricaespecífica 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, FH, tienenel mismo comportamiento frente alas sustancias químicas que el polie-stireno. En caso de ataque, el plásticocelular, sin embargo, se descom-pone más rápidamente que la materiaprima, que es compacta y tiene lasparedes celulares más gruesas. Estosignifica que los materiales de bajadensidad aparente son más sensiblesal ataque químico. Los materialesde Styropor son insensibles al agua,a la mayoría de 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.Efecto de la luz ultravioleta

11

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 (20 ppm) y del pentano(1.000 ppm) son de obligadocumplimiento .

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 compor-tamiento frente al fuego no sólodepende de las propiedades especí-ficas del material, sino también delas condiciones de aplicación. En estecontexto hay que distinguir entreStyropor P y Styropor F. Asimismoejercen una influencia sustancial enla combustibilidad los materialesutilizados para formar compuestosy las capas protectoras y de recu-brimiento que a menudo se precisan.

Las marcas Styropor F están “ignifu-gadas”, es decir, en ellas la inflama-bilidad del material y la expansión delas llamas en la superficie son nota-blemente más bajas. De este modo,los materiales de Styropor F hanobtenido la calificación óptima parasustancias inflamables según distintasnormativas nacionales, aplicables alos materiales de construcción y usoindustrial.

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

Agente Styropor P and F

Soluciones salinas (agua de mar) +

Jabones y soluciones humectantes +

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

Acidos diluidos +

Acido clorhìdrico al 35 %, ácido nìtrico al 50 % +

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

Hidróxido sódico, hidroxidi potásico, aqua amoniacal +

Disolventes orgánicos,como acetona, èster 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 uesperfecto ni s quiera después de una expos ción pro ongada+ – Re ativamente resistente: e material puede contraerse o sufrir desperfectos superficiales en caso de una exposic ón prolongada– No resistente: el materia se contrae con mayor o menor rapidez o se disuelve

El comportamiento de los embalajesde material espumado de Styropor Ffrente al fuego es comparable con elde otros materiales de embalaje fácil-mente inflamables. Para incrementarsu seguridad frente al fuego se utilizancada vez más las marcasStyropor F, lo que por cierto es unfactor a considerar en el momentode suscribir el seguro de incendio(véase Tl n° 131, “Envases y embala-jes de Styropor F expandido”).

12

Legislación alimentaria

El Ministerio Federal de Sanidadpublica regularmente, en el “BoletínOf icial 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 debe ser verifi-cada por el fabricante o usuario.

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 deberá efec-tuarla la empresa embaladora.

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.

También pueden utilizarse embalajesde las calidades coloreadasStyrocolor G. Sin embargo, hay quegarantizar que en caso de contactocon el producto alimenticio emba-

Fig. 13:Cajas de Styropor para embalarproductos alimenticios.

13

Especificaciones de los embalajes

lado no se transmitan colorantes almismo. El fabricante del embalajedeberá hacer constar la correspon-diente advertencia.

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-torioss 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 impactog con laconsiguiente 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 mecánicas 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 provecharla ventaja de la facilidad con que seconforma este material.

14

Variedad de tipos de embalaie

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 compartimentacióny 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 sólov 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:Embalaja de soportesapilables envueltos confilm retráctil.

Fig. 19:Embalaja conelementos articulados.

Fig. 17 (oben):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 asass 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, al ser incorpo-rado en el suelo.

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 menoresy 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:Embalajes atractivosparapromocionar lasventas

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 11, 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 11 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 explicas sobre la base dediversos ejemploss 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 pilay yqué presión ejercerá? – ¿qué otrosmateriales auxiliares habrá queincluir para permitir el apilado?)

– 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 termoaislantepara productos far-macéuticos.

Fig. 27:Embalaje cerrado paramotores de automóvil.

– 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 transporteX distri-bución ordenada si incluyen variaspiezasy cierre fácil, formación deunidades de almacenamiento ytransporte racionales, diseño atrac-tivos satisfacción de todos losdeseos y necesidades del comercioy los consumidores.

El fabricante de embalajes tambiéndeberá tener en cuenta los siguientesfactores importantes: el tamaño delos lotes de produccións 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 pornosotros .

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 reposos sobre el cuerpoincide una fuerza más o menosgrande.

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

En un muelle ideal (fuerza ~ grosortotal), el índice G duplica el delelemento amortiguador del mismogrosor. La culpa la tiene el carácterinadecuado de la curva de fuerzasincidentes. Cuando el elementoamortiguador se deforma en un50 %, sólo transforma el 25 % de laenergía de caída. La transformacióndel resto de energía, el 75 %, exigepor tanto unas fuerzas muy superio-res. De las ilustraciones de laderecha se desprenden las exigen-cias a que debe responder un buenmaterial amortiguador:

• 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.

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

21

espesor de acolchado

fuer

za d

e de

form

ació

n –

acel

erac

ión

de im

pact

o

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 deformació del acolcholado 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=acceleración de gravedad

acolchado ideal

b=acceleración 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)

Fig. 28:Modelo de acolchadoideal y real.

En comparación con otros materia-les de amortiguacións precisamentelos plásticos celulares de Styroporreúnen claramente estos requisitos.Como se deriva del diagrama delesfuerzo de compresión y deforma-ción (figura 11), este material acu-mula muy rápidamente una elevadaresistencia a la deformación, alterán-dose muy poco hasta una deforma-ción de aproximadamente el 60 %. Siel embalaje está correctamentedimensionadof el valor del índice Gserá extraordinariamente reducido.

En cambioy en los materiales amorti-guadores que presentan la caracterís-tica del diagrama inferior de lafigura 28, entre el comienzo de ladeformación de aprox. el 60 %, laresistencia a la deformación ad-quiere valores muy diferenciados.Los índices G mínimos de los elemen-tos amortiguadores del mismogrosors por tantoy son superioresque en los plásticos celulares deStyropor (es deciry menos favorables).

Representacióm de los valores caracteristicos en el ejemplo de un acolchado ideal

22

Dimensionado de los elementos amortiguadores

La capacidad de amortiguación deun embalaje no sólo viene determi-nada por las propiedades del materi-als 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 recuper-ación de nervadurasamortiguadoras (ensayoen una prensa).

23

Inci

denc

ia m

áxim

a de

fuer

zo e

n el

cue

rpo

dura

nte

la im

mer

sión

h2 =5md =2m

hd( =2,5)

Carga superficial estaticá = peso corporal/superficies de choque

Baja

Baja Mediana Grande

Grande

Medianah1 =3md =2m(h

d=1,5)

h2

h1

d

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

Fact

or d

e ch

oque

G

Carga surface estatíca s 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

Ejamblo 1

Ejamblo 2

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 DA 20.

Ejemplo 1(Cargo óptima sobre el del diagrama de amortiguanciónelemento amortiguar) se desprende que:

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

h = 90 cmG = 70 Cálculos:

Incógnitas: A y d

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

RD = 20 kg / m3 G = 60m = 10 kg (m · g = 98,1 N) s = 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 · gs

98,1 N0,62 N / cm2

= = 158 cm2

A = m · gs

98,1 N0,51 N / cm2

= = 192 cm2

El paso 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 choc 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. 15°s y los radios de baseserán 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 of rece 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 a

r HdR

H2

26

Resistencia a 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 produccióny tanto deembalajes de estructura autoportantecomo de separadores y soportes.

La figura 11 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, frutav 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 deStyro-por 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 11son resultado de unos ensayos rea-lizados a velocidad de deformaciónconstante según DIN 53 421. Sinembargo, en la práctica los embala-jes están expuestos a esfuerzosmuy distintos, como por ejemplo lascargas 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 compressióadmisible 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 plasticó celularde Styrodur 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 deformablesFig. 37:Sistemas de apilado

Fig. 38:Diagrama dedeformación en funciónde la fuerza

28

Tabla 3: Resistencias a la compreión admisibles

Valores característicosde algunos plasticós celulares

Propiedades EPS 20 EPS 25 EPS 30 EPS 35 EPS 45

Resistencia a la compresión admisibel sd in 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 lasuperficies de apoyodebido a la formacónica de las paredesexteriores

Disminución de lasuperficies 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 conípresiónadmisible, 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 # sd, max · A

Fmax = carga máxima de la pila

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

A = superficie de apoyo(superficie portante delplástico celular)

Para DA 20 optenemos:

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

• 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 40).

• Para obtener unas superficies deapoyo grandesy los cantos exterio-res de los embalajes serán rectan-gulares (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 of rece 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.

Sobre la base de los valores de laconductividad térmica y las dimen-siones del embalajeg 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-tess 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 ejemplo de cálculo).

• 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 43).

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 0,0420,036 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, determinando su efectoen el tiempo máximo de aislamientotérmico (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, se in-crementa en un múltiplo el tiempomáximo de aislamiento térmico.En esta aplicación conviene estu-diar siempre el empleo de bateríaseléctricas para la refrigeración.

• La reducción de la superficie interiordel embalaje permite prolongar eltiempo de aislamiento térmico. Porello, esta superficie debe ser lo másreducida posibles 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 embalajes 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

. K) 1,00

0,80

0,40

0,20

0,100,080,06

0,04

0,02VidrioPorcelano

0,60

Plastico celularde Styropor

PapelMadera

Polietileno(sin espumar)

Varia

ción

del

tiem

po m

áxim

o de

ais

lam

ient

o (%

)

90

80

60

50

40

30

20

10

01,2 . RD0l1 = 0,035W/(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 calculoDensidad RD0 = 20kg/m3 l = 0,034aparente

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

Fig. 43:Conductividad térmicade algunos materialesde embalaja.

30

Tiempo on horasTiempo de transporte máximo

tem

pera

ture

(°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 de cálculo sin hielo

t = mv· cv· · ln1/a+d/lA · 3,6

qu– qaqu– qe

Fórmula de cálculo con hielo

t = mk· s ·1/a+d/lA · 3,6

1qu– qi

Tiempo on 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

ture

(°C)

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-ladosX 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 firme del producto. Sila posición del contenido es inesta-ble, el material refrigerante se distri-buirá como mínimo sobre cuatroparedes.

• Incorporación de nervaduras interi-ores para mantener constante latemperatura del producto emba-lado.

Fig. 45:Procedimiento decálculo de embalajestermoaislantes deplástico celular de Styropor.

Unidades Observaciones

A Superficie de transmisión térmica m2 Superficie interior delembalaje

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

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

qi Temperatura dentro del embalaje °C

qu Temperatura ambienta media °C –

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

d Espesor de pared del embalaje m –

mk Massa del lastre térmico kg –

m v Massa del producto transportado kg

s Calor específico de transformaciión del lastre kJ / kg

t Tiempo de aislamiento térmico h –

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

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

Umrechnungsfaktor 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 plá-stico 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 pescadoy de que gra-cias a la constante aportación deoxígeno no se pueden desarrollarlos microorganismos anaerobiosque generan la putrefacción. Deeste modo, los gérmenes (porejemplo, Chlostridium butolinum)no descomponen las proteínas enla misma forma en que lo hacen enlos em balajes i m permeables a losgases, desarrollando en este pro-ceso el típico olor a podrido.

Fig. 46:Cajas apilables de fruta:a prueba de presióny reutilizables.

33

Abb: 47: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 plá-stico 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 ejemplosproductos 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 embargoX a tem-peratura ambiente normal (25°C)Xlas grasas comestibles no atacan elplástico celular. En todo caso con-viene utilizar las marcas FH, resi-stentes a las grasas, si no es posi-ble descartar 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 variadoss 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-ordinariosv como los que se dany porejemplof 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 60

– Compañía Federal Alemana deFerrocarriles

Bundesbahn-Versuchsanstalt/Abteilung für Mechanik4950 Minden (Westfalen)Tel. (05 71) 3 93 55 88

– Servicio Federal de Correos

Posttechnisches ZentralamtVerpackungsprüfstellePostfach 1180Julius-Reiber-Straße 1564 295 DarmstadtTel. (0 61 51) 17 51 51

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 6236 Eschborn Tel . (0 61 96) 4 95-1

Rentabilidad

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

• El precio del embalajes 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 inmaterials 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 baratosy 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 frutaffi 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 compresión3 rígidos Cajas apilables de fruta y verdurasy apilables Cajas de pescado

Embalajes de productos pesados motores yengranajes de automóvils 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 espesors por loque ocupa poco espacio

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

contra cantos o esquinas

Resistencia 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 verdurass cajas de pescadomateriales celulosicos

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 calculableg protege frente a Embalajes para productos alimenticios perece-l = 0,03 W/(m · K) bruscos cambios de temperatura, garantiza una deross sensibles a la temperatura (pescado,

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

productos farmacéuticosa 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 embalados 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 productoss 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 composts reutilización enla fabricación de bloques o piezas moldeadas.Previa sinterización o fusións se recupera elpoliestireno

Admite todos los métodos de eliminación usuales Depositación en vertederos; aprovechamientode la energía en plantas incineradoras

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 tambiéncada vez más embalajes usados deStyropor, a través del comercio o decentros de recogida municipales. Estosdesperdicios pueden volver a introdu-cirse en el circuito de producciónmediante simples procesos de acon-dicionamiento, o transformarse enproductos nuevos. Los embalajes muysucios, que no sirven para el recicladodel material, se eliminan fácilmente enplantas incineradoras, en la prepara-ción de compost o en el vertedero.

Seguidamente se describen endetalle los principales procedimientosde reciclado y eliminación.

Reutilización

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

Fabricación de Styromull®

Molturando los materiales de Styroporse obtiene Styromull. El tamaño de-seable de las partículas se sitúa entre4 y 25 mm, en función de la posterioraplicación. Con arreglo a la Ley deFertilizantes del 15.11.1977 (RFA),Styromull es un material que sirvepara la mejora de los sustratos y delsuelo, para la elaboración de com-post, como material filtrante en siste-mas de drenaje tubulares y comomaterial de relleno en sistemas dedrenaje de rendija.

Sinterizado, fusión y granulado

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 rodillos, discos y tornillo sin fin. Enellas, el material se calienta durantecierto tiempo por encima de la tempe-

ratura de fusión. En máquinas com-pactadoras rotativas se compactanlos materiales espumados, por presióny calor de fricción, por debajo delpunto de fusión, en estado reblande-cido. La incidencia de la temperaturase reduce a algunos segundos. Losproductos de reciclado así obtenidossirven para fabricar piezas sencillasmediante moldeo por inyección.

Incineración

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. Al quemar des-perdicios de Styropor ignifugado seliberan pequeñas cantidades de com-puestos halogenados, pero que noprovocan ninguna alteración comen-surable de la composición de losgases de humo. La toxicidad esmenor que la que se produce al que-mar otros materiales orgánicos, comomadera o papel.

Los altos contenidos energéticos delos materiales espumados permitenreducir el consumo energético (1 kgde Styropor permite ahorrar de 1,2 a1,41 de gasóleo). En las grandesempresas transformadoras, los des-perdicios de plástico celular se apro-vechan también para la generación devapor. Para ello es preciso que elgenerador de vapor esté equipadocon una cámara de combustión yunos reguladores especiales. Debidoa la fuerte formación de hollín, losdesperdicios de Styropor no debenquemarse al aire libre.

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

Fig. 48: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

Extusión 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


Prefabricados

Moldeadora automática

Generación de energía por combustión

3

Procedimientos 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

Conclusión:

Si se eliminan correctamente los desper-dicios de material de Styropor, el medioambiente no sufrirá contaminaciónalguna. El alto contenido energético de

Procedimientos de recidado

este material puede aprovecharse eco-nómicamente en plantas incineradorasde basuras o cámaras de combustiónespeciales. Sin embargo, lo mejor esreciclar el material, como se ha descritoanteriormente.

38

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.

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


Densidad aparente EN ISO 845 kg/m3 20 25 30



Tensión por compresión permitida para cálculosde embalaje DIN 52612 kPa 39 31 – 34 71




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




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


Mejor juntos –

Juntos mejor

BASF Technologia de la espuma rigida

http://www.basf.de

Indicación:Ud. encuentra informacionesadicionales sobre Styropor en lasInformaciones Técnicas en CD-ROM.KSR/MK – D 219Tel.: +49-621-60-9 90 38Fax: +49-621-60-7 22 26

Películas sobre Styropor

Para el gran sector de la transfor-mación del Styropor y de la aplica-ción de la espuma rígida deStyropor, además de las publica-ciones técnicas disponemos deuna serie de películas 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 Enero 1998

StyroporT195



® = Marca registrada

BASF Plastics

BASF AktiengesellschaftD-67056 Ludwigshafen

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.

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 1mes), debe mantenerse ventiladodurante el almacenamiento ytransporte.

1. Embalaje

Se encuentran disponibles:

– Contenedores de cartón comounidad paletizada, neto 1 t

Dimensiones altura 1,80 mancho 1,13 m

– Bidones de chapa, neto 125 kg

Algunos tipos especiales puedentener pesos diferentes.

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.

– Debe tenerse en cuenta para eltransporte de materia prima deStyropor y de la espuma rígidaterminada, fresca.

– 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.


40630 Julio 1997

StyroporT060

2 Transformar


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

BASF Plastics

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

– 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.

– Los remolques inclinables /remolques con toldos lateralescorredizos deben cumplir con la recomendación VCI:

– en la zona del piso del camióndebe haber a la derecha y a laizquierda un listón guía continuode metal, con un mínimo de 15 mm de altura, soldado

– tableros empotrables laterales demadera/aluminio hasta más de1,2 m de altura con un 150 mm de alturamínimo de 25 mm de espesor

450 mm de distanciaaprox. 300 mm de largo

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

– almacenar bajo techo y en unlugar bien ventilado

– almacenar protegidos del sol, lluvia, nieve, heladas y en generalde posibles daños

– los contenedores de cartón pueden apilarse en 2 capas sólosi entre ellas se dispone por ej.de un distribuidor de carga;durante el invierno debe evitarseel apilado en 2 capas en navesabiertas.

El tiempo de almacenamientogarantizado por el fabricante paralos recipientes originales cerrados,es de 6 meses para bidones y de 1 mes para contenedores de cartón.

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.

BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen/Alemania

Embalajes

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 moldeada este mate-rial es muy adecuado para protegerobjetos delicados de forma segura yduradera desde el fabricante hastael 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 Acción biológica

5 Comportamiento frente al fuego

6 Aspectos y disposiciones dederecho alimentario

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 Octubre 1997

StyroporT100

Propiedades/Ensayos


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Propiedades generales;

BASF Plastics

2

2 Propiedades físicas

Esfuerzo de compresión segúnnorma DIN 53 421

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 forma

elástica 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

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

Tensión de compressiónadmisible para cálculos de embalajes DIN 52 612 kPa 39 31– 34 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 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

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 85

1 MPa = 1000 kPa = 1 N/mm2

* Este valor se refiere a una temperatura de 23 °C y O/85 % de humedad relativa del aire

Fig. 1 Influencia de la densidad aparente sobre elesfuerzo de compresión para un recalcado del 10%(DIN 53 421). (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

DIN 53 421

200

100

020 30 40 50 60 70 80

zona de productos absorbentes de los choques

zona de productos resistentes a la compresión

zona óptima

densidad aparente 30 kg/m3

20 kg/m3

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 DIN 53 421.

La figura 2 muestra el diagrama delesfuerzo de compresión y deforma-ción para la zona de densidad apa-rente comprendida entre 20 y 30kg/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 DIN 53 430

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 alargamientode 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 DIN 53 423

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-

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.

4

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

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.

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.

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 factor

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 predicción inferior 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 predicción inferior 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 (NormaDIN 53 430) (La zona dedispersión estáindicada).

Fig. 5Influencia de ladensidad apa-rente sobre laresistencia a laflexión (NormaDIN 53 423) (La zona dedispersión estáindicada).

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

de resistencia a la difusión del vaporde agua depende de la densidadaparente.

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 u 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, Styroperl®y Styrocolor® 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 abase 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. También lasespumas celulares de las marcasStyrotherm® tienen una mayor esta-bilidad frente a los hidrocarburoslibres de aromáticos. En cada casohay que ensayar si estos productosson adecuados para determinadasaplicaciones. Antes de poner encontacto las espumas celulares deStyropor con sustancias de compo-sición desconocida, se debe exami-nar la reacción del material. Lomejor es almacenarlo en el agenteconsiderado o bien utilizar otrosmétodos de ensayo convincentes.Al aumentar la temperatura dealmacenamiento se puede reducir eltiempo de ensayo.

Acción de la radiación UV

Como otros plásticos las espumascelulares a base de Styropor reac-cionan frente a la radiación UV, siestán expuestos directamente y porun largo tiempo. Ésto es de pocaimportancia, si consideramos lostiempos de utilización habituales delos embalajes.

4 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 enlas Hojas de datos de Seguridad).

Las espumas celulares de Styroporno son alimentos para animales ytampoco son un sustrato nutritivopara los mohos y bacterias. Sonimputrescibles, no son solubles enagua y no emiten sustancias solu-bles 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.

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 +–


+ 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.

5 Comportamiento frente al fuego

TI 129 noch nicht erstellt.

6 Aspectos de derecho alimentario

TI 129 noch nicht erstellt.

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

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 Junio de 1992

® = Registriertes Warenzeichen

StyroporT101


Schaumstoffe

Propiedades generales construcción

BASF Plastics

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.

Para la absorción de la carga bajoesfuerzo continuo son determinan-tes los valores que se encuentranpor debajo del límite de recalcadode 2 %.

En el proyecto de norma para lanorma europea “Materiales de ais-lamiento térmico para el sectorconstrucción” se describe un pro-cedimiento para determinar losvalores a largo plazo relativos alcomportamiento plástico bajoesfuerzo de compresión de mate-riales de aislamiento térmico deStyropor (EPS). En el futuro sepuede utilizar este procedimientopara estimar la carga admisible enaplicaciones prácticas, respectiva-mente controlar el comportamientode tensión bajo 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.

2

3

2

1

0

Rec

alca

do e

n %

10-1 100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en h

25 a50 a

Clima de ensayo:23 °C/50 % de hum. rel.

Nivels de tensión de compresión:0,02/0,03 N/mm2

DA 15 kg/m3

3

2

1

0

Rec

alca

do e

n %

100 101 102 103 104 105 106

Tiempo en h

25 a50 a

3

2

1

0

Rec

alca

do e

n %

Tiempo en h

25 a50 a

10-1 100 101 102 103 104 105 106


Nivels de tensión de compresión:0,03/0,04/0,05 N/mm2

DA 30 kg/m3


Nivels de tensión de compresión:0,04/0,05/0,06 N/mm2

DA 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.

3

0,025

Con

duct

ibilid

ad té

rmic

a

10 15 20 30 40 50

Densidad aparente kg/m3

0,030

0,035

0,040

0,045

Wm · K

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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 53434. Los cuerpos deensayo preferentemente son semi-productos y piezas acabadas, talcomo están previstos para su uso.Tal como se puede apreciar en latabla 1 la absorción de agua esprácticamente independiente de ladensidad aparente. Después de 28días asciende a hasta aprox. 3 %(rel. al volumen).

La absorción de agua en el caso dealmacenamiento bajo agua tienemuy poca importancia para la

mayoría 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 de

Styropor 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 temperaturas con-siderablemente mayores a 100 °C.Pero si se mantiene la temperaturade más de 100 °C por un períodolargo, la estructura de espumarígida se ablanda 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 durantela aplicación a hasta – 20 °C, una

4

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

14

mm/m

0

1

2

3

100 150 20050 días

Contracción posterior durante las dos primeras semanas

Con

trac

ción

pos

terio

r re

sidu

a de

plan

chas

de

espu

ma

rígid

a de

Sty

ropo

r

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

pieza 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.

5

Tabla 2 Estabilidad de espumas rígidas de Styropor contra productos químicos

Estabilidad contra productos químicos

Sustancia Styropor P, F (FH)


Soluciones jabonosas y humectantes +

Lejías blanquantes, 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


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 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 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 534242) °C 100 100 100

Estabilidad dimensional al calor A largo plazo con 20kPa DIN 53424 °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 53434 Vol.% 0,5–1,5 0,5–1,5 0,5–1,5Después de 28 días DIN 53434 Vol.% 1,0–3,0 1,0–3,0 1,0–3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor de agua DIN 52615 1 20/50 30/70 40/100Cálculo según DIN 4108/parte 4 (valor más y menos ventajoso)

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.

2. Comportamiento biológico

La espuma rígida de Styropor noconstituye un medio nutritivo paramicroorganismos. No se pudre,enmohece ni se descompone. Sólobajo condiciones especiales, por ej.en el caso de ensuciamiento fuertede la espuma rígida se puedenestablecer microorganismos. Por lotanto la espuma rígida sólo actúacomo soporte, no participa enabsoluto en los procesos biológi-cos. Las bacterias del suelo tam-poco no atacan la espuma rígida.Básicamente las espumas rígidasde Styropor, elaboradas correcta-mente, cumplen en cuanto a sucomposición, con las exigencias delas recomendaciones correspon-dientes del Bundesgesundheitsamt(Oficina Federal de la Salud) y porlo tanto se pueden utilizar para laproducción de artículos de con-sumo para víveres. No tienen efec-tos dañinos sobre el medioambiente y no ponen en peligro lasaguas. Si se observan las disposi-ciones locales se pueden depositaro incinerar con la basura domés-tica.

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.

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 Enero 1998


StyroporT110



Contracción inicial y posterior de bloques y planchasde materiales expandidos

BASF Plastics

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 P Styropor 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

Styropor PStyropor F

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.

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 la

influencia 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.


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


De la figura 6, se desprende que lacontracción posterior decrece demanera lineal al aumentar el tiempode reposo intermedio. Dado que lasdiferencias en la contracción poste-rior entre distintos tipos de Styroporno son totalmente despreciables,las tendencias mostradas en lafigura nos proporcionan una orienta-

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 deStyropor.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

Styropor PStyropor F

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



4

ción sobre la magnitud de la influen-cia del tiempo de reposo interme-dio. Excepciones, como es el casode los productos de bajo contenidoen pentano, pueden extraerse delas fichas técnicas.

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.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 dealmacenamiento es en cierta

medida 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 siguiente.

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.

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.

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 Contracción posterior plancha

Contracción posterior bloque

Contracción inicial bloque

Figura 10 Influencia del tiempo de almacenamiento debloques sobre la contracción total de bloques y plan-chas de Styropor.


En el proceso de fabricación deplanchas de espuma rígida de Styropor, después del desmoldeoaparecen alteraciones en las dimen-siones causadas por el material ypor el proceso de transformación. Aligual que en las piezas moldeadaspor inyección y por prensado sedistingue entre la contracción inicialy la contracción posterior.

1. Contracción inicial

Por contracción inicial se entiende ladiferencia entre las dimensionesinternas del molde a temperaturaambiente y las dimensiones de laespuma rígida enfriada a temperaturaambiente aprox. 24 horas despuésdel desmoldeo. Esta contracción seindica en porcentaje referido a lasdimensiones interiores del molde.

Las condiciones de vaporizaciónpueden causar, dependiendo de laherramienta de moldeo, una distri-bución irregular de la densidad apa-rente y una deformación de las per-las. La anisotropía de la espumarígida causa una contracción inicialy posterior diferente en el largo, an-cho y espesor de las planchas. Lacontracción inicial además se veinfluenciada por las instalaciones ylos dispositivos de tranformación.Por lo tanto, los valores de contrac-ción mencionados en esta Informa-ción Técnica sólo pueden constituirvalores orientativos.

Ya que los valores absolutos de lacontracción inicial y posterior sonmínimos, por lo general no es ne-cesario tomarlos en cuenta.

Contracción inicial en el largo yancho

La contracción inicial de las plan-chas de espuma rígida en el largo yancho depende principalmente de ladensidad aparente y del tiempo dereposo intermedio de las perlas pre-expandidas. La marca de la materiaprima utilizada y el tiempo de enfria-miento tienen poca importancia.


Hay pequeñas diferencias en la con-tracción de las planchas de espumarígida fabricadas a partir de diferen-tes marcas de espuma rígida. Comose puede apreciar en las series demediciones que se presentan en lafigura 1, las planchas de espumarígida hechas a partir de las marcasde perlas de menor tamaño, secontraen un poco más que aquellashechas de perlas un poco mayores.No obstante, también pueden apa-recer pequeñas diferencias en elgrado de contracción de distintasmarcas cuyas perlas tienen un mis-mo tamaño medio de perla(Fig. 2).

Influencia de la densidad aparente

A medida que aumenta la densidadaparente, la contracción disminuyede manera lineal (Fig. 1). Esta dismi-nución es prácticamente indepen-diente de la marca empleada denuestro surtido de productos.


La contracción se incrementa amedida que aumenta el tiempo dereposo intermedio de las perlas pre-expandidas (Fig. 2). La dependencialineal mostrada para las planchashechas en máquinas automáticasde Styropor P 303 y P 351 deltiempo de reposo intermedio, tam-bién es válida para otras marcas yotras densidades aparentes(Fig. 10).

Influencia del tiempo deenfriamiento

Si el tiempo de enfriamiento se pro-longa más de lo necesario, la con-tracción inicial aumenta de manerainsignificante. Si el tiempo de enfria-miento es demasiado corto (es de-cir, si se desmoldea demasiadopronto), las piezas moldeadas sehinchan posteriormente de maneraincontrolada. Esto puede causar

Información Técnica StyroporT111



Contracción inicial y posterior de planchas de espu-ma rígida producidas en máquinas automáticas

® = Registriertes Warenzeichen

BASF Plastics

2

20 25 30 35

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

Densidad aparente[kg/m3]

212

15

F 412 S

1 d Almacenamiento intermedio

100 200 300 400

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]


0

20 kg/m3 30 kg/m3


Styropor P 303

50 100 150 200

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

Tiempo de alamacenamiento [h]

0

Styropor P 303

Densidad aparente 20 kg/m3 Styropor P 351

100 200 300 400

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8C

ontr

acci

ón p

oste

rior

[%]

Tiempo de almacenamiento [d]0

20 kg/m3 30 kg/m3


Styropor F 351

Fig. 1 Contracción inicial en dependencia de la densidad aparente

Fig. 2 Contracción inicial en dependencia del tiempo dealmacenamiento intermedio

Fig. 3 Contracción posterior de Styropor P 303 en dependencia de la densidad aparente y del tiempo dealmacenamiento

Fig. 4 Contracción posterior de Styropor P 351 en dependencia de la densidad aparente y del tiempo dealmacenamiento

una contracción inicial menor, o laspiezas aumentan de tamaño en ellargo, ancho y espesor localmentede diferente manera, frente a las di-mensiones interiores del molde.

2. Contracción posterior

Por contracción posterior se entien-de la contracción de la espuma rígidaque se inicia 24 horas después deldesmoldeo. En las figuras 3, 4, 5 y 6 se puede apreciar la contrac-ción posterior en el transcurso de unaño de planchas de Styropor P 303,P 351, F 312 y F 212 fabricadas enmáquinas automáticas. La contrac-ción posterior inicialmente es relativa-mente alta para luego irse acercandoa un valor límite.

Para estimar el tiempo de almace-namiento necesario para las plan-chas de espuma rígida de Styropores suficiente tomar en cuenta sólouna pequeña parte de la contrac-ción posterior, ya que, en depen-dencia de la aplicación, se puedetolerar una pequeña contracciónposterior residual. Una variación enel largo de 0,1% además ya se en-cuentra en la zona de la variaciónlongitudinal reversible de las espu-mas rígidas de Styropor dependien-te de la temperatura. El coeficientede dilatación térmico es de 5 – 7 · 10-5

K-1, es decir, una variación de latemperatura de 15 K corresponde auna variación longitudinal reversiblede aprox. 0,1%.

La contracción posterior porcentualde una espuma rígida es aproxima-damente igual en el largo, ancho yespesor.


En el ejemplo de las marcas F 12 denuestro surtido se puede observarque con un tamaño medio crecientedel diámetro de las perlas hay un li-gero incremento de la contracciónposterior, es decir, esta aumenta enla serie F 412 Z F 312 Z F 212(Fig. 7). También pueden aparecerpequeñas diferencias en el grado decontracción posterior de distintasmarcas cuyas perlas tienen un mis-mo tamaño medio de perla (Fig. 8).

3

100 200 300 400

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]


0

20 kg/m3 30 kg/m3


Styropor F 313

Fig. 5 Contracción posterior de Styropor F 312 en dependencia de la densidad aparente y del tiempo dealmacenamiento

100 200 300 400

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]


0

1 d Almacenamiento intermedio 7 d Almacenamiento intermedio

Styropor F 212


Fig. 6 Contracción posterior de Styropor F 212 en dependencia del almacenamiento inermedio y del tiempo de almacenamiento

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

20 25 30 35

Densidad aparente [kg/m3]

15

F 212 F 313 F 412


Fig. 7 Contracción posterior de marcas F 12 en dependencia de la densidad aparente

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8C

ontr

acci

ón p

oste

rior

[%]

20 25 30 35


15

P 303 P 351 F 312


Fig. 8 Contracción posterior de marcas P y F de tamaño de perlas medio igual en dependencia de ladensidad aparente

Influencia de la densidad aparente

Al revés de lo que sucede con lacontracción inicial, la contracciónposterior de espumas rígidas deStyropor aumenta a medida que au-menta la densidad aparente. Lacontracción inicial y la contracciónposterior varían de manera propor-cional inversa, siendo los valoresnuméricos aproximadamente igua-les (véase cap. 3).

Influencia del tiempo de almacena-miento intermedio

A medida que aumenta el tiempo dereposo intermedio de las perlas pre-expandidas, la contracción posteriordisminuye (fig. 6, 9 y 10). La con-tracción posterior por lo tanto tieneun comportamiento inverso al de lacontracción inicial (Fig. 9 y 10). Si seaumenta el tiempo de reposo inter-medio, por ejemplo de un día a tres,la contracción inicial aumenta en lamisma proporción que la contrac-ción posterior disminuye (Cap. 3).

Influencia de las condiciones de expansión y del tiempo de enfria-miento

En dependencia de las condicionesde vaporización, se puede producirespumas rígidas, cuyas propieda-des dependen de la dirección(anisótropo). Así por ej. la contrac-ción posterior puede variar según ladirección. La contracción posteriorno se puede influenciar de manerasustancial a través del tiempo deenfriamiento.

3. Contracción total

La suma de contracción inicial ycontracción posterior rinde la con-tracción total (Fig. 9, 10 y 11). Esprácticamente independiente de ladensidad aparente de la espuma rí-gida y del reposo intermedio de lasperlas preexpandidas. Porque, talcomo se explica anteriormente y sepuede apreciar claramente en las fi-guras, la contracción inicial que dis-minuye en el caso de una densidadaparente más alta, es compensadapor una contracción posterior res-pectivamente más alta, es decir, enel caso de una contracción inicialmayor debido a un tiempo de repo-so intermedio más largo, se obtieneuna contracción posterior menor,respectivamente.

20 30 40

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

0,3

0,2

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

post

erio

r [%

]

0,9

0,8

1,0

1,1

1,2

Con

trac

ción

tota

l [%

]


1 d 3 d 7 d

Styropor P 351 Almacenamiento intermedio

Fig. 9 Contracción inicial y posterior de Styropor P 351en dependencia de la densidad aparente y del tiempode almacenamiento intermedio

Observación


20 30 40

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Con

trac

ción

inic

ial [

%]

0,3

0,2

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

0,9

0,8

1,0

1,1

1,2

Con

trac

ción

tota

l [%

]


1 d 3 d 7 d

Styropor F 212 Almacenamiento intermedio

Fig. 10 Concentracción inicial y posterior de Styropor F 212 en dependencia de la densidad aparente y deltiempo de almacenamiento intermedio

20 30 40

0,1

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Con

trac

ción

Inic

ial [

%]

0,3

0,2

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Con

trac

ción

pos

terio

r [%

]

0,9

0,8

1,0

1,1

1,2

Con

trac

ción

tota

l [%

]


Styropor F 312 Almacenamiento intermedio 1 d

Fig. 11 Concentracción inicial y posterior de Styropor F 312 en dependencia de la densidad aparente


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 Agosto 1997

StyroporT120



Resistencia química de los materiales expandidos deStyropor

® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

BASF Plastics

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 VFH 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



Las espumas rígidas de Styropor secomponen de pollestireno 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, diverses clases de insec-tos eligen de preferencia la respumarígida como lugar de anidamiento,debido a sus propiedades termoais-lantes. Se trata sobre todo de losparásitos de provisiones alimenti-cias almacenadas en estabios ycobertizos, y especialmente de laspolillas de la especie “Ephestia elu-tella” (p. ej., la pellila 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 Abril 1998

StyroporT121



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Resistencia de las espumas rígidas a los parásitosanimales y vegetales

BASF Plastics

Observación



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.

El monómero utilizado para la fabri-cación de Styropor y de Styrocolor,estireno, está descrito en las dispo-siciones sobre artículos de con-sumo (Bedarfsgegenständeverord-nung) del 10. 04. 1992 y cumple conla directriz 90/128 de la CEE del23. 02. 1990.

Los productos auxiliares de trans-formación y de fabricación emplea-dos adicionalmente para la produc-ción de Styropor y Styrocolor figu-ran en las recomendaciones corres-pondientes del BgVV relativos apolímeros respectivamente agentescolorantes que contienen poliesti-reno.

Siempre y cuando se transformecorrectamente no existen inconve-nientes para su uso en la produc-ción de productos de consumo encuanto a la Ley sobre Artículos Ali-mentarios y de Consumo (§ 5,Párrafo 1, Nr. 1 para artículos de

consumo 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.

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.

También se pueden utilizar las mar-cas coloreadas de Styrocolor G.Hay que asegurarse sin embargoque al estar en contacto con ali-mentos no tenga lugar una migra-ción del colorante. El fabricante obien el ususario tienen que examinarespecialmente si el embalaje final esadecuado para la utilización pre-vista.

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 Septiembre 1997

StyroporT125



Disposiciones de derecho alimentario® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

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* 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



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 °C. Esto se hace en recipientescilíndricos provistos de agitadores,denominados aparatos de preexpan-sión que trabajan de manera conti-nua o discontinua. Debido a la altatemperatura, la materia prima seablanda, la presión de vapor delagente de expansión se eleva e hin-cha las perlas hasta que éstas llegana alcanzar 50 veces su volumen origi-nal. Durante este proceso la materiaprima pierde aprox. 30% del agentede expansión. La densidad de api-lado generalmente está entre 10 y 30kg/m3. El vapor utilizado durante elproceso y el agente de expansiónliberado se expanden hacia afuera ose 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 Enero 1998

StyroporT130

3 Propiedades



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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 última-mente también como agente auxiliarde compostaje. Según la Ley deFertilizantes del 15. 11. 77 el Styro-mull se considera un agente auxiliarpara 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 razonable,porque el producto se encuentra enestado sólido hasta la temperaturalímite determinada 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.

2

Obviamente también el embalajeinfluye en el comportamiento enfuego de la materia 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 mezcladel vapor con aire es inflamable enel margen de concentración de

1,3 – 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.

Espumas rígidas de Styropor

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, las espumas rígidas deStyropor se caracterizan de lasiguiente manera:

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:

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

3

4

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 defuego 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 rígidas

de 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-bromociclodecano (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 granulado

PS 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.

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-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 lo

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: 300x15x10

** Combustión sin llama** Combustión con llama– no se midió

tanto 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.

Por supuesto es imposible indicaren este lugar todos los factores deriesgo para la seguridad en incen-dios. Para ello los procesos de tra-bajo son demasiado variados. Es

decisivo poder reaccionar conmedidas de seguridad específicastécnicas de prevención de fuego encada situación especial en el alma-cén y situación de transformación.

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 deincendio 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 pueda

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eluir 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.

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-

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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 deespuma 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:

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 resistente

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al 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 corta fuego 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.

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.

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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.

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. piezasfijas, 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 talmanera, 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 de

agente 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.

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-

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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 yexime 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 productorade 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 las

medidas 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.

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 –

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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 requisitoobservar 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

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.

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 riesgode 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.


Calificación de los envases yembalajes de Styropor F expan-dido en el sector del seguro contra incendio en la industria ydel seguro de interrupción de lasactividades por incendio en laRepública Federal de Alemania.

Styropor F contiene un aditivo igní-fugo cuya duradera efectividadviene certificada por el dictamen2.41/14271 del Instituto Federal deEnsayo de Materiales de la RFA(BAM) del 9 de mayo de 1969. Coneste material se fabrican planchas ypiezas moldeadas para la construc-ción que se ajustan a las especifica-ciones correspondientes a los materiales y elementos difícilmenteinflamables según DIN 4102, parte 1ª(categoría B 1).

Con este mismo material se fabri-can también piezas moldeadas paraenvases y embalajes de materialexpandido. El alto grado de efectivi-dad del aditivo ignífugo que con-tiene Styropor F viene demostradopor las pruebas de ignición realiza-das en condiciones normalizadas(ver tabla 1) y con las piezas molde-adas almacenadas en la formausual en el sector. Así, a un lote deembalajes de material expandido deStyropor F previamente almacenadoen un contenedor de rejilla y luegoapilado sobre una base de 3,70 x4,15 m2 y una altura de hasta 6 m,se le prendió fuego con 1 litro dehexano.

Aparte de la combustión primaria nose produjo ninguna propagación dela llama sobre las piezas moldea-das. El volumen de humo generadofue muy bajo, gracias a la escasaparticipación de los embalajes dematerial expandido en la combus-tión.

La influencia del film retractilado:

10 m3 de planchas de materialexpandido con aditivo ignífugo,envueltas en film retractilado, y api-ladas hasta una altura de 2 m, seexpusieron al fuego de 100 gr devirutas de madera impregnadas con100 ml de gasolina. Hasta trans-curridos 8 minutos no se inició lacombustión independiente delmaterial expandido. Al cabo deotros 5 minutos fue posible extinguirel incendio con ayuda de extintoresmanuales de polvo.

La conclusión es que el film retráctilde polietileno no altera el comporta-miento al fuego ni contribuye a lapropagación de la llama.

Como consecuencia de estos ensa-yos, la Asociación de Compañías deSeguros de Bienes (VdS), en sus“directrices orientativas en materiade fijación de primas para el segurode incendio en la industria y elseguro de interrupción de activida-des por incendio”, ha clasificado losenvases y embalajes de Styropor Fen la categoría VP 4 (la mejor de losmateriales de embalaje combusti-bles).


36699 Noviembre 1995

StyroporT131



Envases y embalajes de Styropor F expandido® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Tabla 1

1. Comportamiento al fuego de materiales espumados de Styropor segúncondiciones normalizados:

Piezas moldeadas de Styropor F Styropor P

Inflamabilidad: ASTM D 3014Tiempo de combustión posterior < 0,5 s > 60 s

Propagación de la llamahorizontal: UL 94 HF 1 no clasificables vertical: DIN 53438 F 1 F 3

BASF Plastics

2

Utilizando envases y embalajes dematerial expandido a base de Styropor F se mantienen las cono-cidas ventajas derivadas de lascaracterísticas del material expan-dido, como su resistencia a la com-presión, su gran poder amortigua-dor de golpes y su excelente capa-cidad de aislamiento térmico.

Sin embargo, en combinación conmateriales celulósicos, como porejemplo las cajas de cartón utiliza-das como embalaje exterior, elefecto del aditivo ignífugo del mate-rial expandido a base de Styropor Fqueda neutralizado: el comporta-miento al fuego de esta combina-ción de materiales viene determi-nada en la primera fase por las pro-piedades de la caja de cartón; amedida que progresa el fuego, elmaterial expandido que se fundecomo consecuencia de la combus-tión del cartón también empieza aarder. Por esta razón, las compa-ñías de seguros de incendio alema-nas no establecen en este caso nin-guna diferencia entre los envases yembalajes de material expandido abase de Styropor P y F.

Emisiones del material expandidode Styropor en el caso de incendio

La concentración más importantede gases de descomposición tér-mica del producto en caso deincendio puede determinarse, segúnDIN 53436, para diferentes tempe-raturas. La tabla 2 contiene valoresmedidos para materiales expandi-dos de Styropor P y Styropor F, asícomo para cartón macizo y cartónondulado. La base de referencia esla superficie de los materiales deenvase y embalaje, es decir, semuestran los productos de des-composición de probetas de igualsuperficie.

En el caso de Styropor P y StyroporF, las concentraciones de monóxidode carbono, es decir la sustanciamás importante en cuanto a la toxi-cidad de los gases en un incendio,son muy bajas para una combustióncompleta (residuo del 0%). Según latabla 2, la descomposición térmicadel cartón ondulado y del cartónmacizo empieza ya a temperaturassustancialmente bajas. Sus gasesde combustión contienen unas con-centraciones de monóxido de car-bono muy superiores.

Bajo condiciones para las cuales elcartón macizo y el cartón onduladoforman concentraciones letales demonóxido de carbono, ensayos deprobetas de igual superficie demateriales expandidos a base deStyropor, muestran que los gasesde combustión no resultan tóxicosindependientemente de la presenciao no de agente ignifugante.

El peligro para la salud que compor-tan los productos de descomposi-ción térmica que se producen encaso de incendio de materialesexpandidos de Styropor, ya fueobjeto de estudio en 1967 conjunta-mente por parte del LaboratorioTécnico de Materiales Plásticos delMuseo Industrial de Viena y el Labo-ratorio Toxicológico de BASFAktiengesellschaft.

Tabla 2 Gases producidos en un incendio de materiales de envase y embalaje(según DIN 53436 – ensayos a igualdad de superficie; radio de descomposición: 2 cm2/min)

Ensayo Temp. Masa Volumen1 CO22 CO Residuo3 Infla-

de mación°C g l/h (%) (%) (%)

Styropor P 300 1,75 100 < 0,025 < 0,0025 91,0 ningunae = 20 mm 400 1,75 100 < 0,025 0,01 10,5 ninguna

500 1,75 100 < 0,025 0,01 0,5 ninguna600 1,75 100 < 0,025 0,025 0 ninguna

Styropor F 300 2,2 100 < 0,025 < 0,0025 95,3 ningunae = 20 mm 400 2,2 100 < 0,025 0,01 15,3 ninguna

500 2,2 100 < 0,025 0,01 5,2 ninguna600 2,2 100 < 0,025 0,02 0 ninguna

Cartón 300 2,0 100 1,7 0,40 6,2 arde sin llamaondulado 400 2,0 100 1,7 0,45 4,6 arde sin llamae = 6,8 mm 500 2,0 100 1,7 0,34 2,6 arde sin llama

600 2,0 100 1,7 0,35 4,6 arde sin llama

Cartón 300 4,0 100 2,2 0,60 18,7 arde sin llamamacizo 400 4,0 100 2,3 0,66 16,8 arde sin llamae = 3 mm 500 4,0 100 2,5 0,64 16,5 arde sin llama

600 4,0 100 2,5 0,50 15,5 arde sin llama1 Para las marcas de Styropor se diluye el aire de 50 l/h a 100 l/h. 2 Porcentaje medido en volumen. 3 Porcentaje medido en el total de la masa.

En ensayos con Styropor F efectua-dos según DIN 53436, no se encon-traron dioxinas bromadas ni en lafase gaseosa ni en el residuo sólidode la combustión. Se formaron can-tidades despreciables de diversosfuranos bromados (producto princi-pal monobromofurano), ligada supresencia predominantemente a losresiduos de la combustión y noapareciendo ninguno de ellos dentrode la nueva disposición publicadaen Julio 1994 sobre nuevos produc-tos químicos prohibidos, que definepara las dioxinas y furanos toxicoló-gicamente relevantes, unos valoreslímite.

En el corte de materiales espuma-dos a base de Styropor mediantehilo caliente, el Departamento deInspección de Industrias de Munster1990 halló también en el aire delárea de trabajo, únicamente furanosbromados, en unas concentracio-nes menores al 1% de la cantidaddiaria tolerable por absorción.

Dos informes experimentales del Ministerio Federal de MedioAmbiente corroboran estos resulta-dos: En ellos se afirma, que dioxi-nas y furanos bromados se unencasi cuantitativamente a las partícu-las de hollín (Informe nº 10409222,1991) y que la tendencia del HBCD,a formar este tipo de uniones encaso de una combustión son des-preciables (Informe nº 10403363,medido sobre granza de poliestirenocon un 3 % HBCD, 1990).

Residuos de combustión y aguasde extinción de incendios

a) Residuos de combustión sólidos

Los residuos de combustión deStyropor y de materiales espuma-dos a base de Styropor no contie-nen materiales perjudiciales eluiblescon agua en una cantidad significa-tiva.

Medidas para la separación de losresiduos de combustión han sidopublicadas por el DepartamentoFederal de Sanidad (BGA) en laHoja Federal de Sanidad 1/1990.Los productos plásticos requema-dos y carbonizados deben, segúnestas recomendaciones, enviarse auna planta de tratamiento de resi-duos en tanto que los análisis de losresiduos no permitan otras posibili-dades de aprovechamiento.

b) Aguas de extinción de incendios

Las aguas de extinción no deben,en general, conducirse hacia aguasnaturales.

El agua de extinción de una serie deensayos de combustión de materia-les expandidos a base de bloquesde Styropor P y F, fue recogida yanalizada. Tras someterlas a losensayos de las dafnias y los peces,estas aguas no aportaron resulta-dos negativos para la ecósfera. Losresultados experimentales permitenllegar a la conclusión de que inclusoen el caso de una catástrofe, lacontaminación de aguas naturalesno debería representar ningúnriesgo.

No es necesaria la instalación deuna planta mecánico-biológica dedepuración de las aguas de extin-ción, en empresas fabricantes oalmacenadoras de materiales espu-mados a base de Styropor.

En el caso de que para lograr laextinción, el servicio de bomberostuviera que agregar algún agenteespumante al agua esas aguas deextinción no pueden enviarse a lacanalización sin previo acuerdo conel personal de la planta depuradora.

Conclusiones

Los productos producidos por lacombustión de materiales expandi-dos a base de Styropor no compor-tan especiales peligros para elmedio ambiente.

Los envases y embalajes de mate-rial expandido de Styropor F contri-buyen a la seguridad contra incen-dios

– si se utilizan sin embalarlos encajas de cartón,

– cuando se almacenan las piezasmoldeadas.

Referencias bibliográficas y normas citadas

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4. Becker, W.; Neff, H.; Tiedtke, K.:Bericht über Brandversuche anVerpackungen aus schwerbrenn-barem Polystyrol-HartschaumVerband der Sachversicherer e.V., Köln, 1981

5. Feuerrisiko bei der Lagerung von Styropor, Neopolen undStyrodur; Forschungsstelle fürBrandschutztechnik an der Universität Karlsruhe (1975)

Observación



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 exponersea temperaturas de aproximada-mente 90 °C como máximo. Con eltiempo puede producirse una ligeracontracción, que puede alcanzarlinealmente hasta aprox. el 0,5 %.Por encima de 100 °C se comprue-ba en primer lugar una fuerte con-tracción del material expandido. Siaumenta la temperatura por encima

de 300 °C, el poliestireno fundidovuelve a despolimerizarse, convir-tiéndose 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 polie-stireno, sólo absorbe el 0,05 % (enpeso) de agua. Puesto que el polie-stireno 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). Enestos casos se incrementa la con-


49194 Octubre 1990

StyroporT141


Schaumstoffe

® = Registriertes Warenzeichen Envejecimiento de los materiales expandidos

BASF Plastics

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).

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 g,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 delmaterial expandido. Por efecto de la

luz 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

Diás

% 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 comple-tamente ajeno al proceso 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.

3

Rec

alca

do [%

]

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 de carga [d]

Rec

alca

do [%

]

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]

Densidad aparente: 20 kg/m3

30 kPa

Rec

alca

do [%

]

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

Tiempo de carga [d]



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

Rec

alca

do [%

]

2214 16 18 20 24

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

026 28 30


500 Días

100 Días

1 Minuto

Dependencia del espesor de la probeta/ densidad aparente después de varios días de carga; carga: 60 kPa de carga

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



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-tantes 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 estructura del material y laradiación:

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 Octubre 1997

StyroporT150



La conductividad térmica de espumas rígidas® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

BASF Plastics

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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. Paraflujo estacionario es, con mucho, elmás frecuentemente empleado yproporciona los valores más segu-ros, de modo que se le emplea tam-bién como método normalizadopara la clasificación de una sustan-cia en los grupos según conductivi-dad térmica de acuerdo con lanorma 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 comoinponderables 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 de-sechosse contraen más o menos fuerte-mente en el proceso de expansión.En razón de ello, las perlas de

Styropor 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.

Observación


0,045

Wm·K

0


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


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 o degranulado cilíndrico. Las espumasrígidas fabricadas a partir de éstosson espumas de partículas.

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 marcas especiales, p. ej. paraespumas rígidas coloreados, contie-nen pigmentos colorantes.

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 Enero 1998

StyroporT180



® = 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

BASF Plastics

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 Republica 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-nificante 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).

2


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.).

3

* 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



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). Las versiones especiales,como por ejemplo las espumas rígi-das coloreadas, contienen pigmen-tos de color.

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 Enero 1998

StyroporT181



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Espumas rígidas de Styropor; aspectos medioambientales de su aplicación en la construcción

BASF Plastics

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



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 llega 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 Enero 1998

W = Marca registrada

StyroporT205



Control de recepción y producción en las fábricastransformadoras de Styropor

BASF Plastics

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 sobrepas-arse. 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.

2

Ejemplo de ficha de control “Recepción de materias primas y preexpansión”

Materia prima 1. Preexpansión 2. Preexpansión Silo

Producto Nº de Peso Estado (con- Fecha Hora Densidad Constataciones Silo nº Transporte de Densidad Silo Nº Transporte de Densidad y entrega (t) forme, sucio, Comienzo- aparente particulares salida del silo aparente salida del silo aparente fecha húmedo) final (kg/m3) (soltura, com- Fecha/hora (kg/m3) Fecha/hora (kg/m3) antes

pacidad) de la expan-sión final

Styropor P 42-8164 6 Conforme 28.3. 6.30 – 15 –16 No 3 + 8 – – – 29.3. 1512.00 6.30 – 20.00

Styropor P 45-8173 3 Conforme 29.3. 14.00 – 15,5 30.3.27.3. 16.25 20.00 – 4.00

Styropor P 67-8245 9 Conforme 4.4. 6.30 – 21 No 2 + 4 5.4. 14 5 + 9 6.4./7.4. 144.4 16.40 6.30 –12.00 12.00 –16.00

Ejemplo de ficha de control de “Fabricación de bloques y planchas”

Producto Fecha de Nº de Densidad Molde para Peso del bloque Valoración exterior Valoración de las planchas cortadasrecepción entrega aparente bloques Nº después del del bloque

(kg/m3) desmoldeo (kg) al cabo de24 horas

Superficie Densidad Soldadura Dimensionesaparente Muestreo(kg/m3)

Styropor F 4.4. 42-8562 16 5 16,5 De conformidad Lisa 15,5 –17,3 Suficiente Tolerancias con el molde admisibles

3

BA

SF A

ktiengesellschaft67056 Lud

wigshafen

Ejemplo de ficha de control de “Fabricación de piezas moldeadas”

Producto: Styropor Nº de entrega: Densidad aparente: 24 kg/m3 Reposo intermedio: 9 horas

Pieza moldeada Embalaje de transistores Embalaje de teléfonos Embalaje de hojas de sierra Embalaje de lámparas

Nº de la máquina automática 3 4 1 2 9 5 6 7cuádruple séxtuple

Fecha 6.4. 6.4. 6.4. 6.4. 6.4. 7.4. 6.-7.4. 6.-7.4.

Nº de ciclos/turno 203 182

Nº de piezas correctas/turno 806 970

Nº de piezas descalificadas 6 122

Deterioros (o causas) – Rotura (expulsor)

Soldadura superficial Correcta Correcta

Dimensiones Conformes Conformes

Peso después del desmoldeo 34 37en g/unidad

Peso en seco g/unidad 28 28

Contenido de humedad en % (en peso) antes de la expedición

Soldadura al cabo de 24 horas Suficiente Buena

Diversos

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 DIN 53421

El ensayo de compresión con mate-riales expandidos rígidos se realizacon arreglo a DIN 53421. Paraefectuar la medición se utilizan pre-ferentemente cubos de 50 mm delado. Para espuma rígida que nopermite fabricar muestras de estetamaño pueden acordarse tambiénotras medidas. El macho de com-presión deforma los cubos a veloci-dad constante (5 mm/min ó10%/min de la altura original de lasprobetas); las fuerzas ejercidas seregistran en función del grado dedeformación.

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 rectaascendente 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 DIN 53421, la “resi-stencia a la compresión bajo unadeformación del 10%”, es decir, laresistencia a la deformación a laque el cubo de 50 mm se comprimea un espesor 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 Enero 1998

StyroporT220


® = Marca registrada Resistencia a la compresión de la espuma rígida

BASF Plastics

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 DIN 53421.

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 DIN 53 421, la veloci-dad de avance del macho de com-presión de ensayo debe ajustarsede manera que el recalcado del10% se alcance aproximadamenteal cabo 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

800

200

0

400

600

0 20 40 60 80

Deformación [%]

Esf

uerz

o de

com

pres

ión

[kP

a]

Diagrama esfuerzo de compresión/deformación según DIN 53421

Densidad aparente

30 kg/m3

25 kg/m3

20 kg/m3

15 kg/m3

15035 105


25 30 40 50 60 70 80 90 100 11085 11595

250

350

550

1450

Tens

ión

por c

ompr

esió

n [k

Pa]

1350

1250

1150

1050

950

850

750

650

450

45 55 65 75

curva de valores medios curva de predicción superior 95 % curva de predicción inferrior 95 % EP240 P240 P340 P440 F295 F395 F495

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 (DIN 53421)(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).

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

30 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



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



Esfuerzo de compresión:




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 enDIN 53421, ASTM C 165-83 y D1621-73/79. Los datos necesariospara dimensionar embalajes se ob-tienen mediante mediciones espe-ciales de la inercia en el ensayo decaída (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


00 25 40


5 10 15 20 30 35

20

40

140

120

100

80

60

Car

ga k

Pa

Duración del esfuerzo:

1 semana

60 semanas

260 semanas

020 50


10 30 6040

100

200

400

900

Pre

sión

del

agu

a kP

a

800

700

600

500

300

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


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 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 pueden emplearse como criteriola presión máxima la espuma rígidaque se produce durante el vapori-zado. 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 la espumarígida se deberá instalar, en lo posi-ble, en una posición con un altoespesor de pared del materialexpandido. La curva de caída de lapresión la espuma rígida resulta asímás plana durante el tiempo decaída de la presión.

Al alcanzarse una presión residualdada la espuma rígida puede ini-ciarse el desmoldeo directamente ysin guardar un tiempo suplementa-rio de seguridad. La evacuacióndurante la fase de caída de la pre-sión no tiene ninguna influencia enla medición.

Como captadores de la presión laespuma 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 la espuma rígida

1. Procedimiento neumático

Los captadores neumáticos trans-forman la presión la espuma rígidaen 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 Enero 1997

StyroporT270



Dispositivos para la medición de la presión de la espuma rígida


BASF Plastics

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


BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen

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 neumatico 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

Eléctró- 22/300 y 500nico

Juchheim M.K. GmbH & Co Eléctró- 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

Tanto al tener almacenado Styroporo la espuma rígida fabricados 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 Julio 1997

StyroporT290


® = Marca registrada Control del contenido de agente de expansión en elaire ambiente

BASF Plastics

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



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 Julio 1997

StyroporT340

4 Transformación


Vapor de agua como portador de energía para la transformación a espuma rígida


BASF Plastics

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* q (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 q1 =20 °C y q2 = 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 sobrecalentado

160

0 25

3000i [kJ/kg]

2000

1000

50

Agua

Vapor sobrecalentado

Vapor húmedo

Vapor saturado

75 100 125 150 ϑ [°C]

sobrecalentado

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.

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.

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

5

p = 8 bar

Generador de 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

6

Chapas de rebotamiento Válvula de seguridad

Orifico de acceso

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

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 pasa al tubo de salida

Falso: el condensado pasa por encima del tubo salida

Fig. 9 Diámetro del tubo de salida del condensado.

Vapor

Vapor

vertical

Condensado (vertical)

Fig. 10 Desagüe con cambio de dirección.

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

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.

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.


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 Julio 1997

StyroporT345

4 Transformación


® = Marca registrada Técnicas de vacío en la transformación de espuma rígida

BASF Plastics

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 ventaja de este sis-tema es que el vapor de agua redu-ce la capacidad de succión volumé-trica de la bomba, e incrementaademás la temperatura del agua deésta, lo que contribuye a una reduc-ción suplementaria de la capacidadde succión.

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)

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 p e = – 0,5 baren 2 a 4 segundos

– Condensador por rociado,Alcanza un vacío de p e = – 0,5 baren 3 a 8 segundos.

También se utiliza una combinaciónde ambos sistemas.

Los condensadores tubulares (alcanza un vacío de p e = – 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.

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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).

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


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 Julio 1997

StyroporT360

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

BASF Plastics

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 t˙nel 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

3

Aire comprimido

Manómetro

Aire comprimido

Manómetro

Agua caliente Agua fríaTorre de refrigeración

Presión de desconexión

Presión de puesta en servicio

Presión de desconexión

Interruptor automático por aumento de presión

Agua adicionada

Presión de puesta en servicio Tanque de

agua fría Tanque de agua caliente

Filtro doble

Termostado de 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



Está prohibida la conducción desustancias sólidas a las aguaspúblicas con el fin de liberarse deellas, aunque no produzcan unaalteración perjudicial de sus propie-dades físicas, químicas o biológi-cas. Tampoco puede entorpecerseel desagüe libre por impurezas.

Aunque las partículas preexpandi-das de Styropor o las piezas deespuma rígida fabricadas con ellasno modifican ninguna de las propie-dades del agua, sin embargo, ydebido a su estructura celularcerrada y a su baja densidad, estaspartículas pueden quedarse flo-tando casi ilimitadamente en lasuperficie del agua y perjudicar elaspecto panorámico.

Para impedir que estos materialeslleguen a los ríos, lagos u otrasaguas públicas con las aguas resi-duales de las fábricas transforma-doras de Styropor, existen acredita-dos modelos para recoger laespuma rígida, que deben colo-carse delante de la red de desagüegeneral.

A continuación se describen detalla-damente dos sistemas apropiadospara este fin:


42784 Julio 1997

StyroporT361

4 Transformación


Instalaciones para depurar los desagües en lasfabricas transformadoras de Styropor


BASF Plastics

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

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 aproxi-madamente:

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 %

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 se

muele 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.

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 una


48910 Julio 1997

StyroporT400

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Menguas en peso y volumen durante latransformación

BASF Plastics

influencia 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



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 de la clase B 1de materiales 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 del 10 –15%, el cual se volati-liza luego solo lentamente. Sólocuando este residuo se ha evaporadoen su totalidad, se cumplen conseguridad las exigencias con res-pecto al comportamiento en fuego.Por lo general, se calcula un tiempode reposo intermedio de 14 días.

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.Pero este método es costoso.

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 Enero 1998

StyroporT440

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Producción de espuma rígida de marcas Styropor Fbajo aspectos técnicos de protección contra incendios


BASF Plastics

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. Puesto que también permitetransportar en dirección vertical,esta modalidad ocupa muy pocoespacio. El elevador se instala yopera en principio del mismo modoque el tornillo sin fin rígido descritoa continuación (véase también lafigura 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.La abrasión es muy baja. Otras ven-tajas estriban en el bajo precio deadquisición y el bajo coste deexplotación.


49188 Julio 1997

StyroporT460

4 Transformación


® = Marca registrada Transporte de la materia prima

BASF Plastics

2

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.

AAAA

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: P 101

P 255

P 455

G 360

1 m

3 m

Altura detransporte:

Zona deadmisiónvertical

Figura 2 Husillo rígido (marca Svea). Figura 3 Husillo flexible, zona de entrada (marca Hindermann).

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



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 Sλ · I · rL w2

LDd 2

+ Σ Sζ · rL w2

LD2

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

rL = 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 Julio 1997

StyroporT461

4 Transformación


® = Marca registrada Transporte del Styropor preexpandido

BASF Plastics

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 SΣλ · l + ΣζDd

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·ges 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

es

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

rsch 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 rsch 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· ges = V· G = m· Gν r

G·ν

Con el valor empírico

rges = 0,6 ·rG obtendremos

V· sch = 0,6 · m· Gν r

sch

El dimensionado del sistema detransporte puede realizarse ahorade forma aproximativa del modoindicado a continuación (véansefiguras 3 y 4).

Primero se calcula V· ges 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· ges < V· L y pges 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· ges en la ecua-ción de caudal V· ges = 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 rges ficticia de ésta, expre-sando la presión total necesaria pgesfrente a la de un transporte pura-mente de aire pges L en los términossiguientes:

pges = pges L ·rgesr

L

De

rges V· ges = rL · V· L · rG · V· G

(Indice L = aire, G = material)

se deriva la proporción de densida-des

Úges = V· L · S1 + ÚG · V· G D =ÚL V· ges ÚL · V· L

V· L · (1 + m)V· ges

Sustituyendo la proporción volu-métrica de sólidos sobre el volumentotal (= concentración), ν = V· G/V· ges,obtendremosÚges = 1 + ν S ÚG – 1D =

pges

ÚL Ú L pges L

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 gesL

· ·

∆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

Vges

··

· ·Vges =0,6ν

mG

Úsch

·

Densid

ad ap

arente

Ú sch =

20 kg/m

3

Figura 3 Sistema de transporte neumático con alimentación del materialmediante inyector (diagrama de dimensionado).

4

Sustituyendo la densidad aparenteÚsch se obtiene, con el valor empíricoÚG < Úsch/0,6 yÚL < 1,25 kg/m3

la siguiente ecuación:

pges = 1 + ν (4/3Ú sch – 1)pges Lsiendo Úsch [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 ≈ Vges· ·

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

105

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 Ú sch

= 30 kg/m

3

· ·Vges =0,6ν

mG

Úsch

·

VVges

··

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 ges =

2 %

··

(Aspiración del ve

ntilador) 3

%

(Esclusa de rueda celular)

Densidad aparente Úsch = 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 (Úsch = 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.

5

2

3

4

5

6

1

00 10 20 30 40 50

0,07

0,02

Densidad aparente Úsch

kg/m3

pges

pges L= 1 + ν ( Úsch –1)4

3

(Esc

lusa d

e rue

da ce

lular

) 0,1

0

Concentración ν = V G/V ges =

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

Densidad aparente Úsch

kg/m3

Carga

µ = mG

mL

·

·

µ =ν

1 – ν·

43

Úsch

ν =µ

43

Úsch + 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.

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 Úsch = 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

l = 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)

·Vges [m3/min] = Caudal total (aire + Styropor)

·VL [m3/min] = Caudal de aire

y [%] = Grado de carga

ystopf [%] = Grado de carga hasta obturación

µ = Carga = 1y

rG [kg/m3] = Densidad aparente del Styropor (densidad aparente de producto)

rges [kg/m3] = Densidad total (Gas + Styropor), también densidad ficticia

rL [kg/m3] = Densidad del aire

z = 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

pgesL [mbar] = Presión total del aire

pges [mbar] = Presión total (aire + Styropor)

∆p [mbar] = Diferencia de presión

n [min-1] = Número de revoluciones

p = 3,14

s = Curva de estrangulamiento


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 obti-enen 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 3 a 4 semanas después de laexpansión. Durante este período, elmaterial aún contiene importantescantidades del agente de expan-sión volátil, que junto con el airepuede formar, a determinadas con-centraciones, mezclas explosivas.Por esta razón es absolutamenteimprescindible mantener alejadostodos los focos de ignición peligro-sos. En particular cabe recordar laestricta prohibición de fumar. Loslocales en que se almacenan partí-culas expandidas de Styropordeberán ventilarse bien para evitarla formación de estas mezclasexplosivas. Los vapores de pen-tano son más pesados que el aire,por lo que es preciso que la bocade ventilación se encuentre espe-cialmente en la proximidad delsuelo. Se aconseja proceder a unacomprobación regular de la com-posición del aire ambiente, cosaque puede realizarse con ayuda deinstrumentos detectores de gas(por ejemplo, de las empresasAuergesellschaft 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 Julio 1997

W = Marca registrada

StyroporT490

4 Transformación


Medidas de seguridad recomendadas para la mani-pulación de las partículas expandidas

BASF Plastics

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


BASF Aktiengesellschaft67056 Ludwigshafen

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 Julio 1997

StyroporT540

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.

BASF Plastics

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.

2

h

c

ef a g

d

b

lk

a = suelo perforado b = eje del agitador c = palas del agitador d = barras e = vapor

f = salida del agua condensada g = salida del material h = mirilla k = aireación rápida l = aireación permanente

e

c

g

a

b

f d

a = eje del agitador b = palas del agitador c = barras d = tornillo de transporte

e = vapor f = rasqueta g = 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.

3

AAAAAAAAAAAAAA

AA

AAAAAAAAAAAA

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 interface 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 4 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

4

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAA

AAAAAAA

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



Determinadas marcas de perlasfinas de nuestro surtido de pro-ducto 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 Julio 1997

StyroporT545

4 Transformación

® = Marca registrada Expansión del Styropor de perlas finas para obteneruna baja densidad aparente

BASF Plastics

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 bar pe = 0,4 bar


Preexpansión del Styropor VP 502.

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 Dp la caída depresión del fluido al atravesar elmaterial granulado, en el punto deturbulencia se establece un equili-brio de fuerzas entre A · Dp, 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 mm. 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 Julio 1997

StyroporT560

4 Transformación


® = Marca registrada Secado del Styropor preexpandido (lecho fluidizado)

BASF Plastics

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 mm 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



AAAAAAAAA300

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 mm

– hilo de perlón multifilar:300-400 mm

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.


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


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StyroporT570

4 Transformación


Reposo intermedio de Styropor preexpandido® = Marca registrada

BASF Plastics

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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) (Tl 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.


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 Julio 1997

StyroporT770

4 Transformación


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Limpieza de herramientas de moldeo para la transfor-mación de Styropor

BASF Plastics

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



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 esfuerzo-soscilantes continuos en planchasde espuma 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 Enero 1998

StyroporT140

5 Construcción


Comportamiento a largo plazo, eficacia práctica en elsector construcción


BASF Plastics

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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 atacadoa 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.

AAAAAAAAAAAAAA

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 tension de compresión:0,02/0,03 MPa


25 a50 a

0,03 MPa

0,02 MPa

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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

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100 101 102 103 104 105 106

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

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 del sector de construcciónde 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 la espuma rígidade 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

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).


Aislamiento térmico de almace-nes de fruta con material expan-dido de Styropor.

En razón de la ampliación de losmercados y los cambios en las cos-tumbres de compra de los consumi-dores han surgido inevitablementetambién nuevos problemas en rela-ción al almacenamiento de fruta.

Los almecenes de fruta reciben estáen la época de la cosecha y,mediante el conveniente clima dealmacenamiento, la mantienendurante largo tiempo fresca, demodo que el mercado puede serabastecido en todas las épocas delaño. Y así, es posible, p. ej. en elcaso de las manzanas, con los pro-ductos regionales de una cosechasatisfacer las necesidades de con-sumo hasta la cosecha siguiente.

Los gastos de almacenamiento sondiferentes, según la duración desea-da del almacenamiento. La grandemanda de fruta en la época deNavidad puede, p. ej., ser cubiertacon las existencias de almacenesnormalmente refigerados, en tantoque fruta, que se ha de suministraren primavera o en verano, requiereun almacenamiento especial conatmósfera artificial.

1 Edificios destinados para almacenes

En la concepción de tales edificiosinfluyen

– el tipo y cantidad de la mercancíaa almacenar,

– la marcha de las actividadescomerciales y

– el tipo de almacenamiento.

La cantidad de mercancía a almace-nar es determinante del volumen adisponer para el almacenamiento.En la planificación ha de tenerse encuenta si la cantidad de mercancíaa almacenar se mantendrá cons-tante durante años. Especialmenteen el “almacenamiento en gas” lamagnitud de las cámaras individua-les se ajusta a la receptividad del

mercado, ya que tales cámaras, unavez abiertas, tienen que ser vacia-das rápidamente.

Cámaras con una capacidad de100 hasta 400 t son usuales, perotambién hay almacenes cuyascámaras pueden admitir 1000 t defruta y más aún. Cámaras con unacapacidad inferior a 10 t no son ren-tables. La proporción porcentual delas superficies de tráfico disminuyeal aumentar las dimensiones de lascámaras.

Y así p. ej., un recinto con unacapacidad de 100 t precisa, parauna superficie de apilado de 67 m2,una superficie de tráfico de aprox.18 m2. Por el contrario, un recintode 400 t requiere, para una superfi-cie de apilado de 160 m2, unasuperficie de tráfico de aprox.40 m2. Con las cajas de frutas seforman paletas de 24, o mejor aún30 cajas (480 o bien 600 kg). Hasta5 paletas se pueden apilar unasobre otra. Sobre las paletas serequiere un espacio libre de aprox.1 m de altura para los diferentesequipos y la circulación de aire. Lasestibadoras están diseñadas conve-nientemente; sus dimensiones lasdeterminan el tamaño de las puer-tas.

Las empresas productoras, que dis-ponen de sus propios almacenes,generalmente apilan una sobre otralas cajas, sin paletar, hasta unaaltura de 5 m.

Los almacenes de empresas dedi-cadas al negocio de fruta tienen losrecintos dedicados a preparación,clasificación y almacenamientoordenados entre sí según necesida-des de servicio y transporte. Paranuevas instalaciones, que se cons-truyan en “espacios verdes”, se hageneralizado una serie de medidasprácticas: el recinto de preparacióny clasificación es de base rectangu-lar, formando sus lados mayores elmuro exterior del edificio. A amboslados de dicho recinto se ordenanlas cámaras de refrigeración, de

Información Técnicas

38320 Enero 1997 (AA)

StyroporT240

5 Construcción


Almacenes de fruta® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

BASF Plastics

2

modo que todas ellas son accesiblesdesde el recinto de clasificación(fig. 1).

Todos los almacenes de fruta estánclimatizados. Los equipos de refri-geración, humectadores del aire yventiladores, en su mayor parte defuncionamiento totalmente automá-tico, cuelgan del techo y cuidan deuna climatización homogénea detodo el recinto.

La posición del almacén en relacióna los puntos cardinales es de impor-tancia secundaria, ya que la influen-cia de la radiación solar se puedecompensar con relativa facilidad –p. ej. variando ligeramente el espe-sor de la capa aislante.

Para evitar diferencias de presión noadmisibles entre el recinto de alma-cenamiento y el aire exterior (alenfriarse un recinto herméticamentecerrado [almacén AC] se produceen el mismo una depresión), se dis-ponen en todas las cámaras derefrigeración de este tipo de segu-ros contra sobrepresión y depresión,como válvulas de reproceso o cie-rres hidráulicos. Estos dispositivosexcluyen diferencias de presión demás de 10 mm de columna deagua.

Los compresores frigoríficos, insta-laciones de aire acondicionado,etc., es conveniente ubicarlas en uncuarto de máquinas.

En el caso de almacenes relativa-mente pequeños, explotados porlos propios productores de la fruta,es frecuentemente posible aprove-char edificios ya existentes para elalmacenamiento de fruta. Y así pue-den instalarse cámaras frigoríficaspara almacenamiento normal en,p. ej., graneros de fincas de campo,los cuales, por sus grandes dimen-siones, ofrecen también la altura útilapropiada para el almacenamientode fruta.

Almacenes de dimensiones relativa-mente grandes, pero sobre todoaquéllos con atmósfera controlada,precisan de una concepción propiaen la planificación: son edificiospara sólo un uso determinado.

2 Tipos de almacenamiento

La técnica de almacenamiento defruta distingue diferentes tipos dealmacenes:

• almacenes normales• almacenes con atmósfera contro-

lada – almacenes AC.

Estos últimos a su vez se subdivi-den en• almacenes AC regulados unilate-

ralmente (almacenes con regula-ción del anhidrido carbónico oalmacenes 21) y

• almacenes AC regulados bilate-ralmente (almacenes Scrubber,regulación del CO2 y O2).

En todos los tipos de almacenes,las frutas son enfriadas según undeterminado programa desde latemperatura de campo (aprox.25 °C) hasta la temperatura másfavorable de almacenamiento –según tipo, entre –1 y + 6 °C. Lahumedad relativa del aire ajustada aun valor del 85 hasta el 96% impidela pérdida de agua y, consiguiente-mente, de peso. Para una pérdidade peso de solamente el 4% experi-mentaría ya la fruta un encogi-miento. Este clima retrasa tambiénla postmaduración y aumenta consi-guientemente la conservabilidad.

Almacenes normales

El almacén normal es el tipo mássimple de almacén. En almacenesnormales se conservan tipos demanzanas que están destinadaspara la venta inmediata, p. ej. man-zanas de Navidad. Las manzanasse enfrían durante 2 hasta 6 sema-nas a una temperatura de 2,5 hasta0 °C. Para una humedad del aire del90 hasta el 93% se conserva lamayoría de los tipos de manzana 5hasta 6 meses. Una ventaja deestos almacenes es que pueden servaciados en cualquier momento,incluso parcialmente. Con un climacontrolado (temperatura, humedaddel aire, aire fresco) está garanti-zada la conservabilidad.

Almacenes AC

En los almacenes AC se modifican yregulan, además de las condiciones

climáticas (temperatura, humedaddel aire), también las condicionesatmosféricas (composición del gas).En tales almacenes se puede con-servar fresca las fruta hasta prima-vera, algunos tipos incluso hasta lanueva cosecha. En los almacenesAC reina una atmosféra artificial(rica en CO2, probre en O2), razónpor la cual se les deberá construirherméticos a los gases. Dado quedebido al enfriamiento se produceuna considerable depresión enestos almacenes, tienen que estardotados de un dispositivo para laigualación de la presión. Las cáma-ras no se abren hasta tanto nohayan de ser vaciadas totalmentede su contenido; un vaciado parcialocasiona costos suplementariospara el restablecimiento de laatmósfera protectora así como pér-didas de calidad.

Almacenes AC con regulación unilateral

Después de la cosecha se conti-núan produciendo en la fruta losprocesos de metabolismo: absor-ben oxígeno (O2) y ceden anhidridocarbónico (CO2). En un almacénque cierre herméticamente y sellene de forma óptima aumenta poreste motivo en 3 hasta 4 días elcontenido de CO2 de la atmósferahasta un valor del 3 hasta el 4%. Elcontenido en O2 desciende en elmismo porcentaje (1% en volumende O2 es transformado en la frutaen 1% en volumen de CO2, pero lasuma de O2 y CO2 se mantieneconstante: dicha suma asciende al21% del volumen del aire. De aquítambién la denominación de alma-cenes 21). Mediante la alimentaciónregulada con aire fresco se consi-gue mantener constante durantetodo el período de almacenamientola concentración de CO2, comomáximo al 8%. En esta atmósferapueden almacenarse algunos tiposde fruta durante 7 hasta 8 meses.Ahora bien, esta atmósfera rica enCO2 no resulta propicia para todoslos tipos de manzana. Por estemotivo, las clases más delicadas seconservan en almacenes AC deregulación bilateral.

Almacenes AC con regulación bilateral

El enfriamiento reduce en todos losalmecenes el metabolismo de lafruta aumentando así su conserva-bilidad. Esta última puede incre-mentarse aún más reduciendo elcontenido en O2. Para una concen-tración de CO2 del 7%, contieneaún la atmósfera de un almacén ACde regulación unilateral una propor-ción de aprox. el 14% de O2. En elalmacén AC de regulación bilateral

Almacén normalRecinto de clasificación

y preparación

Almacén normal

Almacén con regulación del CO2

Fig. 1 Esquema de un almacén para frutas

es reducido el contenido en CO2 al3 hasta el 3,5% y el contenido enO2 al 1,5 hasta el 3%. Este conte-nido mínimo en CO2 es necesariopara mantener justamente el meta-bolismo de la fruta. En este tipo dealmacenamiento no se dañan tam-poco tipos de fruta sensibles, y laduración del almacenamiento seprolonga en aprox. 4 semanas conrespecto al realizado en un almacénAC de regulación unilateral.

La creación y mantenimiento deesta atmósfera protectora obliga aemplear determinados recursos téc-nicos. Existen diversas posibilidadespara sacar el CO2 de la atmósferadel recinto de refrigeración:

– Absorción por potasa (carbonatopotásico), que se coloca en elrecinto de refrigeración;

– Absorción en un absorbedor(solución de carbonato potásico),a través del cual se pasa el aireambiente (posibilidad de regene-ración);

– Absorción p. ej. en carbón activode acción selectiva, sobre el quese pasa el aire ambiente (posibili-dad de regeneración);

– Difusión a través de láminas dediafragma, que solamente permi-ten el paso al CO2 y retienen losrestantes gases (funcionamientocontinuo).

En cada caso particular se ha dedecidir a qué procedimiento se le hade dar preferencia.

Cuanto más rapidamente se sometala fruta, después de su recoleccióny almacenamiento, a la temperaturade refrigeración y a la atmósferaprotectora, tanto menores son laspérdidas de calidad que experi-menta la misma debido a procesosmetabólicos. Por esta razón, esimportante llevar a efecto con rapi-dez el enfriamiento y la creación dela atmósfera protectora. Pero dichoproceso es limitado por la capaci-dad del equipo de refrigeración.Ahora bien, el enriquecimiento enCO2 y la reducción de O2 se puedenacelerar. Un importante papel juegaaquí la hermeticidad del almacén.Aparte de ello, en muchos casos eseliminado catalíticamente el oxígenode la atmósfera del almacén conayuda de aparatos desoxigenadoresportátiles. Los gases de escape fil-trados, humedecidos y enfriados –ricos en dióxido de carbono (CO2) yen nitrógeno (N2) – se envían devuelta a los recintos de refrigeraciónde los almacenes de regulación uni-lateral, hasta alcanzarse las concen-traciones deseadas. En los almace-nes de regulación bilateral retieneun absorbedor, conectado poste-riormente, el CO2 de los gases desalida del desoxigenador, de modo

que al recinto de refrigeración selleva de nuevo prácticamente sólonitrógeno.

La atmósfera de los almacenes secontrola con aparatos “Orsat”, loscuales miden la concentración enO2 y CO2. La medición es posiblemanual o automáticamente; de dis-ponerse de los aparatos Orsat con-venientes es incluso posible dirigirdirectamente los citados equipos yregular así la atmósfera del alma-cén.

Pero también existe la simple posi-bilidad de, teniendo en cuenta lacantidad necesaria de oxígeno resi-dual, llenar directamente el almacéncon nitrógeno procedente de bote-llas. Dado que el nitrógeno se mez-cla con el aire ambiente, la cantidadrequerida de nitrógeno es aproxima-damente el doble del volumen delrecinto. Este procedimiento sola-mente resulta rentable en recintos apartir de una capacidad de 800 t.

3 Aislamiento térmico

La temperatura necesaria para elalmacenamiento de fruta, de –1hasta + 6 °C, solamente puedealcanzarse y mantenerse con ayudade equipos de refrigeración. Dadoque la producción de “julios de frío”resulta un múltiplo de veces máscara que la producción de una can-tidad correspondiente de calor porcalentamiento, se comprende laespecial importancia que tiene aquíun buen aislamiento térmico. Poresta razón, los almacenes de frutase procuran construir con lossiguientes coeficientes de transmi-sión térmica:

paredes exteriores k = 0,47 W/(m2 · K)techos k = 0,35 W/(m2 · K)suelos k = 0,81 W/(m2 · K)

En la figura 1 presentamos los valo-res k de varios tipos de construc-ción de paredes con diferentesespesores de capas termoaislantesde Styropor. Para la comparación seha incluido también el valor k deuna pared no aislada. La tabla poneclaramente de manifiesto los valoresk que se alcanzan con diversostipos de construcción de muro yespesores de la capa aislante.

En las paredes perimetrales dealmacenes de fruta deben natural-mente tenerse también en cuentalos procesos de difusión de vapor.

En almacenes normales tiene éstouna importancia menor, ya que enellos es menor el peligro de conden-sación de vapor de agua en el cortetransversal de la pared, en razón deque

– durante el período de servicio deestos almacenes desde la cose-cha hasta diciembre – comomáximo hasta marzo – no se dandiferencias extremas entre la tem-peratura del recinto de refrigera-ción y la temperatura media exte-rior y

– durante este tiempo, el sentidode la difusión del vapor varíarepetidamente, según que la pre-sión de vapor – dependiente de latemperatura y de la humedadrelativa – sea más alta en el inte-rior o el exterior;

– la humedad que, bajo circunstan-cias, pueda haberse condensadose evapora de nuevo con seguri-dad durante la época del veranoen que el almacén no está en ser-vicio.

Por las razones dichas no es usualequipar las paredes de almacenesnormales con barreras contra elvapor; antes bien se procura impe-dir la difusión lo menos posiblemediante el empleo de materialesde construcción de muy poca resis-tencia a la difusión.

Por el contrario, los almacenes ACdeben estar equipados con unabarrera que impida que el gaspueda escapar al exterior. Estabarrera – chapa de aluminio, lámi-nas compuestas de aluminio-poli-etileno, planchas de poliéster, tam-bién pinturas especiales herméti-cas a los gases – se haya en la carainterior y, por consiguiente, seencuentra en el lado falso en lo querespecta a la condensación devapor de agua durante el largo perí-odo de servicio en el verano. Poresta razón, hay que aplicar suple-mentariamente una barrera contra elvapor también en la cara exteriordel aislamiento térmico. Ambasbarreras deberán ser muy herméti-cas, al objeto de que no puedadifundirse y condensarse vapor deagua en la capa termoaislante.

En la práctica ha dado tambiénbuenos resultados otro tipo deconstruccíon. Las usuales barrerascontra el vapor pueden, mediante lacorrespondiente estructuración,emplearse también como barrerascontra el gas y ser colocadas en lacara exterior de la capa aislante.Deberá tenerse en cuenta el hechode que durante la mayor parte delalmacenamiento reina un gradientede temperaturas de fuera haciaadentro y, consiguientemente,puede evitarse una perjudicial con-densación de vapor de agua.

Una vez desocupado el almacénpuede evaporarse de nuevo lahumedad que en muy reducida can-tidad pueda haber presente.

3

En razón de la exigencia de herme-ticidad a los gases, las condicionesen los almacenes AC son más com-plicadas que en los almacenes nor-males, aún cuando en éstos lastemperaturas en el recinto de refri-geración sean mucho más bajas.

Como recubrimientos para almace-nes de fruta son usuales, en razónde su estructura ligera y consiguien-temente económica, los tejadosdobles con circulación de aire. Através del espacio libre entre el ais-

lamiento térmico y la cubierta deltejado fluye, en parte a consecuen-cia de impulsión térmica y en partepor la presión dinámica del viento,una corriente de aire, que, p. ej. enlos almacenes normales, desvía lapresión del agua que se difunde através de la capa aislante. Deberácuidarse de un ordenamiento con-veniente de las aberturas para elpaso del aire en el caballete y elalero. El alero del edificio ha de ins-talarse transversalmente a la direc-ción predominante del aire.

Dado que en las construccionesusuales de tejados, los cabrios rara-mente proporcionan un sustratoplano, es recomendable clavar en lacara inferior de dichos cabrios tablo-nes como entablado de igualación,ajustado al tamaño de las placas alas cuales se fijan seguidamente lasplanchas aislantes. La capa aislantede aprox. 12 cm de espesor deltecho del almacén se puede disponeren doble capa con uniones alterna-das. Las planchas superiores tienenentonces un espesor máximo de 5

4

Fig. 2

11 Muro12 Cubierta de tejas13 Encofrado económico para la consolidación de la

capa aislante14 Planchas de espuma rígida de Styropor F, tipo PS

20 SE (difícilmente inflamable), colocadas en doblecapa

15 Rejilla protectora contra parásitos16 Espuma rígida de Styropor F, tipo PS 20 SE (difícil-

mente inflamable), fijada a la pared con morteroadhesivo de construcción

17 Capa de base de hormigón18 Barrera contra la humedad19 Espuma rígida de Styropor con lámina superior de

cubierta10 Hormigón protector11 Guardarruedas

Fig. 3

11 Cerchas de madera, entre ellas espacio hueco concirculación de aire

12 Marcos de madera para la fijación de las planchasde espuma rígida

13 Rejilla protectora contra parásitos14 Barrera contra el vapor15 Planchas de espuma rígida de Styropor F, tipo PS


16 Revestimiento con entablado de madera17 Capa de base de hormigón18 Barrera contra la humedad y al mismo tiempo con-

tra el vapor19 Espuma rígida de Styropor con lámina superior de

cubierta10 Hormigón protector11 Guardarruedas12 Cubierta ondulada de fibrocemento

2

5 3 3

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10

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7

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10

9

8

7

11

2

2

2

3

4

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1

1

2 3 4 52

1

3

12

1

6 54

3

cm. Dichas planchas son fijadas conclavos bellotes al encofrado econó-mico y suplementariamente pegadas.

En el caso de techos en declive pue-den emplearse para la suspensiónlas construcciones metálicas usualesdel comercio. También aquí puededisponerse el material aislante endoble capa. La capa superior deplanchas cuelga en la suspensión yla capa inferior está pegada debajocon uniones alternadas. Es conve-

niente proteger las capas aislantes aldescubierto por medio de una rejillametálica de mallas finas (abertura demalla aprox. 5 mm) contra roedores(véase figuras 2 hasta 4).

4 Material termoaislante de Styropor

Propiedades del material

El material expandido de Styroporresulta especialmente apropiado

para el aislamiento térmico de alma-cenes de fruta. Su conductividadtérmica es muy baja: el valor de cál-culo está fijado en la norma DIN4108, parte 4, en 0,040 W/(m · K).Así pues, frente a los valores demedición de 0,030 hasta 0,037W/(m · K) se incluye un margen adi-cional de seguridad prescrito. Elmaterial expandido rígido es establefrente a todos los materiales que sesuelen emplear en construcción,como cemento, cal, yeso, dispersio-nes de plásticos, naturalmente tam-bién al agua y a los tipos de mor-tero correspondientes. El materialexpandido puede incluso colocarseen betúm caliente. No se pudre ni“desaparece”, es estable al enveje-cimiento de usársele conveniente-mente y ha dado excelentes resulta-dos en la práctica en construcciónpara el aislamiento térmico de pare-des, suelos y techos. En particularcabe destacar su peso extremada-mente bajo, su inocuidad fisológica,su fácil elaborabilidad con los herra-mientas usuales y, consiguiente-mente, su cómoda aplicación. Elmaterial expandido de Styropor esademás uno de los materiales ais-lantes de precio más favorable.

En edificios para almacenamiento yalmacenes frigoríficos se empleangeneralmente planchas de lasdimensiones usuales del comerciode los tipos PS 15 SE o PS 20 SE.

Aplicación

Según la naturaleza del sustrato, lasplanchas de material expandido seinstalan con ayuda de clavos, adhe-sivos o listones. En el caso de pare-des de hormigón es también posiblecolocar las planchas en el enco-frado. Seguidamente se unen alhormigón fresco. Es conveniente sinembargo prever una fijación mecá-nica suplementaria, p. ej. clavosbellotes de plástico y garfios.

Para clavar las planchas se empleanpreferentemente clavos bellotes. Enel caso de sustratos absorbentes esrecomendable emplear los adhesi-vos de construcción a base de dis-persiones usuales del mercado.

Sobre muros de mampostería sinenlucir, se pueden colocar las pla-cas con morteros adhesivos – unmortero de cemento de grano finocon adición de un adhesivo deconstrucción.

En las figuras presentamos algunosejemplos del empleo de Styroporpara el aislamiento térmico de alma-cenes de fruta.

5

Fig. 4

11 Consturcción simple de madera12 Cubiertas de tejas13 Encofrado económico para la fijación de la capa ais-

lante14 Planchas de espuma rígida de Styropor F, tipo PS


15 Rejilla protectora contra parásitos16 Planchas de espuma rígida de Styropor F, tipo PS

15 SE (difícilmente inflamable), colocadas en doblecapa entre bastidores

17 Plancha de fibras aglomeradas como protecciónsuperficial

18 Revestimiento exterior: tableros de madera19 Capa de base de hormigón10 Capa barrera contra la humedad 11 Espuma rígida de Styropor con lámina superior de

cubierta12 Hormigón protector13 Guardarruedas

2

3 3

4

6

10

9

8

7

13

5

1

8

7

6

Tabla 1

Nº de Material de la pared Espesor de las Resistencia a la Coeficiente de orden planchas de transmisión de transmisión del

espuma rígida de calor calorStyropor 1/Λ kdcm m2 · K/W W/(m2 · K)

1 Ladrillos macizos según DIN 105, 0 0,34 1,97espesor 24 cm, densidad aparente 7 2,06 0,451800 kg/m3 = 0,79 W/(m · K), 10 2,80 0,34revoque por ambos lados

2 Ladrillos macizos según DIN 105, 0 0,26 2,37espesor 11,5 cm, densidad 7 1,98 0,47aparente 1200 kg/m3 = 0,52 9 2,47 0,38W/(m · K), revoque por ambos lados

3 Ladrillos macizos de hormigón ligero 0 0,42 1,71según DIN 18 151, espesor 24 cm, 7 2,14 0,44densidad aparente 1400 kg/m2 = 10 2,88 0,340,64 W/(m · K), revoque por ambos lados

4 Ladrillos macizos silicocalcáreos según 0 0,28 2,23espesor 24 cm, DIN 106, densidad 7 2,00 0,47aparente 1800 kg/m3 = 0,99 W/(m · K), 10 2,74 0,35revoque por ambos lados

5 Hormigón de grava o gravilla, 0,17 3,23espesor 24 cm, densidad aparente 8 2,11 0,442400 kg/m3 = 2,04 W/(m · K), 10 2,61 0,36revoque por un sólo lado

6 Hormigón de grava o gravilla, 0 0,09 4,01espesor 11,5 cm, densidad 8 2,06 0,44aparente 2400 kg/m3 = 2,04 10 2,55 0,37W/(m · K), revoque por un sólo lado

7 Paredes entramadas de madera, 12 3,12 0,30con entablado en la cara exterior

Tabla 2 Datos físicos de planchas de espuma rígida de Styropor cortadas

Propiedades1) Ensayo Unidad Resultado del ensayosegún

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

Tipos de aplicación DIN 18164, kg/m3 15 20 30parte 1


Clase de material de construcción DIN 4102 B1, B1, B1, dificil-(Tipo de producto Styropor F) dificilmente dificilmente dificilmente

inflamable inflamable inflamable

Conductividad térmica DIN 52 612 W/(m · K) 36 – 38 33–35 31–34Medida a + 10 °C

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

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

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

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kPa 150–230 250–310 430–490

Resistencia a la tracción DIN 53430 kPa 80–130 120–170 210–260

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

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

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

Coeficiente de dilatación térmica lineal 1K 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 DIN 53434 Vol.% 0,5–1,2 0,5–1,5 0,5–1,5después de 7 días

Absorción de agua por inmersión DIN 53434 Vol.% 1,0–3,0 1,0–3,0 1,0–3,0después de 28 días

Indice de resistencia a la difusión DIN 52615 1 20/50 30/70 40/100de vapor de aguaCálculo según DIN 4108 parte 4(valor más y menos ventajoso)1) Conforme a la norma de ensayo

1 N/mm2 = 1 MPA = 1000 kPa

7

Fig. 5 Vista exterior de un almacén normal en tipo deconstrucción con elementos prefabricados

Fig. 6 Almacén normal (cámara de refrigeración)

Observación


Fig. 7 Recinto de preparación y clasificación

Fig. 9 Puerta especial para una cámara de refrigera-ción, aislada con material expandido de Styropor

Fig. 8 Cámara de refrigeración con mercancía almacenada


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 Enero 1998

StyroporT250

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

BASF Plastics

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.

3

Fig. 5

Observación



El consumo cada vez mayor en laépoca actual de mercancías detodo tipo exige la creación de recin-tos de almacenamiento de conside-rables dimensiones. Sin embargo,para sustancias líquidas y mercan-cías a granel en grandes cantidadesno resulta rentable un almacena-miento en naves industriales. Paraesta finalidad han dado excelentesresultados recipientes de grandesdimensiones en forma de silos, enrazón de su favorable distribuciónde la presión de la mercancía alma-cenada y sus posibilidades de cargaracional. Estos recipientes se cons-truyen predominantemente de hor-migón armado. Las mercancías

sensibles al calor y a la humedad sedeben almacenar, para que no pier-dan su valor, bajo condicionesconstantes. Para ello se vienenequipando ya desde hace años alos silos de hormigón armado, casonecesario, con un aislamiento tér-mico suplementario. Por razonesfísicas de construcción y para notener que exponer a la capa aislantea la presión de almacenamiento,deberá dicho aislamiento instalarseexteriormente. Las planchas dematerial expandido de Styropor, encombinación con sistemas de enlu-cido a base de dispersiones, refor-zados con tejidos, se han acredi-tado desde hace muchos años para

Informacion Técnica

38321 Agosto 1993 (AA)

StyroporT260

5 Construcción


Depósitos grandes de hormigón armado® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Fig. 1: Depósito de agua de 2400 m3 de capacidad. Enel sector del recipiente se instaló un aislamiento térmicode 100 mm de espesor de planchas de espuma rígida.

BASF Plastics

2

el aislamiento de recipientes degrandes dimensiones. Del grannúmero de objetos construidos sehan elegido, a modo representativo,los siguientes ejemplos.

Depósito de agua

El recipiente abierto por la partesuperior presentado en la fig. 1tiene una altura de 30 m, un volu-men de 2400 m3 y una superficielateral de hormigón armado de 250mm de espesor. La temperatura delagua de 4 °C no ha de descenderen un intervalo de 24 horas, conuna temperatura exterior invernal de–20 °C, por debajo de 3 °C (fig. 2).

En un recipiente de este tipo no ais-lado se producen las siguientes pér-didas de calor:

201 m2 cara superior del recipiente = 9 692 767 kJ/24 h616 m2 camisadel recipiente = 7 693 696 kJ/24 h113 m2 suelodel recipiente = 231 247 kJ/24 h

Pérdida total de calor =17 617 710 kJ/24 h

Esta pérdida de calor significa quela temperatura del contenido totalde agua desciende dentro de 24 hde 4 °C a 2,2 °C. La temperaturanecesaria de salida del agua de3 °C no puede por consiguientemantenerse.

Así pues es necesario un aisla-miento suplementario. Sobre lasuperficie exterior de hormigón seinstalan por pegado con un adhe-sivo de construcción planchas dematerial expandido de Styropor.

Dichas planchas se aplican en 2capas. La primera capa tiene unespesor de 65 mm. La segundacapa tiene 35 mm de espesor y sepega sobre la primera con las juntasalternadas. Las planchas de mate-rial expandido se recubre finalmentecon un enlucido plástico reforzadocon un tejido. Debido a la capa aislante de un espesor total de 100 mm, se reduce considerable-mente la pérdida de calor (fig. 3).

201 m2 cara superior del recipiente = 9 692 767 kJ/24 hsin aislamiento616 m2 camisadel recipiente = 489 929 kJ/24 hcon aislamiento113 m2 suelodel recipiente = 24 597 kJ/24 hcon aislamiento

Pérdida total de calor = 1 020 293 kJ/24 h

Debido a la reducción de la pérdidatotal de calor, la temperatura delagua de salida requerida de 3 °C nodesciende por debajo de dich valoren un intervalo de tiempo de 24 h.

yyy

+ 4°

– 20°

Fig. 2: Curso de la temperatura en la camisa de unrecipiente para agua no aislado. La temperatura mediade la camisa de hormigón desciende hasta –5 °C.

yyy

+ 4°

– 20°

Fig. 3: Curso de la temperatura en la camisa del reci-piente para agua con un aislamiento suplementario conplanchas de material expandido de Styropor. La tempe-ratura media es, con respecto a la del recipiente no ais-lado, 8 °C superior.

Fig. 4: Almacenamiento de azúcar en silos de hormigón armado, a laizquierda silo terminado, a la derecha silo en construcción.

Silos para el almacenamiento deazúcar

La planta consta de silos de 34 mde altura, 22 m de diámetro y unacapacidad de 10 000 t por silo. Elazúcar almacenado en el silo hayque mantenerlo a una temperaturade 20 °C, dado que de producirseuna caída de la temperatura puedeformarse agua de condensaciónque ocasiona un apelmazamientodel azúcar.

Los silos se cargan por arriba a tra-vés de una torre con elevador y sevacían por abajo. El sótano devaciado, la torre del elevador y elsuelo para la carga se temperan

homogéneamente por medio de unainstalación de aire acondicionado(fig. 5).

Así pues, un enfriamiento tiene lugarúnicamente a través de la paredexterior. Para un diámetro de 22 m yuna altura de llenado de 24 mresulta una superfiece de enfria-miento de 2350 m2. En un tipo noaislado de estos silos se produce,en un período de 24 horas, unenfriamiento de aprox. 6,9 °C, quehace necesario un trasbordo rápidoen el invierno para evitar un apelma-zamiento del género almacenado.Mediante aislamiento suplementariocon planchas de material expandidode Styropor de 25 mm de espesor

puede conseguirse un notableaumento de la resistencia a la trans-misión del calor de 0,095 m2 K/W a0,714 m2 K/W (fig. 6).

De esta forma resulta posible man-tener las pérdidas de calor tan redu-cidas que la instalación de aireacondicionado solamente necesitacompensar un enfriamiento de1,3 °C. En los silos para el almace-namiento de azúcar resulta intere-sante el simple montaje de las plan-chas de material expandido. Dichasplanchas se colocan como enco-frado perdido en el encofrado desli-zante y, después que ha fraguado elhormigón, quedan unidas fuerte-mente a este último (fig. 7). La tota-lidad de la superficie lateral se recu-bre con un enlucido plástico refor-zado con un tejido, resistente a laintemperie.

Silo para el almacenamiento deharina

En una torre de silos rectangular de50 m de altura se almacena harinaen silos unicelulares verticales(fig. 8). La capacidad total de alma-cenamiento es de 5000 t a unatemperatura de almacenamiento de20 °C.

Para evitar que en el invierno laharina, sensible a la humedad delaire, se apelmaze, es necesario unaislamiento térmico suplementario.Las paredes de 150 mm de espesorson de hormigón armado y tienenuna resistencia al paso del calor de0,074 m2 K/W. Así pues, en elinvierno hay que contar con un con-

3

D

A

B

E

C

+ 20°

– 10°

Fig. 5: Esquema de un silo para el almacenamiento deazúcar: A = suelo para la carga del silo, B = recinto dealmacenamiento del azúcar, C = sótano para el vaciadodel silo, D = torre del elevador, E = instalación de acon-dicionamiento de aire.

Fig. 6: Curso de la temperatura en la camisa aisladatérmicamente del silo.

Fig. 7

siderable enfriamiento de la mercan-cía almacenada.

Como aislamiento térmico suple-mentario se pegan sobre las pare-des planchas de material expandidode Styropor de 25 mm de espesor yse las recubre con un enlucido plás-tico reforzado con tejido. Medianteesta medida aislante suplementariase incrementa la resistencia al pasodel calor a 0,688 m2 K/W. El redu-cido enfriamiento que se produceentonces puede compensarsemediante climatización del aire queocupa el espacio sobre la mercan-cía almacenada.

Saneamiento de un silo para elalmacenamiento de cereales

El silo de hormigón presentado en lafigura 9 se construyó en el año1937 para el almacenamiento detrigo. Debido a la formación de fisu-ras en la camisa de hormigónarmado de 150 mm de espesor y ala falta de aislamiento térmico, no

se podía ya garantizar más un alma-cenamiento seco del cereal. Unsaneamiento de la superficie exte-rior del silo era necesario. Las fisu-ras en el hormigón se cerraron conuna masilla plástica de elasticidadpermanente que se aplicó conespátula. Como aislamiento térmicose instalaron por pegado planchasde material expandido de Styroporde 20 mm de espesor. Como recu-brimiento final se empleó un enlu-cido plástico reforzado con tejido.

Los ejemplos presentados ponen demanifiesto que un almacenaje renta-ble es posible, con gastos adiciona-les relativamente reducidos,tomando las apropiadas medidaspara el aislamiento térmico. Losdetalles técnicos sobre elaboracióny empleo del enlucido plástico refor-zado con tejido se describen ennuestra publicación TI 302.

Observación



Fig. 8: Silo para el almacenamiento de harina de la“Heimatsmühle” en Aalen (cortesía de la empresaDryvit).

Fig. 9: Silo saneado para el almacenamiento de trigode la Weizenmühle Assenheim.

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)

Tubérias 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)20 °C 0,030

0 °C 0,028– 20 °C 0,026– 40 °C 0,024– 60 °C 0,023– 80 °C 0,021–100 °C 0,019–120 °C 0,017–140 °C 0,015–160 °C 0,013


38323 Enero 1997 (AA)

StyroporT280

Aplicación en laconstrucción


Aislamiento de tubos® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Fig. 1

BASF Plastics

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 películasadherida de laminación con escobi-llas 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 prestarsele 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

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, illimitadamente 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 plastico). 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

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 Enero 1998

StyroporT 324

5 Construcción


Aislamiento interior, placas compuestas® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft

Fig. 1

BASF Plastics

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).

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).

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).

5

Fig. 10

Fig. 11

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.

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 Julio 1997

StyroporT352

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Piezas sandwich para la construcción; tabiques ligeros

BASF Plastics

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.

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 asÌ 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 asÌ 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, esté 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.

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



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 Enero 1998

StyroporT421

5 Construcción


Aislamiento acústico al ruido de pasos debajo de baldosas


BASF Plastics

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

4

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 seg-

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

undo 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 “Aslamiento 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



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 el fabricante deespuma rígida o el fabricante delmaterial de construcción ha obte-nido una marca de verificación (PA-III-Nr.) para su producto. Este esel caso de las planchas visibles paratechos, también en unión de colaspoco inflamables. Las planchas visi-bles se clasificarán en este casocomo “no ardientes” (gotean) y, porlo tanto, en cuanto a la prevención


49528 Julio 1997

StyroporT432

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Planchas visibles para techos

BASF Plastics

2

de accidentes constituye un riesgoconsiderablemente menor que elrevestimiento usual con madera,que por lo general es clasificadocomo inflamable normalmente, DIN4102-B2. La pregunta por la admisi-bilidad según las normas legales deconstrucción de planchas visiblespara techos de Styropor es tratadadetenidamente en 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 de

cielos 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



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 1981 – 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 (véase anexo, III).

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.


47527 Julio 1997

StyroporT433



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Planchas visibles para techos – Admisibilidad segúnlas normas legales en materia de construcción

BASF Plastics

Clasificación

En base a las prueba según el capí-tulo 1, Verificación del comporta-miento 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 como “inflamble fragmentos en y con desprendi-llamas (goteo) miento de frag-(aviso de prueba mentos en PA-III2.1001 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, calidad, control e identificación

Según las normas legales de con-strucción las planchas de espumarígida de las marcas de Styropor Fcomo materiales de construcción dela clase B 1, sólo pueden ser utiliza-das en el sector construcción, si elfabricante de espuma rígida ó elproductor del material de construc-ción ha obtenido del Institut fürBautechnik (IfBt) (Instituto para Téc-nicas de la Construcción) en Berlín(véase anexo I ) un certificado decomprobación con una marca detipificación (PA-III-Nr.) para su pro-ducto. Esta disposición es válidapara planchas visibles y tambiéncompuestas no tratadas de Styro-por F. En el caso de planchas deespuma rígida de Styropor F trata-das o fijadas con un adhesivo queaún no ha sido verificado, por logeneral sólo se necesita un suple-mento del certificado de comproba-ción, que el IfBt otorga a solicitud ydespués de haberse presentar elcertificado de comprobación. Elsello de tipificación es otorgado porel tiempo de 5 años. El tiempo devalidez puede ser prolongado a soli-citud. En este caso hay que solicitaroportunamente los nuevos ensayosen la oficina verificadora de ensayosy la prórroga en el IfBt.

En las disposiciones legales ademásse dispone un control de calidad,para materiales de construcción,entre otros, que deben ser pocoinflamables y para materiales deconstrucción, que se utilizan comomateriales aislantes. Para planchasde espuma rígida de Styropor F sedebe llevar a cabo un control decalidad como materiales de con-strucción de la clase B 1 y comomaterial aislante según DIN 18 164.

Según las disposiciones del certifi-cado de comprobación, las plan-chas de espuma rígida de StyroporF deben estar marcadas de manerapermanente con el sello de tipifica-ción otorgado por el IfBt, un sellode control uniforme y un sello de laplanta. Además, las planchas debenestar marcadas según DIN 18164,cifra 4, ó con el sello de calidadRAL y las franjas de colores segúnlas normas de calidad de la Güte-schutzgemeinschaft Hartschaume.V. (GSH, Sociedad para la protec-ción de la calidad de la espumarígida,véase anexo II).

2

Solicitud del sello de prueba y aplicación del control de calidad

En lo referente al procedimientopara la obtención del sello de prue-ba así como para la aplicación delcontrol de calidad, son válidas lassiguientes disposiciones:

– Los miembros del GSH se dirigenal GSH y obtienen de éste ladocumentación necesaria ydemás indicaciones para el pro-cedimiento.

– Los no miembros del GSH se diri-gen en todo lo referente a laobtención del sello de prueba alInstitut für Bautechnik, que a suvez les envía la documentación eindicaciones referentes al proce-dimiento. Los ensayos técnicosde prevención de incendios sedeben llevar a cabo sobre la baseDIN 4102 en una de las oficinasde comprobación nombradas enel anexo, III.

En cuanto al control de calidad derutina de la clase de materiales deconstrucción B 1 de espuma rígidade Styropor F o planchas compues-tas de espuma rígida se debe cerrarun contrato con una de las oficinasde ensayo nombradas en el anexobajo III. Además, las planchas deespuma rígida de Styropor que seutilizan como material aislante en elsector construcción según DIN18164, adicionalmente según lasdisposiciones de esta norma debenser controladas por una oficina deensayos reconocida oficialmente(véase anexo bajo IV).

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 legales.

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.

Anexo

I. Otorgamiento de marcas de veri-ficación y otorgamiento de avi-sos de ensayo porInstitut für BautechnikReichpietschufer 74 – 76,10785 Berlin

II. Control de calidad de espumarígidaGüteschutzgemeinschaft Hart-schaum e.V.Mainzer Landstr. 29,60325 Frankfurt/Main

III. Oficinas verificadoras, cuyoscertificados de comprobaciónreferentes al comportamiento enfuego de materiales de construc-ción son reconocidos

a) Bundesanstalt für Materialfor-schung und Prüfung (BAM)– Labor Brandschutz, Feuer-schutz –Unter den Eichen 87,12205 Berlin

b) Staatliches MaterialprüfungsamtNordrhein-Westfalen,Auf den Thränen,59597 Erwitte

c) FMPA Baden-Württemberg– Otte-Graf-Institut –Pfaffenwaldring 4,70569 Stuttgart

d) Institut für Holzforschung – Abteilung Technologie –Winzererstr. 45,80797 München

e) Amtliche Materialprüfungsanstaltfür das BauwesenInstitut für Baustoffe, Massivbauund Brandschutz der Techni-schen Universität Braunschweig,Beethovenstr. 52,38106 Braunschweig

f) Amtliche Materialprüfungsanstaltfür das Bauwesen beim Institutfür Baustoffkunde und Material-prüfung der Universität HannoverNienburger Str. 3,30167 Hannover

g) Landesgewerbeanstalt BayernMaterialprüfungsamt, Abt. Bauwesen,Tillystraße 2,90431 Nürnberg

h) Institut für Schadenverhütungund Schadenforschung deröffentlich-rechtlichen Versicherer e.V.,Preetzer Str. 75,24143 Kiel

i) Materialforschungs- und Prüfungsanstalt für BauwesenLeipzigAmtliche Anstalt des FreistaatesSachsen, Abteilung BaulicherBrandschutzRichard-Lehmann-Str. 19,04275 Leipzig

IV. Oficinas verificadoras reconoci-das para materiales aislantes

a) véase III a)

b) Institut für Baustoffkunde undStahlbeton der TH Braun-schweig,Amtliche Materialprüfungsanstaltfür das Bauwesen,Beethovenstr. 51,38106 Braunschweig

c) véase III b)

d) Institut für Schall- und Wärme-schutz,Krekeler Weg 48,45276 Essen

e) véase III f)

f) Forschungsinstitut für Wärme-schutz e. V., München,Lochhammer Schlag 4,82166 Gräfelfing

g) Schalltechnisches Beratungs-büro, Müller BBN GmbH,Herzog-Spital-Str. 10,80331 München

h) Bayerische Landesgewerbe-anstalt Nürnberg, Materialprüfungsamt und Mech.- techn. Abteilung,Gewerbemuseumsplatz 2,90403 Nürnberg

i) Institut für Technische Physik derFraunhofer-Gesellschaft,Königsträßle 70 – 74,70597 Stuttgart-Degerloch

Observación



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.


Ti 515 s

StyroporT515

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Cubierta plana caliente

BASF Plastics

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 cant-idades importantes de agua decondensación,

– – 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-

2

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.

1 Planchas sin recubrimiento2 Elementos de la cubierta recu-

biertos por el lado superior, pla-nos o en el sistema de declivedel techo plano

3 Elementos de la cubierta recu-biertos por ambos lados, planoso en el sistema de declive de lacubierta

4 Tiras enrolladas o tiras plegables

3

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

a

b

c

d

4

a

a b c d e

b c d e f g h

a Capa de protección de la super-ficie y carga

b Estanqueización de la cubiertac Capa equilibradora de la presión

de vapord Elemento de Styropor del dec-

live del techoe Capa cortavaporf Capa de compensacióng Pintura de fondoh 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.

a Capa portante, chapa conondas de acero galvanizado

b Capa cortavaporc Elemento de aislamiento de

Styropord Capa equilibradora de la presión

del vapor resp. capa de separa-ción

e Capa de estanqueizaciónf Capa protectora de la superficie,

capa de estanqueización conpizarra

g 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.

5

m n o p

Elementos de techo para aisla-miento en declive

Conexión, ajardinamiento intensivocon regadío por retención en unacubierta de terraza con juntas abier-tas.

m Nivel de aguaRegadío por retención

n Filtro de material no tejido en losbordillos de hormigón

o Bordillos de hormigón 80/20 mm,colocados de manera horizontalcomo limitación del área ajardi-nada

p 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

a Capa portanteb Pintura de fondoc Capa de compensación y

separaciónd Capa cortavapore Elemento de aislamiento de

Styroporf Capa equilibradora de la presión

de vapor resp. capa de separa-ción

g Capa de estanqueizaciónh Capa de protección contra raícesi Capa de protección contra

daños mecánicosj Capa de drenaje de piezas

moldeadas de Styropork Filtro de material no tejidol 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.

a c e g i k

b d f h j l


Tira enrollada,resp. tiras enrolladaspegadas en frío

b c d

a

a Cubierta vieja (sin declive)b Elemento de Styropor para la

cubierta en declive pegado entiras

c Cortavapor 1. capa, tiraalquitranada pegada puntual-mente

d 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 de aislamiento deStyropor )

– Zentralverband des DeutschenDachdeckerhandwerks: "Fachre-geln des Dachdeckerhandwerks","Merkblatt Wärmeschutz beiDächern".

Observación


Información general

Uno de los modos mas 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 Febrero 1996

StyroporT620

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

BASF Plastics

2

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)]

3

4

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



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 Julio 1997

StyroporT621

5 Construcción


Pegado de espuma rígida de Styropor Adhesivos


BASF Plastics

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.

3

Esquema de aplicación

Tipo de adhesivo Apropiado para pegar espuma rígida de Styropor sobre:

1. Adhesivos a base de resinasepoxídicas a f f f f f a j j a j j j f f j f f a

2. Adhesivos a base de resinasreactivas de poliuretano a f f f f f a j j a j j j f f j f f a

3. Adhesivos a base de disper-siones de plásticos j j j j j j j f f a a a a f j f j a a

4. Adhesivos a base de emulsiones de bitumen j j j j j j j f f a a a a f j f j a a

5. Adhesivos compuestos, pastosos j j j j j j j f f a a a a f j f j a a

6. Adhesivos compuestos, en polvo j j j j j j j f f a a a a f j f j a a

7. Adhesivos de contacto f j j j j j f f f a j j j j j j j f a

8. Adhesivos en frío a basede bitumen j j j f a f f f a j f j a j a a a f a

9. Adhesivos de fusión de bitumen j j f f j j j j j j j j f j f f f a a

10. Dispersiones autoadhesivas a f f f f f a f f a f f f f f f j a a

11. Soluciones autoadhesivas a f f f f f a f f a f f f f f f j f a

12. Cintas y láminas adhesivas a f f f f f a f f a f f f f f f j f j

j corriente f no corriente, a no posiblepero posible

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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 Julio 1997

StyroporT711

5 Construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Forjado de techos; cuerpos de encofrado

Fig. 1 Diferen-tes cuerpos deencofrado deespuma rígidade Styropor

BASF Plastics

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-cion 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 pueden 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, son auxiliaresindispensables 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.

3

Fig. 5 Fijar loscuerpos deencofrado

Fig. 6 Cuer-pos de enco-frado colocadosen un techo

Observación



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 Enero 1998

StyroporT712

5 Construcción


Encofrados de techos Techos nervados Cuerpos de encofrado recuperables


Fig. 1 Cuerpo deencofrado deespuma conalmohadilla neumática.

BASF Plastics

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).

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


El encofrado de huecos paraventanas de sótanos en paredes dehormigón armado y la colocaciónposterior de las ventanas era hastaahora un problema costoso querequería mucho tiempo. Erannecesarios una serie de procesosde trabajo, como realizar elencofrado de madera, colocación ydesencofrado, montaje de lasventanas, enlucido y alisado de larepisa de la ventana.

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 muyligera, 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 empujafuertemente con la segunda paredde encofrado. El listón posterior seclava a través de la pared del enco-frado.

d) El hormigón se vierte en elencofrado. Al hormigonar, se llenay vibra 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 yenlucido. El encofrado de espumarígida se deja en el hueco de laventana hasta la terminación deledificio, para proteger la ventana


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StyroporT



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5 Construcción

Encofrados especiales para ventanas de sótanos

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eje de la ventana

Fig. 1 Esquemade montaje

BASF Plastics

del sótano contra la suciedad yroturas.

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

Forschungsgesellschaft für Straßen- und VerkehrswesenArbeitsgruppe Erd- und Grundbau

(Centro de investigación vial y de tráfico, grupo de trabajo “Movimiento detierras y mecánica del suelo”)

Folleto técnico sobre elempleo de espumarígida de poliestirenoexpandido en la cons-trucción de terraplenesde carreteras. Edición 1995


Junio 1997

StyroporT



BASF Plastics

Índice

1. Generalidades

2. Terminología

3. Campos de aplicación3.0 Resumen3.1 Construcción de terraplenes3.2 Construcción de rampas de puentes3.3 Ensanchamiento de terraplenes3.4 Reparaciones de daños por asentamiento3.5 Otras posibilidades de aplicación

4. Datos técnicos, propiedades4.0 Generalidades4.1 Comportamiento mecánico4.2 Comportamiento químico4.3 Comportamiento biológico4.4 Comportamiento frente al fuego

5. Indicaciones sobre el diseño5.0 Generalidades5.1 Aumento de la seguridad frente a

hundimientos5.2 Reducción de los asentamientos5.3 Elección del diseño del terraplén 5.4 Pruebas de estabilidad

6. Principios básicos de construcción6.0 Generalidades6.1 Lecho soporte6.2 Montaje de los bloques de EPS6.3 Construcción de la fijación sobre los bloques

de EPS6.4 Protección de los bloques de EPS6.5 Taludes6.6 Equipamientos viales

7. Exigencias7.1 Calidad7.2 Geometría del bloque

7.2.1 Escuadrado7.2.2 Exactitud dimensional

7.3 Densidad aparente7.4 Resistencia a la compresión 7.5 Resistencia a la flexión7.6 Absorción de agua

8. Ensayos8.1 Tipo y extensión de los ensayos8.2 Toma de prueba y ensayo 8.3 Procedimiento de ensayo

8.3.1 Geometría del bloque8.3.2 Densidad aparente8.3.3 Resistencia a la compresión8.3.4 Resistencia a la flexión8.3.5 Absorción de agua

8.4 Frecuencia de los ensayos

9. Bibliografía

2

Grupo de trabajo “Movimiento de tierras y mecánica de suelos”

Comisión “Construcción de carreteras sobresuelos poco portantes”

Departamento “Materiales ligeros para la construc-ción”

Director: Bau-Ass. Dipl.- Ing. Kleffner, Berlín

Colaboradores: RDir. Dr. Brüggemann, Bergisch Gladbach Ir. van Drop. Ottigies Louvain, GBDipl.-Ing. Hillmann, Bergisch Gladbach Dipl.-Ing. Hohwiller, LudwigshafenLtd. RBDir. Dipl.- Ing. Huhnholz, ItzehoeDr.-Ing. Quast, Hamburg

Observación previa

La presente información técnica fue realizada por eldepartamento “Materiales ligeros para la construcción”de la comisión “Construcción de carreteras sobre sue-los poco portantes” (Director: Ltd. RBDir. Dipl.-Ing. Huhnholz).

El “Folleto técnico sobre el empleo de espumas rígidasde poliestireno expandido en la construcción de carre-teras” informa sobre la utilización de poliestireno expan-dido en los movimientos de tierra teniendo presente laexperiencia práctica obtenida hasta la fecha, especial-mente en Escandinavia, Holanda y Japón

3

1 Generalidades

En el pasado se han desarrollado diferentes técnicasdel movimiento de tierras sobres suelos de baja capaci-dad portante que tienen como finalidad disminuir elasentamiento de tierras una vez que se ha abierto la víaal tráfico [1]. Medidas como la sustitución de tierras, elproceso de sobrecarga o el drenaje vertical están rela-cionados con ello.

La utilización con éxito de las espumas rígidas de EPSen el extranjero ha conducido a que se considere laposibilidad del empleo de este material también en Alemania. Experiencias para la utilización de EPS enAlemania solo existen actualmente como capa de aislamiento térmico [2].

La información técnica dada a continuación fue elabo-rada por el departamento de trabajo “Materiales ligeros”(Arbeitskreis Leichtbaustoffe) del Centro de investiga-ción vial y de tráfico (Forschungsgesellschaft fürStraßen- und Verkehrswesen), teniendo en considera-ción los resultados de la primera gran experiencia eninfraestructuras del Instituto Federal de la construcciónvial (Bundesanstalt für Straßenwesen). Se muestranposibilidades de su utilización en la construcción decarreteras.

El uso de esta información no reemplaza el enjuicia-miento técnico por un especialista de firmes.

El tipo de construcción con espumas rígidas de EPSpuede predecirse mediante ensayos especiales compa-rándolos económicamente con otras soluciones alterna-tivas.

2 Terminología

EPS (Expanded Polystyrene = poliestireno expandido)(marca comercial p. ej. Styropor®) es un plástico celularrígido a base de poliestireno con celdas cerradas,posee una densidad aparente muy baja pero con sufi-ciente resistencia para cimentaciones [5].

Los bloques de espuma rígida de EPS se fabrican apartir de un granulado de poliestireno [3], [5].

La sobrecarga previa consiste en agregar materialsuelto sobre suelos de poca capacidad portante paraincrementar la velocidad de consolidación y reducir conello el asentamiento primario al construir terraplenessobre estos [1].

3 Campos de aplicación

3.0 Resumen

El EPS se entrega en diversas formas y variantes. En laconstrucción de viales se han acreditado bloques conlas medidas de 1,0 x 0,5 x 4,0 m con una densidadaparente mínima de 20 kg/m3. En la construcción devallas de protección acústica se pueden utilizar bloquesde EPS con menor densidad.

Los bloques de EPS se utilizan como sustitución parcialde los materiales térreos del terraplén según lo descritoen el párrafo 6. Con ello la carga sobre el suelo en lasuperficie del terraplén puede ser adaptada a la capaci-dad portante del subsuelo. Esto lo permite el bajo pesoespecífico del EPS y las otras ventajosas propiedadesfísicas del mismo (véase párrafo 4).

Hasta la fecha la utilización de bloques de EPS en laconstrucción no ha ocasionado ninguna carga medio-ambiental, ni perjuicios para la salud.

Las espumas rígidas de EPS pueden ser reutilizadas orecicladas [7].

Las espumas de EPS se pueden utilizar en la construc-ción, por ejemplo en:

– la construcción de terraplenes

– el ensanche de terraplenes

– el saneamiento de daños por asentamientos

– para aplicaciones especiales como el relleno de construcciones o construcción de vallas de insonori-zación (muros de protección acústica).

3.1 Construcción de terraplenes

En los subsuelos con poca capacidad portante la utili-zación de bloques de EPS en partes del terraplén o en todo el perfil puede contribuir a la solución (véasefiguras 1 a 3) de numerosos problemas técnicos deconstrucción (véase párrafo 6), por ej.:

– adaptación de las cargas a la capacidad portante delsuelo

– se evitan daños en los edificios cercanos.

– trazado en zonas problemáticas (subsuelos extrema-damente blandos, pequeña distancia a las orillas deacuíferos, vertederos)

4

Fig. 1 Principio de construcción de terraplenes, esbozo del principio de construcción.

5

Fig. 2 Proyecto de construcción de un terraplén conbloques de EPS en la autopista de Göteberg a Uddev-balla, E 6, Suecia.

Fig. 3 Proyecto de construcción de un terraplén conbloques de EPS de la carretera de acceso entre Hardinxfeld y Giessendam, Holanda.

– minimizar o evitar las medidas de sustitución de tierras.

– disminución de los transportes de materiales

– tiempo de construcción más corto

3.2 Construcción de rampas de puentes

Las rampas de puentes pueden originar problemas téc-nicos de construcción muy grandes ocasionados por laaltura planeada del puente. Las rampas de los puentes,debido al gradiente, no permiten ningún compromiso;estas rampas son a menudo demasiado altas para unaaplicación adecuada del proceso de carga previa. Poreste motivo se realiza generalmente una sustitución delas tierras cuando se trata de subsuelos con pocacapacidad portante para evitar una diferencia de alturaantes del puente ocasionada por un asentamiento delterraplén.

Experiencias en el extranjero (fig. 4) muestran que conbloques de EPS se puede minimizar la diferencia delasentamiento entre la rampa y el puente

3.3 Ensanchamiento de terraplenes

Los ensanchamientos de terraplenes viales ya existen-tes son siempre problemáticos cuando el subsuelo seasienta bajo la carga del relleno y aparecen así diferen-cias de asentamiento respecto al terraplén ya existente.Se producen daños originados por la deformación que,entre otras cosas, pueden conducir a variaciones de lapendiente transversal y o bien a grietas longitudinalesen la calzada.

Si parte de las ampliaciones se realizan con bloques deEPS prácticamente no aparecen estos daños. La ven-taja de esta construcción extremadamente liviana esevidente cuando las condiciones de espacio son estre-chas. Esta construcción es adecuada para una combi-nación con gabiones, (fig. 5). En casos extremos sonposibles taludes casi perpendiculares.

3.4 Reparaciones de daños por asentamiento

Los daños producidos por asentamientos puntualespueden estar ocasionados por muchas causas. Amenudo existen en el subsuelo capas que se asientanfuertemente. La reparación mediante nuevas capas derelleno hasta la altura del gradiente representa unamayor carga que origina nuevos asentamientos. Si elrelleno preciso se realiza sustituyendo material del terra-plén y de la infraestructura por bloques de EPS, sereduce la carga sobre el subsuelo (fig. 6 y 7)

3.5 Otras posibilidades de aplicación

Algunas aplicaciones con bloques de EPS que se hanrealizado con éxito en el extranjero son por ej. lassiguientes:

– reparación de deslizamientos

– elevación de terraplenes ya existentes

– base para la consolidación de superficies sobre terre-nos de baja capacidad portante para aparcamientosy gasolineras

– construcción de vallas de insonorización en zonassensibles al asentamiento

– recubrimiento de cañerías

– relleno posterior de edificaciones

– construcción de terraplenes cercanos a edificacionescon peligro de asentamiento

4. Datos técnicos, propiedades

4.0 Generalidades

El EPS es un termoplástico expandido, de células cerra-das, cuyas propiedades mecánicas dependen funda-mentalmente de la densidad aparente de la espuma.

Las propiedades mecánicas [5] más relevantes del EPSpara su aplicación en los movimientos de tierras estándescritas en la tabla 1.

6

Fig. 4 Proyecto de construcción de un terraplén conbloques de EPS en la autopista Göteborg-Uddevalla, E 6, Suecia

Fig. 5 Ensanchamiento con bloques de EPS sobresubsuelos poco portantes en el caso de taludes muyempinados.

4.1 Comportamiento mecánico

Las propiedades mecánicas del EPS están determina-das por la densidad aparente (tabla 1). El EPS muestrabajo carga un comportamiento viscoelástico. Por ello,en lugar de la resistencia a la compresión se mide,según la norma DIN 53421, la tensión de compresióncon un aplastamiento (recalcado) del 10% (fig. 8). Estevalor se encuentra en la zona de un aplastamiento(recalcado) irreversible y solo es relevante para el con-trol de calidad.

Trabajos de la BASt (Bundesanstalt für Straßenwesen =Instituto Federal de la construcción vial) (véase el artí-culo en el cuaderno S 4, 1993) muestran, que cuandolas tensiones son muy pequeñas también lo son lasdeformaciones plásticas y tampoco aumentan despuésde repetidos ciclos de compresión y descompresión.

Para la absorción de la carga bajo un esfuerzo continuoson decisivos los valores que se encuentran por debajodel límite de aplastamiento (recalcado) del 1,5 % (zonalinear). Pruebas de carga bajo esfuerzos continuosmuestran que, también después de años, no aparecendeformaciones de fluencia. En la figura 9 se describenaplastamientos iniciales (recalcados) en función de lacarga aplicada y en dependencia de la densidad apa-rente de la espuma rígida del EPS. En la figura 10 seexponen los aplastamientos totales correspondientesdespués de una duración de carga de 50 años.

7

reparacióndaños por asentamiento

gradiente original

Fig. 6 Reparación de daños por asentamientos mediante la colocación de EPS (corte longitudinal fuertemente peraltado)

EPS

Fig. 7 Reparación de daños por asentamientos mediante la colocación de bloques de EPS (sección)

250

tens

ión

de c

ompr

esió

n [k

N/m

2 ]

200

150

100

50

0

aplastamiento en %

0 2 4 6 8 10 12 14 16


20 kg/m3

15 kg/m3

135 kN/m2

85

Fig. 8 Tensión de compresión en función del aplasta-miento (recalcado) según la norma DIN 53421 de laespuma rígida de EPS para tres zonas de densidadaparente; se representan los valores medios de la tensión de compresión.

Table 1 Propiedades físicas de bloques de EPS rígido [5]

Ensayo Unidad Resultado del ensayosegún

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, difícil-mente mente mente inflamable inflamable inflamable

Tensión por compresión con DIN 53421 kN/m2 60 –110 110 –160 200 – 250aplastamiento del 10%

Resistencia permanente a la compresión kN/m2 25 – 30 40 – 50 70 – 90con un aplastamiento total del 1,5 – 2,0 %

Resistencia a la flexión DIN 53423 kN/m2 60 – 300 150 – 390 330 – 570

Resistencia al cizallamiento DIN 53427 kN/m2 80 –130 120 –170 210 – 260

Módulo de elasticidad DIN 53457 kN/m2 1600 – 5200 3400 – 7000 7700 –11 300(ensayo de compresión)

Absorción de agua en condiciones DIN 53433 % (en vol.) # 7 # 7 # 7de inmersión (de partes en volumen), muestra de 50 mm de longitud de borde después de 7 días

8

90

80

70

60

50carg

a de

com

pres

ión

[kN

/m2 ]

40

30

20

10

0

aplastamiento inicial %

0 0,5 1,0 1,5 2,0


20 kg/m3

15 kg/m3

Fig. 9 Carga de compresión/aplastamiento inicial deespumas rígidas de EPS.Densidades aparentes: 15, 20 y 30 kg/m3 al inicio de lacarga

90

80

70

60

50carg

a de

com

pres

ión

[kN

/m2 ]

40

30

20

10

0

aplastamiento total %

0 0,5 1,0 1,5 2,0


20 kg/m3

15 kg/m3

Fig. 10 Carga de compresión/aplastamiento total deespumas rígidas de EPS.Densidades aparentes: 15, 20 y 30 kg/m3, duración dela carga 50 años.

9

Resistencia de los materiales de Styropor® a los productos químicos

Agente



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

Ácidos diluidos +

Ácido chlorídrico al 35 %, ácido nítrico hasta el 50% +

Ácidos anhidros, p. ej. ácido sulfúrico fumante

Ácido acético glacial, ácido fórmico al 100 %

Hidróxido sódico, hidróxido potásico, agua amoniacal +

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

Hidrocarburos alifáticos saturados, gasolina purificada, white spirit –


Diesel –

Gasolina (normal y super) –

Alcoholes, p. ej. metanol, etanol + –


+ 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 exposición

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

EPS + sobrecarga

altura de cubrición

EPS + excavación parcial

bloques de EPS

Fig. 11 Aplicación de bloques de EPS con sobrecargay descarga del subsuelo.

planoúltima capa

0, 50 x 2,00 m

gradient 1: nbloques laterales aseguardo frente a deslizamientos bloques de

EPS

material del terraplén


h = como sea necesaria

capa igualadora + plano fino

subsuelo poco portante, sobrecarga previa

> 1,0 m

Fig. 12 Modelo de construcción A

La medida de fluencia (%) que aparece bajo una cargapermanente se obtiene de la diferencia entre el aplasta-miento (recalcado) inicial y el total.

Cuando la altura de la superestructura de la espumarígida de EPS (densidad aparente $ 20 kg/m3) es supe-rior a 60 cm las deformaciones plásticas debidas a lacarga dinámica del tráfico son despreciables.

Las propiedades mecánicas de bloques de EPS no soninfluenciadas por el agua. Tal y como muestran lasexperiencias de muchos años, el contenido de agua enel EPS, inmerso continuamente en ella, oscila alrededordel 10% en volumen.

4.2 Comportamiento químico

El EPS es resistente a sustancias inorgánicas, comop. ej. los álcalis y ácidos diluidos, así como frente a losjabones y sales. Los disolventes orgánicos como lasgasolinas y diesel disuelven los plásticos celulares.

Recubriendo los bloques de EPS incorporados a losterraplenes se evita una agresión por las sustanciasmencionadas anteriormente, véase párrafo 6.4.

10

plano

última capa

gradient 1: nbloques laterales aseguardos contra

delizamientos

bloques de EPS


material de terraplén

h =

com

o se

a ne

cesa

ria



plancha de hormigón B 25 ≥ 12 cm de grosor, reforzada en el centro

0,50 x 2,00 m

Fig. 13 Modelo de construcción B

capa de sustentación sin aglomerante

última capa

gradient 1: nbloques laterales

aseguardos contra deslizamientos bloques

de EPS


h = como sea necesaria



plancha de hormigón B 25 grosor ≥ 12 cm, reforzada en el centro

0,50 x 4,00 m

Fig. 14 Modelo de construcción C

4.3. Comportamiento biológico

El EPS no es peligroso para el acuífero ni ocasiona car-gas medioambientales. La espuma rígida no se pudre nies atacada por hongos ni se descompone, tampoco esun sustrato alimenticio para parásitos. La experiencia enla construcción vial muestra que no es de esperar quela solidez del terreno sea dañada por animales, asícomo tampoco es presumible que lo sea por la acciónde las raíces.

4. 4 Comportamiento frente al fuego

Desde el punto de vista de la calificación del comporta-miento frente al fuego del EPS hay que distinguir entreplásticos celulares con y sin ignifugante. Según lanorma DIN 4102 parte I [4] se clasifica al EPS sin trata-miento ignífugo como B 3 (fácilmente inflamable) y contratamiento ignífugo como B1 (difícilmente inflamable).

5. Indicaciones sobre el diseño

5.0 Generalidades

Con la incorporación de EPS sobre un terreno de bajacapacidad portante se mejora tanto el comportamientodel asentamiento, así como también la seguridad antela rotura del terreno o rotura del subsuelo.

5.1 Aumento de la seguridad frente a hundimientos

Al incorporar EPS en un terraplén sobre un suelo debaja capacidad portante se aumenta la estabilidad bajola carga del peso propio.

5.2 Reducción de los asentamientos

Con el fin de reducir los asentamientos del terreno unavez construido el terraplén, es aconsejable aplicar unagran sobrecarga y retirarla poco antes de la colocaciónde los bloques de EPS. Se consigue el mismo efecto siel suelo existente, mediante una excavación parcial, sesustituye por bloques de EPS (fig. 11).

La magnitud de la sobrecarga o bien de la descarga hayque elegirlas de tal forma que el peso de las tierrasextraídas sea superior al peso de los bloques de EPSincluido el peso del firme y carga de circulación. En estecaso hay que tener presente los hinchamientos delsuelo y el comportamiento de los asentamientos secun-darios después de la extracción de tierras. Debido a lacolocación altimétrica de los bloques de EPS tiene queasegurarse la tendencia a la flotación. Hay que tenerpresente el nivel más alto de las aguas.

5.3 Elección del diseño del terraplén

Los bloques de EPS se pueden colocar a diferentesalturas del terraplén: Modelo de construcción A: EPS enla parte inferior del terraplén (fig. 12)

Los materiales del terraplén colocados sobre los blo-ques de EPS deben tener un espesor lo suficientementegrueso en la parte alta. Como ayuda para la construc-ción puede ser ventajoso un recubrimiento de los blo-ques de EPS con una plancha de hormigón $ 12 cm deespesor, reforzada en el centro. Si la superestructurasobre los bloques de EPS es $1,5 m no son precisasmedidas especiales para vallas protectoras, señales detráfico etc.

11

Los materiales del terraplén colocados sobre los blo-ques de EPS deben tener un espesor suficientementegrueso en la parte alta. Como ayuda para ello y paraasegurar el módulo de deformación Ev2 de acuerdo conla RStO de 45 kN/m2 sobre el plano se deben cubrir losbloques de EPS con una plancha de hormigón B 25,con mallazo Q 131 de $12 cm de grosor para limitar laextensión de fisuras. Si la superestructura sobre los bloques de EPS es $1,5 m se habrán de tomar medi-das especiales para vallas protectoras, señales de trá-fico (véase párrafo 6.6).

La capa de sustentación sin aglomerante se debe cons-truir desde el cabezal por encima de los bloques deEPS y solo se debe compactar estáticamente conmaquinaria ligera. En el caso de una colocación de lasuperestructura directa sobre la solera de hormigón ($12 cm de grosor, hormigón B 25 reforzado central-mente con mallazo Q 131 para limitar la propagación defisuras) hay que tomar medidas especiales para lasvallas protectoras, señales de tráfico etc.(véase párrafo6.6).

La decisión por uno de los modelos de construcciónmencionados anteriormente depende de:

– la importancia del tráfico en la carretera

– las condiciones del subsuelo

– las condiciones del acuífero

– el tipo y extensión de la sobrecarga previa

– las condiciones locales, por ej. construcciones adyacentes, conducciones.

Si el trazado del gradiente lo permite habría que elegir elmodelo de construcción A, ya que se puede conseguiruna reducción máxima del peso del terraplén. Debido alespesor de la superestructura sobre los bloques deEPS se puede escoger cualquier tipo de construcción.

Cuando se utiliza el modelo de construcción C hay quetener presente el tipo y grosor de las capas distribui-doras de carga sobre los bloques de EPS, en funciónde las cargas que son de esperar.

5.4 Pruebas de estabilidad

Las pruebas de estabilidad hay que realizarlas para cadacaso bajo las condiciones más adversas del sistematotal, incluido las condiciones de la construcción.

Hay que aportar las siguientes pruebas:

– seguridad ante el hundimiento del terreno segúnnorma DIN 4084

– seguridad de rotura del subsuelo según norma DIN 4017

– seguridad ante el deslizamiento según norma DIN 1054.

– seguridad frente a la flotación según norma DIN 1054

Para los ensayos de la seguridad frente a la flotaciónhay que considerar para los bloques de EPS una densi-dad máxima de 0,20 kN/m3; para la determinación delasentamiento hay que considerar la absorción de aguadesde el punto de vista mas conservador con valoresde densidad aparente de hasta 1,0 kN/m3. El coefi-ciente de fricción EPS/EPS y EPS/ suelo puede ser esti-mado con un valor de 0,5 aproximadamente.

6. Principios básicos de construcción

6.0 Generalidades

El relleno con bloques de EPS debería ser realizado porencima del nivel freático promedio. Si es posible unainundación, se tiene que tener presente el empujehidrostático.

Para evitar acumulaciones de agua hay que asegurar un buen drenaje, especialmente para terrenos en pen-diente.

6. 1 Lecho soporte

La primera capa de los bloques de EPS debe estarcompletamente apoyada en toda su superficie. Para elloes preciso como soporte una capa totalmente plana. Deacuerdo con el suelo y la maquinaria hay que prepararun soporte para bloques de EPS con una capa com-pensatoria de arena con un nivelado de 6 1 cm en 4 m.

≥ 50 cm

1,50

FOK

1 : n

1 : 1bloques de EPS

plancha de hormigón B 25 ≥ 12 cm

l. = 1,20 m

0,60 x 0,60

Fig. 15 Vallas protectoras sobre bloques de EPS conprefabricados de hormigón (también posible con hormigón a pie de obra)

Fig. 16 Ensayo del escuadrado

6.2 Montaje de los bloques de EPS

Los bloques de EPS se deben montar según el plan decolocación prefijado apoyados en toda su superficie, sinzonas vacías, sin espacios intermedios y rompiendojuntas. La unión de las juntas tiene que encontrarsecomo mínimo a 0,5 m. En la zona periférica hay queprever que los bloques sean enteros. El corte de losbloques para adaptarlos o para rebajarlos debe reali-zarse al pie de obra. Estos bloques hay que colocarlosen las zonas internas. El relleno con bloques de EPSdebe tener como mínimo dos capas exceptuando laszonas perimetrales y zonas de transición. Para evitar,durante la construcción, un deslizamiento de los blo-ques de EPS hay que unirlos con elementos de fijación(por ej. con garras, 117 mm Ø sobre 1– 2 m2) o pegadopuntual con un adhesivo a base de poliuretano.

Durante el periodo de construcción se tiene que extraerel agua por bombeo hasta que se haya colocado unpeso lo suficientemente grande que evite la flotación.Debido al pequeño peso de los bloques de EPS puedenoriginarse con vientos fuertes problemas en el trans-porte y en la colocación. Los bloques de EPS ya colo-cados deben cubrirse inmediatamente. Restos derecorte tienen que ser recogidos y enviados para sureciclado [7].

Cuando se trabaja con espuma rígida de EPS está pro-hibido fumar y hacer fogatas hasta que los bloquesestén completamente cubiertos.

6.3 Construcción de la fijación sobre los bloquesde EPS

Generalmente hay que prever una capa distribuidora decargas sobre los bloques de EPS, cuya superficie es labase plana de colocación. Ella cumple simultáneamentela función de cobertura. La carga del tráfico permitidadurante el periodo de construcción debe estar de acu-erdo con los espesores del sector considerado.

Un buen reparto de las cargas se consigue con unalosa de hormigón reforzado en el centro de 12 a 15 cmde espesor con hormigón fabricado a pie de obra. Unaalternativa posible a la losa de hormigón son otrascapas reforzadas. Cuando los rellenos de construcciónsobre los bloques de EPS son gruesos (modelo de con-strucción A) se puede prescindir de las capas compac-tadas distribuidoras de cargas. El tráfico directo sobrelos bloques de EPS no está permitido.

La construcción de la capa distribuidora de cargas serealiza según las instrucciones de la RStO.

Por motivos de compactación el espesor de la 1ª capasobre los bloques de EPS o bien sobre la losa de hor-migón no debería ser inferior a 30 cm.

6.4. Protección de los bloques de EPS

La protección de los bloques de EPS frente a los agen-tes externos se ha de garantizar mediante la superes-tructura sobre ellos.

Para la protección frente a productos químicos (véasepárrafo 4.2) puede ser necesaria en la zona de los talu-des una protección con bandas impermeabilizantesbajo la cubierta de tierra.

6.5 Taludes

La pendiente del talud del relleno de EPS tiene que serelegido, teniendo presente la seguridad, la conforma-ción del perfil exterior, las tierras de cubierta utilizadas ylas plantas y el manto vegetal.

El recubrimiento lateral de los bloques de EPS escalo-nados se debe realizar con un espesor mínimo de 25 cmde capa de tierras medido perpendicularmente al talud.Siempre y cuando las premisas técnicas de construc-ción lo permitan, las tierras de cobertura en los taludescon rellenos de bloques de EPS muy pendientes (pen-diente superior a 1 : 1,5) se deben asegurar frente aldeslizamiento mediante medidas adecuadas, p. ej. conrevestimiento con geoplásticos, gabiones. Al plantar lostaludes hay que sintonizar el espesor de la capa de tie-rra por encima de los bloques de EPS con la estabilidadde las plantas de acuerdo con la formación de raíces.

6.6 Equipamientos viales

Si la superestructura de los bloques de EPS tiene unespesor superior a 1,5 m se pueden empotrar vallas deseguridad, señales de tráfico etc., sin medidas de con-strucción especiales. Para superestructuras hasta 1,5 mhay que aplicar medidas constructivas especiales paralas vallas de seguridad, señales de tráfico etc. Para elanclaje hay que utilizar planchas de hormigón, las cua-les como prefabricadas se pueden colocar en la capadistribuidora de cargas, o bien fabricarlas con hormigónpreparado a pie de obra utilizando EPS como moldes(fig. 15).

Las conducciones también se pueden colocar en elinterior de los bloques de EPS. Los espacios vacíospara ese fin tienen que ser realizados de forma que lacapacidad de suspensión de la construcción en su con-junto no sea influenciada negativamente. Conduccionespara cuya colocación sea necesario realizar trabajos desoldadura, no pueden realizarse en el área del EPS. Sies imprescindible realizar trabajos de soldadura, estosno están permitidos sin medidas de protección especia-les. Los cables hay que colocarlos dentro de tubos deprotección.

7. Exigencias

Las exigencias descritas a continuación son las quedeben cumplir los bloques de EPS que tienen quesoportar cargas de tráfico.

7.1 Calidad

Los bloques de EPS deben tener en todas sus partesuna buena soldadura de las partículas y una estructurauniforme.

7.2 Geometría del bloque

7.2.1. Escuadrado (fig. 16)

El tamaño de los bloques es generalmente de 1,0 m x 0,5 m x 4,0 m. Otras dimensiones de los bloques sonposibles. Una desviación del escuadrado de los bloquesde EPS no debe exceder en una longitud de arista de500 mm en las coordinadas x, y o z los 3 mm paracada una de las medidas aisladas.

7.2.2 Exactitud dimensional

La desviación máxima permitida de las medidas dadasde los bloques es de 6 0,5 % tanto a lo largo como a loancho y a lo alto del bloque. Desigualdades en lassuperficies horizontales de los bloques instalados nodeben superar los siguientes valores:

– 7 mm en una longitud de 4,0 m.

– 4 mm en un ancho de 1,0 m.

Para cumplir estas exigencias hay que cortarlos o biencantear los bloques de EPS.

12

7.3 Densidad aparente

El valor promedio de la densidad aparente de un bloquede EPS en estado seco no debe ser inferior a la densi-dad aparente prescrita. Valores aislados de la densidadno deben divergir más del 10% hacia valores inferiores.

7.4 Resistencia a la compresión

La tensión a la compresión con un aplastamiento del10%, según la densidad aparente de los bloques deEPS, debe encontrarse como promedio en los valoresdados en la tabla 1.

Valores aislados pueden diferir hasta un 10% pordebajo del valor promedio correspondiente.

7.5 Resistencia a la flexión

La resistencia a la flexión debe tener como promediocomo mínimo 220 kN/mm2 para los bloques de EPS deuna densidad aparente de $ 20 kg/m3. Valores aisladosson aceptables hasta un 10% por debajo del valor pro-medio.

7.6 Absorción de agua

La absorción de agua no debe superar el 7% en volumendespués de 7 días de inmersión.

8. Ensayos

8.1 Tipo y extensión de los ensayos

Para asegurar la calidad se han de realizar de acuerdocon ZTVE

– ensayos de aptitud

– ensayos de autocontrol

– ensayos de control

Los ensayos de aptitud no deben tener más de 2 años.La fabricación de EPS está sometida al control de ter-ceros. Pruebas de aptitud pueden también ser presen-tadas mediante datos aportados por la supervisión deterceros.

8.2 Toma de prueba y ensayo

En la toma de muestra del bloque paralelepípedo serecomienda cortar la muestra del mismo en exceso conlo cual las dimensiones exactas de la probeta se pue-den mantener. Las probetas hay que aserrarlas.

Medidas mínimas de las probetas:

Nr. 1 a 3 = 50 mm x 50 mm x h

Nr. 4 = 150 mm x 200 mm x h

Los ensayos según los párrafos 7.3 y 7.4 se realizancon una probeta del centro y con una del extremo delbloque de ensayo (fig. 17).

El ensayo según párrafo 7.5, resistencia a la flexión, serealiza solamente con las probetas de la zona media delparalelepípedo No 4 a ensayar.

8.3 Procedimientos de ensayo

8.3.1. Geometría del bloque

El escuadrado y las dimensiones de los bloques de EPShay que comprobarlos.

8.3.2 Densidad aparente

El ensayo de la densidad aparente del material seco serealiza de acuerdo con la norma DIN 53420 (ISO 845).La toma de muestra se realiza en los paralelepípedosde prueba de los bloques (fig. 17, no 1 hasta 3). La den-sidad aparente se determina en cada una de las probe-tas con las medidas 50 mm x 50 mm x 50 mm que sehan tomado de la zona media y de una de las zonasextremas del bloque de ensayo.

8.3.3 Resistencia a la compresión

Se mide la tensión de compresión necesaria para con-seguir un recalcado del 10% en la probeta cúbica de 50 mm de arista según la norma DIN 53421 (ISO 844).El ensayo se realiza con las probetas para la determina-ción de la densidad aparente (fig. 17).

8.3.4 Resistencia a la flexión

Una medida de la calidad de la soldadura de cada unade las partículas es la determinación de la resistencia ala flexión según la norma DIN 53423 (ISO 1209). Elensayo se realiza con 5 probetas de las medidas de 120 mm x 25 mm x 20 mm. Las probetas se toman dela zona media del bloque de pruebas (fig. 17, nº4).

8.3.5 Absorción de agua

La absorción de agua se realiza según la norma DIN53433.

13

1/3 l

1/2 b

paralelepípedo de prueba

probeta

32

h h

4

Fig. 17 Toma de muestra de los paralelepípedos de prueba.

Tabla 2 Ensayos utilizando espumas rígidas de EPS

Nº Ensayo Método de ensayo Ensayo de aptitud Control propio Ensayo de control

1 Escuadrado párrafo 8.3.1 x x

2 Exactitud párrafo 8.3.1 x xdimensional

3 Densidad párrafo 8.3.2 x x xaparente DIN 53420

4 Resistencia a la párrafo 8.3.3 x xcompresión DIN 53421

5 Resistencia párrafo 8.3.4 x xa la flexión

6 Absorción de agua DIN 53433 xpárrafo 8.3.5

8.4 Frecuencia de los ensayos

La frecuencia de los ensayos de control propios a realizar está escalonada dependiendo de la cantidad de bloques de EPS que se van a colocar:

hasta 500 m3 = mínimo 2 bloques

hasta 1000 m3 = mínimo 4 bloques

cada 1000 m3 de más = mínimo 1 bloque

14

9 Bibliografia

1 Merkblatt über Straßenbau auf wenig tragfähigemUntergrund, Ausgabe 1988

2 Merkblatt für die Ausführung von Fahrbahnbefesti-gungen mit Wärmedämmschichten aus hartenSchaumkunststoffen, Augabe 1984

3 DIN 18164 Teil 1, Schaumkunststoffe als Dämm-stoffe für das Bauwesen

4 DIN 4102 Teil 1, Brandverhalten von Baustoffen undBauteilen

5 BASF – Technische Information – Styropor® TI 1-800 d 43901 Juni 1991, Hartschaumaus Styropor als Leichtbaustoff im Straßenunterbau

6 Berichte der BASF, Heft S 4, EPS-Hartschaumstoffals Baustoff für Straßen 1993

7 BASF – Technische Information –Styropor® TI 1-810 d 26073 Mai 1994, Verwertungs-und Beseitigungsverfahren gebrauchter Schaum-stoffe aus Styropor

8 Norwegian Road Research Laboratory (NRRL): Plastic Foam in Road Embankments, Meddelelse 61August 1987

9 Kooigmann, J.: Funderen met lichte materialen,Bouwkunde en civiele technik 4 – 1987

10 Wegen op PS-hardschuim, Stichting bouw research, Rotterdam 1988

11 Laboratoire Central des Ponts et Chaussées:Recommandations pour l’Utilisation de PolystyrèneExpansé en Remblai Routier, Division de Géotechni-que 01. 09. 1989

12 Vägverket, Service avdelningen Väg-och Brokonstruktion, Cellplast som lättfyllning i vägbankar, 1991

13 Brüggemann, K., Bull – Wasser, R.: Hartschaum als Leichtbaustoff für den Unterbau vonStraßen, Deutscher Straßen- und Verkehrskongreß1990

14 Bull – Wasser, R.: EPS-Hartschaum als Baustoff fürStraßen, Berichte der BASt, Heft S 4, 1993

15 EPS Construction Method Development Organisa-tion Tokyo, Japan: Technical reports of constructionmethod using expanded Polystyrol,1991

16 Hohwiller: EPS-Hartschaum als Leichtbaustoff imStraßenunterbau, Straßen- und Tiefbau (1991) H. 1/2

17 Norwegian Road Research Laboratory (NRRL),Expanded Polystyrene used in road embankments,Oslo, September 1992, Form 482 E

18 Duskov, M.: Materials Research on Expanded Polystyrene Foam (EPS), TU Delft, Faculty of CivilEngineering, Report 7-94-211-2, 1994

19 Abschlußbericht zum FA 6.204 des BMV: Untersuchungen über die Verwendbarkeit von Wärmedämmschichten im Straußenbau, BASt, 1978

20 Magnan,J.-P.; Serratriee, J.-F.: Propriétés mécaniques de polystyrène expansé pourses applications en remblai routier, Bull. liaison LPC,164, Ref. 3441,1989

21 Erikson, L.; Tränk, R.: Properties of expanded Polystyrene, Laboratoryexperiments, Swedish geotechnical institute, (sinmás indicaciones de origen)

Observación

Las indicaciones de esta publicación se basan en nuestros conocimientos y experiencias actuales. Nopresuponen una garantía jurídica relativa a determina-das propiedades ni a la idoneidad para una aplicaciónconcreta. Debido a las numerosas influencias que pue-den darse durante la manipulación y empleo de nues-tros productos, no eximen al transformador o manipula-dor de realizar sus propios controles y ensayos. Todo elque reciba nuestros productos será responsable por símismo de la observancia de los derechos de patentesexistentes así como de las leyes y disposiciones vigen-tes.


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 Enero 1998

StyroporT800

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

BASF Plastics

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

2

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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

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

4

AAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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

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


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


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

Resistencia a la presión permanente con recalcado 1,5 – 2% después de 50 años ISO 7852) kPa 20 – 30 35 – 50 70 – 90

Resistencia a la flexión (sin piel de espuma) EN 12089 kPa 150 – 230 250 – 310 430 – 490

Resistencia al cizallamiento DIN 53 427 kPa 80 – 130 120 – 170 210 – 260

Resistencia a la tracción DIN 53 430 kPa 160 – 260 230 – 330 380 – 480

Módulo E (ensayo de compresión) EN 826 MPa 0,8 – 3,9 3,1 – 6,2 7,6–10,7

Estabilidad dimensional al calora corto plazo según DIN 53 424 °C 100 100 100

a largo plazo con 20 kPa °C 75 – 80 80 – 85 80 – 85

Coeficiente de dilatación térmica lineal 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 53 434 % 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5

después de 28 días % 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0

Indice de resistencia a la difusión de vapor de DIN 52 619 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% –

Hidróxido sódico, hidróxido potásico, agua amoniacal +

Disolventes orgánicoscomo acetona, éster de ácido acético, benceno, xileno, diluyentes para barnices, tricloroetileno –

Hidrocarburos alifáticos saturados, bencina medicinal, gasolina de comprobación –


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

6

0 0,5

90

50

Densidad 30 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

Densidad 30 kg/m3

20 kg/m3

15 kg/m3

30

20

10

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

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 hormigón o compactación de arena

Tipo de construcción B – EPS en la zona media del terraplén

Rasante

Losa de hormigón

o compactación de 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

^ 1,5m Superestructura

según los RSTO 86/89 según el tipo de construcción

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

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

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.

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



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 Julio 1997


StyroporT805



Construcción de carreteras resistentes a las heladas;estudio teórico de las propiedades térmicas

BASF Plastics

2

Figura 1 Selección de posibles estructuras resistentes a las heladasPropuesta para una carga de tráfico II (tráfico intenso): 5000 a 10000 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

AAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAAAA AA

AAAAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAAAAAA

AAAAAA

AAAA

AAAAAAAA

AAAAAA

AAAA

AAAA

–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)


AAAA

AAAA

AAAA

Cubierta 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 (q = 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 (q = 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.

3

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]

5

Figura 4 Helada permanente bajo una temperaturasuperficial de –12 °C, –16 °C y – 20 °C. Tiempo quetranscurre hasta que penetra el frío (q = 0 °C) debajode la capa de compactación del terreno f % (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 (q = 0 °C a 75 cm de profundidad), estructura V (q = 0 °C a 53 cm de profundidad), estruc-tura VI (q = 0 °C a 63 cm de profundidad), estructura VII (q = 0 °C a 53 cm de profundidad)Helada permanente con una temperatura superficial de – 20 °C; tiempo que transcurre hasta que penetra el frío(q = 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.


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 Enero 1998

StyroporT906



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Aislamiento de establosEjemplos de ejecución

BASF Plastics

Fig. 1Establo ejemplarpara ganadomenor

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 0,80q = 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 L (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.

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

1 Revoco de dispersión armado2 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor3 24 cm ladrillos macizos según DIN 1054 1,5 cm revoco de cal y cemento1 = 1,31 m2 · K/WLk = 0,67 W/(m2 · K)

Techo

Techo descolgado de espuma rígida de Styropor, difícil-mente inflamable5 9 cm espuma rígida de Styropor6 enrejado de alambre o similar7 suspensión de metal ligero8 tejado doble ventilado9 recubrimiento de placas onduladas de fibrocemento

1 = 2,21 m2 K/WLk = 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.

4

Fig. 4 Vieja pared de establo de piedra de cantera.Aislamiento exterior posterior

1 Revoco de dispersión armado con tejido armado2 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 3 50 cm mampostería de piedras de cantera4 2 cm revoco de cal y cemento

1 = 1,39 m2 K/WLk = 0,64 W/(m2 K)

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

1 2 cm revestimiento de tablas sobre listones demadera

2 Ventilación por detrás3 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 4 50 cm mampostería de piedra de cantera5 2 cm revoco de cal y cemento6 Abertura de entrada de aire, enrejada1 = 1,39 m2 K/WLk = 0,64 W/(m2 K)

Pared

1 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor 2 17,5 cm ladrillos macizos silicocalcáreos según

DIN 1063 2 cm revoco de cal y cemento4 Revestimiento exterior de planchas de fibrocemento5 Revestimiento del zócalo con planchas de espuma

rígida de Styropor 1 = 1,43 m2 K/WLk = 0,63 W/(m2 K)

Piso

6 6 cm solado de cemento, armado7 3 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

lámina de cubrición8 Capa aisladora de humedad9 15 cm hormigón de gravaj Capa filtrante de grava o recebo1 = 0,78 m2 K/WLk = 1,05 W/(m2 K)

Fig. 6 Pared de establo con aislamiento exterior

6

Fig. 7 Aislamiento térmico en el interior de una cons-trucción de pared y techo

Techo

1 9 cm planchas de espuma rígida de Styropor 2 Cierre de vapor *

1 = 2,20 m2 K/WLk = 0,42 W/(m2 K)

3 Encofrado económico4 Envigado de tejado (tejado doble, ventilado)5 Tela metálica o similar6 Tejas y listones

Pared

7 2 cm revoco de cal y cemento8 24 cm ladrillos macizos silico calcáreos según

DIN 1069 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor j Cierre de vapork Rechazo de rueda

1 = 1,51 m2 K/WLk = 0,59 W/(m2 K)

Suelo

l Solado de protecciónm Hormigón Styropor®

n Capa aisladora de humedado 10 cm hormigón de gravap Grava o recebo como capa filtrante

Fig. 8 Pared de establo con aislamiento interior y ven-tanas de madera y cristales dobles

Techo

1 9 cm planchas de espuma rígida de Styropor

1 = 2,20 m2 K/WLk = 0,42 W/(m2 K)

2 Cierre de vapor3 Encofrado económico4 Envigado de tejado (techo doble ventilado)5 Tela metálica o similar6 Recubrimiento de placas onduladas de fibroce-

mento

Pared

7 2 cm de revoco de cal y cemento (adentro ensoporte de revoco)

8 24 cm ladrillos macizos según DIN 1059 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

capa de cierre de vapor entre los listones1 = 1,32 m2 K/WLk = 0,67 W/(m2 K)

* Si la ventilación es suficiente, se puede prescindir enciertos casos del cierre de vapor

7

Fig. 9 Pared de establo de piedra de mamposteríacon revestimiento interior

1 2 cm revoco de cal y cemento2 50 cm mampostería de piedra de mampostería3 5 cm planchas de espuma rígida de Styropor, con

cierre de vapor entre listones4 Revoco de cal y cemento en soporte de revoco

1 = 1,39 m2 K/WLk = 0,64 W/(m2 K)

Fig. 10 Aislamiento térmico de un establo de madera

Techo

1 9 cm planchas de espuma rígida de Styropor2 Cierre de vapor

1 = 2,20 m2 K/WLk = 0,42 W/(m2 K)

3 Encofrado económico4 Envigado de tejado (techo doble ventilado)5 Tela metálica o similar6 Revestimiento de placas onduladas de fibrocemento

Pared

7 Revestimiento exterior de tablas para encofrar8 Espacio vacío ventilado9 8 cm planchas de espuma rígida de Styropor j Revestimiento interior de tablas para encofrark Rechazo de rueda de hormigónl Aislamiento de zócalo 3 cm planchas de espuma

rígida de Styropor 1 = 2,14 m2 K/WLk = 0,44 W/(m2 K)

Suelo

m Solado de cemento (solado ligado)n 10 cm hormigón de Styropor o Capa aisladora de humedadp Hormigón de gravaq Grava o recebo como capa filtrante

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

1 Construcción de soporte (armadura de madera dearticulación doble)

2 Elemento de unión de la altura de la pared con plan-chas de espuma rígida de Styropor y rebordeadocolocado

3 Elemento de unión de gran tamaño similar a 24 Tejado (planchas onduladas de fibrocemento)5 Fachada simulada de fibrocemento6 Revestimiento exterior de fibrocemento7 Revestimiento interior de fibrocemento8 Aislamiento de zócalo 3 cm planchas de espuma

rígida de Styropor

9

Fig. 13 Establo con almacenamiento de paja concarga en el techo; techo del establo ventilado pordetrás; pared exterior con aislamiento interior.

Techo

1 9 cm planchas de espuma rígida de Styropor 2 Cierre de vapor

1 = 2,20 m2 K/WLk = 0,46 W/(m2 K)

3 Encofrado económico4 Envigado (techo ventilado)5 Tela metálica o similar6 Maderos

Pared

7 2 cm revoco de cal y cemento (adentro en elsoporte de revoco)

8 24 cm ladrillos huecos de hormigón ligero (ladrillosde dos cámaras según DIN 18 151)

9 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor entrelistones de madera

j Cierre de vapor

1 = 1,51 m2 K/WLk = 0,59 W/(m2 K)

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.

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

1 Bastidor de madera2 2,5 cm revestimiento exterior3 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor 4 2,5 cm revestimiento interior

4 k = 0,66 W/(m2 K)

Fig. 19 Detalle pared – ventana

Pared

1 2 cm revoco de cal y cemento2 24 cm ladrillo con perforaciones verticales3 4 cm planchas de espuma rígida de Styropor 4 Cierre de vapor

1 = 1,48 m2 K/WLk = 0,60 W/(m2 K)

5 Ventanas de contravidriera de madera

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 Enero 1998

StyroporT920



® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Piscinas; información general

BASF Plastics

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.

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 prestarseleespecial 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.

AAAAAA

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 Enero 1998

StyroporT950

6 Construcción de carre-teras/Aislamiento/Sue-los/Otras aplicacionesen la construcción


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Revestimiento de juntas

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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).

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.

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

Sta

uchu

ng

%

1 10 100 500

Zeit

d

30 kPa

15 kPa

Druckspannung35 kPa

Rohdichte 14,5 kg/m3

Abb. 5 Druckspannung-Stauchungsdiagramm von Schaumstoff aus Styropor


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 es 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 Julio 1997

StyroporT310

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Construcción de modelos con espuma rígida deStyropor

BASF Plastics

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 * 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 con forma-ción de virutas se encuentran dispo-nibles gran diversidad de aparatos.Desde escofinas manuales y máqui-nas fresadoras sencillas, hasta llegar

a instalaciones de fresado computa-rizadas (CAM). Es importante paracualquier instalación disponer de unsistema eficaz de aspiración de lasvirutas de espuma rígida a fin degarantizar condiciones de trabajoaceptables. Ha demostrado ser efi-caz una fresadora hueca, provistade aspiración de las virutas a travésdel orificio de la fresa. Otras exigen-

3

Figura 3 Contornos realizados con los correspondientes hilos de cortemodelados

Figura 4 Corte mecánico con brocas para corcho

4

cias son funcionamiento sin vibra-ciones y disponer de la posibilidadde un cambio rápido 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 unionespegados)

– 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 + HerbertPostfach 1743D-61217 Bad-Nauheim-SchwalheimTel.: (06032) 4547Fax.: (06032) 33122

Gebr. Wörner oHGPostfach 47D-68800 AltlussheimTel.: (06205) 3511Fax.: (06205) 3513

Maschinenfabrik BeaufortAarstrasse 3D-65307 Bad SchwalbachTel.: (06124) 3020Fax.: (06124) 4373

Pantel + Brömser GmbHPostfach 1435D-65222 TaunussteinTel.: (06128) 71551Fax.: (06128) 72195

Kambo AGVogelsangweg 1Postfach 457CH-7002 ChurOstschweizTel.: (081) 220227Fax.: (081) 251926

POLIMECVia Marconi 9Caselle di Selvazzano (PD)ItaliaTel.: (049) 632861

B Fabricantes de instalacionesde fresado

Kessel Maschinen & AnlagenbauPostfach 77Rosmarienstr. 10D-31073 DelligsenTel.: (05187) 940411Fax.: (05187) 940467

FEMA Anlagenbau GmbHTechn. VertriebsbüroBühlstr. 2D-96352 Wilhelmsthal

Figura 5 Pieza de embalaje moldeada obtenida a base de elementospegados

Bornemann-Werkzeugtechnik GmbHKlus 9D-31073 DelligsenTel.: (05187)4222Fax.: (05187) 1027

SMB David GmbHGewerbegebietD-82211 Herrsching/AmmerseeTel.: (08152) 2049Fax.: (08152) 3185

FOMTEX-Hüttemann GmbHPostfach 100330D-40767 MonheimTel.: (02173) 51954Fax.: (02173) 31870

Observación


BASF AktiengesellschaftD-67056 Ludwigshafen/Alemania

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 Enero 1998

StyroporT410

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Propiedades del embalajeDependientes del material y de la aplicación

BASF Plastics

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 espuma rígida posibilita la acción de acolchado y de termoaislamiento

ninguna absorción de humedad piezas de moldeo impermeables alagua

peso reducido; densidad fletes bajos ventajoso para transportes de correos aparente generalmente entre y aereos20 y 30 kg/m3

tara baja, invariable, en muchas la tara se puede fijar en la balanza; mercancías no es necesario tomarla llenado simple de cajas de fruta, en cuenta verdura o pescado

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:

optimización del material que se utiliza, seguridad 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 tocadiscos, televisores, instrumentos

de medición, cristalería, mercancía deporcelana y otros

factor de acolchado bajo específico espesores pequeños de amortigua-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 acolchados, alta seguridad densidad aparente 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 desecho de residuos neutral al

medioambiente

apariencia atractiva; también buena presentación de la mercancía, embalajes agradables a la vista para disponibles embalajes a color acentuar la calidad del producto productos alimenticios y displays

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 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

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


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 Julio 1997

StyroporT415

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Cuestionario de embalaje

BASF Plastics

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

Aislamiento térmico

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

Uso de Styrofill®/Ultrafill®

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.

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 Julio 1997

StyroporT450

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Embalaje de productos sensibles a la humedad

BASF Plastics

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 1,en un ambiente suficientementegrande con 40 °C y 90% de hume-dad relativa del aire, absorbe aguahasta llegar a un contenido dehumedad del 19 % 2.

Madera húmeda, que a 25 °C con-tiene un 25 % de agua 3, en unambiente seco de 40 °C y 50% dehumedad relativa del aire 4 procuraalcanzar un contenido de agua de8,5 %.

Por lo tanto, en un ambiente dehumedad alta, madera seca tieneun efecto secante, y, en un emba-laje que se encuentra en un climacada vez más húmedo, estabili-zante; 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 en lapágina 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.Debido a que la estructura celularestá compuesta por poliestireno(hidrocarburo puro), el agua de lascélulas no contiene componentesagresivos.

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 unidad

de 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.

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

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. Fa. Gebr. Herrmann, Köln-Ehrenfeld) suministran ayudas parael cálculo que se debe hacer paradeterminar las cantidades de deshi-dratante que se deben incluir encasos concretos (véase tambiénDIN 55 473, Deshidratantes en bol-sas, unidades de deshidratación,condiciones técnicas 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.

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 tabla).

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 = 0,17 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.

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.

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 Enero 1998

StyroporT510

7 Embalajes


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Dimensionamiento de embalajes amortiguantes dechoques de espuma rígida

BASF Plastics

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”.

Fallhöhe bzw. Polsterdicke

AAAAAAA

AAAAAAAA

= G · (m · g)

AAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAA

AAA

AAAAAAAAA

AAAAAA

AAAA

h

1E = F · h

= (m · g) · h F · h

1

F = · F2

hdo 1

F = · F3

h2d 1

F = 2 · F4hd 1

F = 2,2 · · F5

hd 1

obtenido empíricamente

F Å 3,5 · · Fhd 1

d Å 0,6 · d

d Å 0,5–0,6 d

acolchadosblandos

acolchado deStyropor RD 30

d = 0resorteideal

d = 0

d = 0

acolchado ideal

acolchado ideal

Peso del artículo embalado resp. fuerza de deformación

E = F · d2

E 4

1

Å 3,5 · G· (m · g)

Fig. 1.5

= 2,2 · G (m · g)

Fig. 1.4

= 2 · G (m · g)

Fig. 1.3

G2

= · (m · g)

Fig. 1.2

F

Fig. 1.1

1E

max

do

h

o

6

1F

= (m · g)

2F

h1

2xdo

= F · 2 · d31E

F · h = F · 2 d1 3 o

3F

de la aceleración de impacto

3F

1E = F · h1

h

o


4F

=d · F 2

41Edo

1E = F · h1

do1E

5F

o

o

1E = F · h1

h

do

1E

o

o



6F1F

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

Å

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 diagramas 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) para las densidadesaparentes 20, 25 y 35 se puedeapreciar, que los factores de impul-sión que se pueden lograr sin variarla relación h/d, no dependen de ladensidad aparente**. Pero estehecho sólo es válido para la gamade densidad aparente de RD 20hasta RD 30 indicada 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 deacolchado también hay calcula-doras de dimensiones fáciles demanejar como ayudas para calcularlos acolchados de espuma rígida deStyropor (véase fig. 3). Las basesde las calculadoras son los mínimosde las curvas de acolchado. Por lotanto no es posible obtener con lacalculadora de dimensiones valoresde construcción que difieren de losvalores 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.

3

carga máx. delcuerpo durante lainmersión

grande

mediano

pequeño

×

×

×

×

×

h = 5 md = 2 m = 2,5

hd

h = 3 md = 2 m

hd = 1,5

pequeño grandemediano

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAA

carga estática de la superficie = peso del cuerpo/superficie de choque

( )

( )

Fig. 2 Factores de influencia geométricos y gravimétricos

4

Ejemplos para el cálculo

En la siguiente tabla 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).

Cálculo con ayuda de diagramas de acolchado

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 s en N/cm2 Valor h/ddeimpactos m · 9,81/A = s 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/sd = 90/28 = 3,2 cm d = h/(h/d)

Ej. 2 A = 10 · 9,81/0,62 = 158 cm2 A = m · 9,81/sG 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)

5

Diagrama de acolchado para material expandido de EPS 20C

oe

ficie

nte

de

imp

act

os

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

hd

35

30

28

26

24

22

2018

16

carga est. de la superficie σ en N/cm2

Valores para ejemplos 1 a 3 (cargas óptimas de acolchado)

Punto de inicio

Ej.2

Co

efic

ien

te d

e im

pa

cto

s 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

35

30

28

26

24

22

20

18

16

carga est. de la superficie σ en N/cm2

Valores para Ejemplos 4 a 5 (cargas de acolchado que difieren del óptimo)

Punto de inicio

Ej. 3

Ej.1

Ej.4

Ej.5

altura de caídaespesor de acolchado

40=

hd

altura de caídaespesor de acolchado=

40

6

Cálculo con ayuda de la calculadora de dimensiones

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 flecha rojaindique 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 ventanaroja 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 =d = 3,6 cm 18 cm2/kg

buscado: h y G


– posicionar la reglilla de tal manera, que en la ventanaamarilla 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 120altamente sensible sensible poco sensible

Sensibilidad a la rotura del producto embalado [valor g]

20

30

40

50

6070

80

90

100

120

Altura de caída [cm]Espesor del acolchado [cm]

Superficie deacolchado necesariapor kg de producto embalado [cm2/kg]

20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3

con unadensidad aparente

Calculadora dedimensionespara la determinación delespesor de acolchadode embalajes de espuma rígidade Styropor de BASF

3,2

18,6



20

30

40

50

6070

80

90

100

120



20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3



4,2

16



20

30

40

50

60

70

80

90

100

120



20 [kg/m ]3

25 [kg/m ]3

30 [kg/m ]3



3,6

18,6

Fig. 3 Calculadora de dimensiones

7

Diagrama de acolchado para espuma rígida de EPS 20

carga de superficie estática σ in N/cm2

Coe

ficie

nte

de im

pact

os 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

Coe

ficie

nte

de im

pact

os 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

Coe

ficie

nte

de im

pact

os 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

(véase también DIN 55 471, parte 2)


40 35

30

28

26

2422

18

16

14

12

10

8

642

4035

30

28

26

2422

18

16

14

12

108642

20

40

35

30 28

2624

22

18

16

14

1210

8642

20

05

Diagrama de acolchado para para espuma rígida de EPS 25

Diagrama de acolchado para para espuma rígida de EPS 30

20

hd =


hd

=


hd =

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. 4). 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 losnervaduras (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.





AAAAAAAAAAAA


distribuidor de carga

AAAAAAAA

AAAAAAAA

A

l

b

r

H

H 2 dR

α

H ³ 0,55 · dRdR = 1,1 · d (suplemento de corrección para construcciones nervadas)

10–15 °

∆A ∆A

≥

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.

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 acta de cálculo(página 10).

– 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 = ADA, debido a que estaes la manera más simple decumplir con la exigencia “b ≥0,6 H“.

AAAAAAAAA

AAAAAAAAA

AAAAAAAAA

AAAAAAAAA



AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA



AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA



1. 2.

3. 4.

Fig. 5 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.

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.

Dimensionamiento de un embalaje de espuma rígida de Styropor amortiguante de golpes (ejemplo de cálculo 1. véase pág. 4)

Factores Sím- Uni- área lateral Indicaciones bolo dades para el cálculo

Densidad aparente de la RD kg/m3 20 20, 25 o 30espuma rígida

Peso del producto embalado m kg 10 m = A · s/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/s

– Valores del diagrama de acolchado RD 20 kg/m3

Coeficiente de Carga est. de Nimpactos G: 70 la superficie s: 0,51 cm2 h/d: 28

– Cálculos

para A = 10 · 9,81 / 0,51 = 192 cm2

3.1 d = 90 / 28 = 3,2 cm

para

3.2

para

3.3

para

3.4

para

3.5

para

3.6

– Determinación de la geometría de las nervaduras

• por lado del embalaje

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 piso/tapa áreas laterales

número de nervaduras n – 4 2

área de las nervaduras (DA = A/n) DA cm2 192/4 = 48 192/2 = 96

ancho de las nervaduras (= DA/l) b cm elegido 2,0 elegido 3,0

largo de las nervaduras(= DA/b) l cm 48/2,0 = 24 96/3,0 = 32

11

1. Exigencias/determinaciones

Factores Sím- Uni- área lateral Indicacionesbolo dades para el cálculo

Densidad aparente de la RD kg/m3 20, 25 ó 30espuma rígida

Peso del producto embalado m kg m = A ·s/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/s

2. Valores del diagrama de acolchado RD kg/m3

Coeficiente de impactos G: –

Carga est. de la superficie s N/cm2

Relación h/d –

3. Cálculos

para

3.1

para

3.2

para

3.3

para

3.4

para

3.5

para

3.6

4. Determinación de la geometría de las nervaduras

• por lado del embalaje

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

Número de nervaduras n –

Area de las nervaduras (DA = A/n) DA cm2

Ancho de las nervaduras (= DA/l) b cm

Largo de las nervaduras (= DA/b) l cm

Dimensionamiento de un embalaje amortiguante de golpes de espuma rígida de Styropor

Nr. de acta: Responsable: Fecha:

• Productor del embalaje:

• Productor del producto embalado:

• Designación del producto embalado:

Observación



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 dentro dela gama de densidades aparentesque van de 35 a menos de 10 kg/m3, y también al aplicardeterminadas medidas de elastifi-cación. Los resultados de las prue-bas desmienten la suposición muyextendida, meramente intuitiva, deque un buen material amortiguadorha de ser necesariamente blando.

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 Julio 1997

StyroporT520

7 Embalajes

® = Marca registrada Efectos de la densidad aparente en la capacidad deamortiguación de impactos de la espuma rígida

BASF Plastics

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 observaque la fuerza de impacto “m · b”, esdecir, el esfuerzo a que se vesometido el producto embalado enel momento del impacto, sobre-pasa el esfuerzo a que está some-tido en reposo (“m ·g”) exactamentepor el valor de la distancia relativa“h/d”. La distancia relativa refleja almismo tiempo la aceleración “b/g”,como múltiplo de la aceleraciónterrestre. En el sector del embalaje,este valor se denomina “valor G”.Tanto la sensibilidad de los produc-tos embalados como el comporta-miento amortiguador de los emba-lajes se expresan en “valores G”.

Caída libre y amortiguación ideal

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

Material Densidad Factor de Capacidad especí-aparente amorti- fica de absorción

guación de trabajoSustancia ρ C* e*

kg/m3 – cN cm/cm3

Plástico celular de PE 30 3,5 500

PUR blando 30 3,1 125Plástico celular(de Poliéter)

PUR blando 30 3,3 200Plástico celular (de poliéster)

PUR semirrígido 30 2,8 350Plástico celular

Espuma rígida 30 2,2 2400 de Styropor

Amortiguadores granu- 8 4 400lados de material expan-dido de poliestireno

Gomaespuma* 200 4,3 350

Fibra de coco* 80 3,8 70cauchutada

Cartón ondulado* 800 g/m2 2,4 530ondulación simple, ondulación A

Cartón ondulado* 1050 g/m2 2,6 800ondulación doble, ondulación A y B

Aire, 1 bar 1,29 5,11 650

* Según mediciones del ILV, Múnich.

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 energía de caídaespecífica.

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 anterior figuran estosvalores correspondientes a losprincipales materiales amortiguado-res. Se observa que la espumarígida de Styropor tiene el compor-tamiento amortiguador más favora-ble (valor C* más bajo).

3

Datos característicos de algunos materiales amortiguadores

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* de la tabla 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

Causas de las diferencias devalores C*

Las diferencias de propiedadesamortiguadoras de los distintosmateriales utilizados quedan refle-jadas en los diagramas dinámicosde fuerza-deformación.

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.

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.

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 másrápidamente.

Las pruebas realizadas demues-tran que las mejores propiedadesamortiguadoras se obtienen conuna deformación del amortiguadordel 60 %. En este caso, el valor C*es igual a 2,2.

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.

Espuma rígida deStyropor DA 30

0

1

2

3

4

0

10

20

30

40

0

1000

2000

3000

4000

dv d dv dMateriales amortiguadoresblandos

0

1

2

0

10

20

0

1000

2000

dv = dMuelle ideal

Valor C* Valor G F en N

Valor C* Valor G F en N

dv = dAmortiguador ideal

AAAAAAAAAAAA


AAAAAAAAAA


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 los diagramas reproducidosmás abajo figuran los valores “C*” y “e*” calculados en nuestrolaboratorio en función de la densi-dad aparente. Los distintos gradosde rigidez de la espuma rígida se reflejan en los “valores e” (2200 cN · cm/cm3 con DA 30, o700 cN · cm/cm3 con DA 10). Elvalor e* indica a qué energía decaída “m · g · h” ha de exponerse unamortiguador para conservar laspropiedades amortiguadoras correspondientes a los valores C*.

Los efectos de los distintos valorescaracterísticos en las dimensionesdel embalaje se describen sobre labase de los siguientes ejemplos decálculo.

5

Espuma rígida deStyropor DA 10

Material expandido deStyropor DA 30

Valor C*

dv d dv d

2,25

3,1



m · g · h = konst.

Energía de caída m · g · h = constante

35302520151050

Densidad aparente de espuma rígida en kg/m3

Valores e*en cN · cm cm3

2500

2000

1500

1000

500

3,5

3,0

2,5

2,0

Valores C*

7

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

Valores característicos de materiales amortiguadores de Styropor con distintas densidades aparentes

Densidad aparente en kg/m3 12 18 24

Valor C* 2,95 2,55 2,32

e*en cN · cm/cm3 780 1200 1680

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

En los diagramas de la izquierdaaparecen los resultados. Con unadensidad aparente de 12 kg/m3 seprecisa un material amortiguadorcuyo espesor supera en un 27% ycuya superficie de apoyo supera enun 70 % los del material con unadensidad aparente de 24 kg/m3.Mientras que el incremento de lasuperficie del amortiguador nosuele comportar ninguna desven-taja, el aumento del espesor delmaterial tiene un notable efectonegativo en otras categorías decostes. Por ejemplo, el espacio queocupa un producto de 30 cm x 30 cm x 20 cm de dimensionesexteriores, embalado con un mate-rial de las características arribaindicadas con respecto a una densidad aparente de 12 kg/m3,ocupa un 23 % más de espacio quecon una densidad aparente de 24 kg/m3. Esto comporta unaumento del coste del embalajeexterior, del almacenamiento y deltransporte. El aumento de costesresulta particularmente gravosocuando debido al aumento de lasdimensiones de los embalajes deexpedición se sobrepasa el tamañomáximo de las superficies de cargade los palets, las estanterías o loscamiones. Junto a este efectocomensurable en los costes, todavariación de la densidad aparentecomporta también alteraciones delas características cuyo coste no esmedible, pero que repercuten en lafunción protectora del embalaje y,si éste sufre daños, también en lapresentación del producto. Lossiguientes diagramas reflejan lasprincipales características en fun-ción de la densidad aparente.

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 productoembaladoLBH

= 30 cm= 20 cm= 20 cm

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 ejemplo) en cm2 217 163 128

Esfuerzo máximo admisible del embalaje de expedición

en N 282 538 666variación – 58 % –19 % ± 0 %

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 tambiéndesempeñan otras funciones. Enprimer lugar cabe señalar la capa-cidad de carga. Del diagrama de laderecha se desprende que losvalores de resistencia a la compre-sión aumentan rápidamente con ladensidad aparente. Debido a ello,en los embalajes de escasa densi-dad aparente disminuye la capaci-dad de carga aunque se utilicenmateriales de mayor tamaño. Ilus-traremos este fenómeno medianteuna comparación con el embalajeanteriormente calculado.

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 muestran losdiagramas de la derecha, estosvalores también disminuyen pro-porcionalmente a la densidad apa-rente.

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.

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.

7

1/λ

en (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

σ ZB e

n N

/mm

2σ b

B e

n N

/mm

2σ d

en

N/m

m2

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

∆σ = 287 %

Valores de dimensionadosegún DIN 55 471, parte 2a

∆σ = 126 %

Promedios

∆σ = 114 %

Promedios

Promedios

∆ = 20 %1

λ

AA

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 respetar

determinadas magnitudes geo-métricas mínimas, según la clasede 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

dR = 1,1 · d (suplemento de correc-ción para estructuras nervadas).

H

H 2

A

l

b r

15° H Å 0,5 – 0,6 · d Rd

R

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 24

Sin embargo, el diseñador delembalaje deberá cerciorarse deque este último reúne los requisitosarriba especificados y de que losesfuerzos son equivalentes a losindicados en las curvas de amorti-guación. Por ejemplo, para produc-tos en forma de placa habrá queelegir en parte densidades aparen-tes sustancialmente más altas acausa de la magnitud del esfuerzoa que están sometidas las caraslaterales. Lo mismo cabe decir delos productos con pocas superfi-cies de apoyo resistentes. Por estarazón no es posible establecer concarácter universal una de las densi-dades aparentes indicadas.

Observación



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.

d 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.

d 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 Julio 1997

StyroporT610

7 Embalajes


® = Marca registrada 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 de embalajes con propiedades de amortiguación de impactos

Intervalo para el diseño de embalajes resistentes a la compresión

zona óptima


20 kg/m3

Figura 1Deformación enfunción de lacompresión deespuma rígidade Styropor.

BASF Plastics

2

d 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:

d edad de la espuma rígida d comportamiento bajo carga dura-derad comportamiento al cambio detemperaturad 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.

d 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



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 el comportamientoa largo 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. 40 kPa.

d 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).

d 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.

d 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 % sd, máx · A

Fmáx = carga máxima de la pilasd, 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.

d 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 ^ Fmáxsd

sd = f (DA) según la tabla 1

para DA 20 2000 Nobtenemos A ^ 0,039 N/mm2

= 51282 mm2 ø 513 cm2

para DA 25 2.000 Nobtenemos A ^ 0,055 N/mm2

= 36364 mm2 ø 364 cm2

Para DA 30 2.000 Nobtenemos A ^ 0,071 N/mm2

= 28169 mm2 ø 282 cm2

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 sd,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.

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:

smáx admisible = 0,0032 · DA – 0,025s 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/

λ [(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

σ bB [N

/mm

2 ]

Resistencia a la flexión ségun DIN 53 423

015 20 25 30 3510

0,1

0,2


0,3

0,4

0,5

Promedios

σ ZB [N

/mm

2 ]

Resistencia a la tracción según DIN 53 430

015 20 25 30 3510

0,02

0,04


0,06

0,08

0,10

σ d [N

/mm

2 ]

Resistencia a la compresión permanente

Valores de dimensionado según DIN 55 471, parte 2a

∆σ = 114%

∆σ = 126%

∆σ = 278%

∆ = 20%1 λ

Figura 4 Influencia de la densidad aparente en importantes propiedades de la espuma rígida.

Ejemplo número 1

Especificaciones:d Reducción de la densidad apa-

rente en un 25 %, siendo la den-sidad aparente inicial DAo = 25

d Conservación de la capacidad decarga del embalaje

Resultados sobre la base de lafigura 5a:d El espesor de pared necesario ha

de ser un 57% mayord El consumo de materia prima

aumenta por ello en un 18%d La resistencia a la flexión

aumenta en un 78%

Ejemplo número 2

Especificaciones:d Reducción de la densidad apa-

rente en un 25 %, siendo la den-sidad aparente inicial DAo = 25

d Conservación de la capacidad decarga del embalaje

Resultados sobre la base de lafigura 5b:d El espesor de pared necesario ha

de ser un 18% mayord El consumo de materia prima dis-

minuye en un 12 %d La resistencia a la flexión dismi-

nuye en un 25 %

Observaciones:Bases de cálculo de las curvas delas figuras 5a/b:sDzul = 0,032·DA – 0,025 en N/mm2

sD = FD/A = FD/(B·d)sBzul = 0,016 DA – 0,04 en N/mm2

sB = 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:

d 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).

d 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).

d 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).

d La conicidad necesaria para eldesmoldeo de las piezas en el pro-ceso de producción puede ubicarseen las superficies interiores vertica-les de las cajas.

d 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

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.

AAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAA

A)

B)

C)

Escotadurasde radio grande

AAAAAAAAAAAAAA

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.

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).

d 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

AAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAA

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


AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA



Peligro de roturadebido a tensionesde entalladuraexcesivas



AAAAAAAAAA

AAAAAAAAAA

AA

AA

AA

AA

Reducción de la altura en el centro de la pared

Angulos reforzados

AAAA

AAAAAA

AAAAAAAAA

AAAAAAAAA

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

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.AAAAAAAAA


AAAAAA

AAAAAA

Acolchadode Styropor

F

ν = 10 mm/min

5000

4000

3000

2000

1000

01 2 3 4

Deformación [%]AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

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 Julio 1997

StyroporT710

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

Vidrio Porcelana

Polietileno (sin expandir)

Papel Madera

Espuma rígida de Styropor

Conductividad térmica en W/(K·m)

Fig. 1 Conductividad térmica de algunos materiales de embalaje.

BASF Plastics

– 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).

– la diferencia entre la temperaturadel producto embalado y la tempe-ratura ambiente disminuye duranteel tiempo de almacenamiento. Estosucede en el caso de productosembalados si no se les adjunta

hielo a la temperatura de congela-ción (véase fig. 2a y ejemplo decálculo 1 en la tabla 1).

Las fórmulas de cálculo para amboscasos se encuentran en la fig. 2. Deéstas fórmulas se desprende que eltiempo de aislamiento térmico seeleva, al

2

Tabla 1 Cálculo de embalajes

Ejemplo Nº 1

Se trata de calcular el tiempo admisible de aislamiento térmico de un embalajepara 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

t = 21 h

Ejemplo Nº 2

Se trata de calcular el tiempo admisible de aislamiento térmico para un embalajede expedición con adición de un producto acumulador de frío. Se conocen lossiguiente 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 – ϑe

1/α = 0,5

m2 · KW

según tab. N° 2

λ = 0,035 según tab. N° 3

W m · K

0,04 0,5 + 0,035 0,3480 · 3,6= 8 · 2,85 · 20 – 0

20 – 10kJ

kg · Kkg ·

m2 · K W

+·

m21 W · h K

K·· In

m · m · K W

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

0,05 0,5 + 0,034

0,5 · 3,6= 2 · 335 · · 1

25 – 4kJ kgkg ·

m2 · K W

+ m · m · K W

·m2

1 W · h 1 K

· 3,6 kJ

elevar disminuir

• la masa del producto embalado o del hielo • la diferencia de la temperatura “producto embalado – ambiente”

• el calor específico del producto embalado • la superficie interior del embalajeo calor de fusión del hielo

• la diferencia de temperatura entre • la conductividad térmica (depende de la densidad aparente temperatura inicial y final permitida de la espuma rígida)

• el espesor de pared

• la resistencia a la transmisión de calor 1/α

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

3

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

Fig. 2 Procedimiento de cálculo para embalajes termoaislantes de espuma rígida de Styropor

t = mv · cv ·1/α + d/λ

A · 3,6 · In

ϑu – ϑa

ϑu – ϑet = mk · s

1/α + d/λA · 3,6

· 1 ϑu – ϑ i

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 el tiempo máximo de aisla-miento. Para embalajes refrige-rantes se debe considerar por lotanto siempre la posibilidad deuso de acumuladores 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.

4

0

10

20

30

40

50

+ 190 %

Cambio del tiempo máx. de aislamiento térmico [%]

Bases para el cálculo Densidad aparente Espesor de la pared Producto embalado (queso) Capacidad térmica Superficie del embalaje (interior) Medidas interiores Superficie 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 = 0,034 W/(m·K) 0,04 m 8 kg 2,85 kJ/(kg·K) 0,348 m2

1,2 · RD0 λ1 = 0,035 W/(m · K)

1,2 · d0 d1 = 4,8 cm

1,2 · m0 m1 = 9,6 kg

1,2 · W0 W1 = 3,42 kJ/(kg · K)

0,8 · A0 A1 = 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.

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

6

Tabla 5 Capacidad térmica específica y calor de fusión de diversos productos

Producto Densidad Capacidad térmica específica en

en kg/dm 3 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 Julio 1997

StyroporT810

8 Reciclar/Eliminar


® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Procedimientos de reciclado y eliminación de espumarígida de Styropor usada

BASF Plastics

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

AAAA

Basuras 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


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

3

Fig. 3 Hormigón Styropor®

Fig. 4 Revoque termoaislante de EPS

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 de Styromull y sus aplicaciones

1 Reutilización del material en la fabricación de productos espumados

Drenaje

Molino fino Ladrillos porosos

Revoque aislante/ Revoque aligerante

Hormigón Styropor/ Prefabricados

Extrusora Producción

4 Fusión, sinterizado, granulado Reutilización en el proceso de producción

3 Reutilización en la construcción

5 Generación de energía por 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)

5

AAAAAAAA

AAAAAAAAAAAA

AAAA

Parrilla de incineraciónEscoria

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


AAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAA

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.


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 Julio 1997

StyroporT820

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® = 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

BASF Plastics

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

gruesacascajo fino

Styromull con 75 % de recalcado




Valores de permeabilidad Tamaño de grano en mm

1. Ranuras de drenaje

El Styromull puro, no mezclado, seusa en la agricultura principalmentepara la bonificación de suelos quetienden a mojarse. En el caso de lossuelos con agua de superficiedebajo del horizonte A se encuen-tran capas impermeables al agua,que excluyen al subsuelo del caudalde agua y aire, que son tan impor-tantes para el crecimiento de lasplantas. Para la absorción del exce-dente de agua en casos de lluvia ypara el suministro de agua en casosde sequía, en estos suelos sólo seencuentra disponible el limitadosector de almacenamiento del hori-zonte A, pudiendo presentarsedaños tanto por humedad como porsequedad. En estos casos es unaayuda abrir las capas impermeablespor medio de un aligeramiento pro-fundo, pero se debe evitar que lasranuras de aligeramiento se vuelvana cerrar. Por este motivo – paraasegurar el tiempo de funciona-miento de las ranuras de aligera-miento – se introduce Styromull enlas ranuras en el suelo. Este proce-dimiento se denomina “ranuras dedrenaje”.

Si se llena una zanja en pendientecon Styromull, este apilamientopuede desviar el agua. La únicadiferencia frente a un tubo con lasuperficie perforada (tubo de dre-naje) es, que el tramo de drenajetiene una resistencia de paso consi-derablemente más alta que un tubode drenaje verdadero. Pero estetramo de drenaje tiene la gran ven-taja frente al tubo de drenaje, queestá en contacto estrecho con elsuelo circundante y que la resisten-cia de ingreso para el agua quepasa del suelo hacia el interior deltramo de drenaje es menor.

Sección circular o rectangulardel tramo?

Sería posible contentarse con llenarun tramo de drenaje redondo conStyromull. Pero es recomendableabandonar la sección circular y lle-nar un rectángulo puesto de cantode la misma superficie. Se obtienenasí tres ventajas decisivas:

1. El área de contacto del tramo dedrenaje con el suelo se eleva –en el caso de un rectángulo conla relación de lados 3 : 1 en30%.

2. La ranura de drenaje puesta decanto cruza las capas imperme-ables que se encuentran encimade la base del tramo de drenaje.

3. No es necesario alinear cuidado-samente la base del tramo dedrenaje.

Una ranura en el suelo puesta decanto con Styromull es, por lo tanto,un medio adecuado para desviar elagua excedente de suelos mojadosa través de posibles capas imper-meables hacia abajo y, en el casode un desnivel suficiente y trechosno demasiado largos, también late-ralmente. Debido a esto las ranurasde drenaje con Styromull estánsituadas como elemento de cons-trucción característico a la altura delos elementos de drenaje comotubo de succión, tubo colector,placa de drenaje y zanja dederrame.

La importancia del drenaje de ranu-ras con Styromull se encuentracuando se quiere lograr con méto-dos sencillos un movimiento verticalde agua – aire – sobre todo en elcaso de suelos barrosos, en locali-zaciones oblicuas, en la viticultura yfruticultura y en áreas de césped.


35310 Julio 1997

StyroporT825

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® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Drenaje con Styromull®

BASF Plastics

En la explotación rural se puedeabrir el suelo con fuerza de tracción.Para abrir las ranuras en el sueloson apropiadas las subsoladoras otrépanos de perforar, arrastradospor tractores. Simultáneamente sellenan con Styromull las ranuras enel suelo, que alcanzan 50 hasta80 cm de profundidad. Con este finlos equipos se dotan de una tolvade alimentación con válvula de cie-rre y un tubo de caída para el Styro-mull que cae detrás del cuchillo enla ranura en el suelo.

Los suelos muy barrosos de algunasplantaciones de frutas y vid, que enparte están aún más compactadospor los vehículos, no siempre sepueden abrir con este método, yaque en los espacios angostos deestas plantaciones no pueden ingre-sar fuerzas tractoras tan grandes (excepto mediante tornos de cable).En estos casos las ranuras se pue-den cortar con una flojadora de rejabasculante, portada y accionada porun tractor de vía estrecha. Tambiénen este caso existe la posibilidad dellenar las ranuras de un ancho depor ej. 10 cm, con Styromull en lamisma pasada.

Las ranuras de drenaje con Styro-mull emplazadas en el subsuelo decésped por lo general se hacen muycercanas unas de otras – con sepa-raciones de 60 hasta 120 cm.

Una ranura en el suelo con Styro-mull que se diseña con un desnivel,no puede desembocar simplementeen un canal (cauce de desagüe); elrelleno con Styromull se vaciaría.

Para la conducción del agua de dre-naje se debe instalar en los puntosmás profundos de las ranuras dedrenaje un tubo de drenaje flexiblede aprox. 5 m de largo, envueltocon Styromull hasta aprox. 1 mantes de desembocar en el caucede drenaje. El agua de drenaje quese encuentra en el Styromull pasa alinterior del tubo de drenaje por orifi-cios de ingreso de agua en la pareddel tubo de drenaje. Es decir, en laparte más profunda de la ranura dedrenaje con Styromull se coloca untubo de drenaje flexible, y se esta-blece una buena afluencia de aguadel tramo de Styromull hacia el tubode drenaje usando abundanteStyromull. El extremo superior deltubo de drenaje se debe cerrar porsupuesto con un tapón. Para unancho de ranura de 10 cm y unaprofundidad de ranura de 60 cm senecesita aprox. 6 m3 de Styromullpor 100 m de largo de ranura.

2. Tubos de drenaje

Una adecuada permeabilidad delsuelo entre la capa humosa y la pro-fundidad de drenaje es uno de losrequisitos más importantes para elbuen funcionamiento del drenaje, enel caso del drenaje por tubos. Enlos lugares en los que la permeabili-dad del suelo – aún en algunoslugares – no es suficiente o faltatotalmente, el drenaje de tubostiene que quedar insuficiente o fallardel todo. En el caso de suelosimpermeables el procedimientoadecuado es el drenaje de ranurascon Styromull combinado, en el

caso de gran afluencia de agua, contubos de drenaje flexibles ó la insta-lación de planchas de drenaje pues-tas de canto en los canales de dre-naje al costado de los tubos de dre-naje.

Pero también en el caso de suelos,cuya permeabilidad es apenas sufi-ciente para el transporte de agua,se pueden dar fallos. Aquellos sec-tores del suelo, donde el flujo de lasaguas subterráneas se mueve haciael tubo de drenaje en un espaciocada vez más limitado, es decir enla vecindad del tubo de drenaje, sonlos más críticos. Especialmente enlos orificios de ingreso de agua enlas paredes del tubo los hilos decorriente de las aguas subterráneascorrientes están tan cercanos unosa otros, que se debe exigir una per-meabilidad al agua muy alta delsuelo. Esta permeabilidad incremen-tada se obtiene envolviendo el tubode admisión en Styromull. Paratubos de admisión con diámetrosnominales de 50 y 65 mm se nece-sitan, dependiendo del métodosegún el cual se aplica esta capa deStyromull, 1 a 3 m3 de Styromull por100 m de largo de tubo. Si se colo-can los tubos con ayuda de unarado de drenaje se puede dosificarmejor la cantidad necesaria deStyromull; el consumo es de 1 m3

de Styromull por 100 m de largo detubo. Al colocar los tubos en unazanja de drenaje abierta se necesi-tan, según la forma de trabajo, 2hasta 3 m3 de Styromull por 100 mde largo de tubo de admisión.

Observación



A A A

alimentación de Styromull

pozo de caída

subsoladora subsoladora con pozo de caída empalmado

abierto hacia tres lado 25 – 50 cm de largo 5 – 8 cm de ancho

corte A-A

Las áreas de césped a menudo seplantan en suelos barrosos quetienden a compactarse. El usoconstante por personas que transi-tan, acampan o juegan a menudocausa una compactación superficialdel suelo, que dificulta ó impidetotalmente el intercambio de aire enel suelo así como la evacuación deagua. La capa de césped se tornaincompleta, pierde resistencia y porlo tanto su capacidad de funciona-miento.

Se tienen que absorber las cargaspor compresión del suelo, que serepiten constantemente, de talmanera, que el suelo no se veademasiado compactado. En lapráctica se ha comprobado, queeste estado se puede lograr inclu-yendo Styromull en la capa superior.Se utilizan generalmente las siguien-tes añadiduras.

Suelos muy barrosos (barro, arcilla)

Debido a la insuficiente permeabili-dad al agua, limitaciones en lo quese refiere al intercambio de aire y lafuerte tendencia a compactar, esrecomendable agregar 20 – 40 l/m2

de Styromull.

Suelos semibarrosos (barro arenoso hasta barro)

Por la escasa permeabilidad al aguay la tendencia del suelo a compac-tar, es recomendable agregar20 – 25 % (en volumen) de Styro-mull.

Suelos ligeros (arena hasta arena barrosa)

Estos suelos son suficientementepermeables al agua. Un aligera-miento adicional disminuiría aúnmás la capacidad de almacena-miento de agua lo cual, duranteperíodos largos de sequía, causaríadaños en la capa de césped. Por lo

tanto, sólo se debe mezclar10 –15 % (en volumen) de Styromullen aquellas zonas del campo dejuego, en los que pueden produ-cirse compactaciones del suelodebido al uso frecuente.

Subsuelo

Si la naturaleza del subsuelo espoco permeable, se debe garantizarla descarga de agua excedentemediante ranuras de drenaje conStyromull, según el tipo del sub-suelo, con las distancias lateralescorrespondientes. Si además lamedia anual de precipitaciones esalta, es recomendable colocar tubosde drenaje flexibles de Vinoflex®

transversalmente a las ranuras dedrenaje.

Indicaciones para la aplicación

Después de nivelar el terreno seempieza, en caso necesario, conve-nientemente con la colocación delas ranuras de drenaje con Styro-mull, que deben alcanzar la profun-didad del tubo de drenaje. Secoloca el tubo de drenaje y lasranuras de drenaje se cubren conabundante Styromull.

Si debido a la calidad del suelo esnecesario bonificar la capa portantede césped (0 hasta 20 cm) se repar-ten, dependiendo de la barrosidaddel suelo, las cantidades necesariasde Styromull y se mezclan homogé-neamente. Fresas lentas son lasmás apropiadas para mezclar.

Un espesor de capa de 1 cm deStyromull sobre una superficie de100 m2, corresponde a 1 m3.

Si se desea empobrecer la capaportante de césped con 25 % deStyromull, se tiene que repartir 5 m3

de Styromull, es decir, una capa de5 cm de espesor. Si no se disponede fresas que trabajen a la profundi-dad correspondiente, se reparte pri-mero la mitad de la cantidad de


34535 Julio 1997

StyroporT830

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® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Areas de césped y construcción de campos deportivos con Styromull®

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Styromull, se fresa y luego se labrael área en la profundidad de 20 cm;luego se reparte la otra mitad delStyromull sobre el terreno y tambiénse fresa. Se deben tomar las medi-das correspondientes para lograr launión de la capa portante de cés-ped bonificada con el subsuelo.

Un área de césped de calidad espe-cialmente alta se obtiene, si seamortiguan los 5 a 10 cm superio-res del subsuelo con aprox. 30%(en volumen) de Styromull antes decolocar el suelo superior.

Por las diferencias excepcional-mente grandes que hay entre lossuelos, sólo se puede calcular elconsumo de Styromull para un casoelegido arbitrariamente. He aquí unejemplo para el cálculo:

Se trata de un caso difícil, de unárea de césped de 8 000 m2 desuperficie con un suelo barroso, quese debe mezclar hasta una profun-didad de 15 cm con 25 % (en volu-men) de Styromull y un subsuelopoco permeable que (antes de lacolocación de la tierra vegetal) debeser provisto de ranuras de drenajecon Styromull con una separaciónde 80 cm.

Se necesita:

a) para las ranuras de drenaje conStyromull para 10 000 m de largode ranurasy 0,30 m de altura de ranurasy 0,08 m de anchura de ranuras= 240 m3 de Styromull

b) para bonificar la tierra vegetal80 x 4 m3 = 320 m3 de Styromullen total 560 m3 de Styromullpara un área de 8000 m2. En

casos menos críticos con unsuelo suficientemente permeablese puede prescindir de las ranu-ras de drenaje con Styromull; elconsumo de Styromull para8000 m2 de área de césped esentonces aprox. 320 m3.

Para hacer una capa amortiguanteentre el subsuelo y la tierra vegetalse necesitarían adicionalmente 120hasta 240 m3 de Styromull.

Arreglo de áreas de césped existentes

En este caso se tiene que tratar decambiar la tierra vegetal y el sub-suelo de tal manera, que correspon-dan a las condiciones descritasreferentes a permeabilidad al agua yamortiguación. En lo posible esto sedebe llevar a cabo sin dañar mayor-mente el área de césped, para queéste esté disponible nuevamente lomás pronto posible.

En casos, en los que el suelo reciénempieza a mojarse y el césped aúncrece, se puede abrir el suelo conun equipo ranurador y rellenarsimultáneamente con Styromullhasta una profundidad de aprox.50 cm. Para 100 m de largo deranura se necesitan aprox. 5 m3 deStyromull. Las ranuras se puedencerrar inmediatamente después,pasando por encima con una ruedade la máquina utilizada.

Las áreas sin césped con suelocompactado se deben romper. Con-venientemente se aprovecha laoportunidad para hacer tambiénranuras de drenaje con Styromull enel subsuelo, lo que se puede llevar acabo utilizando una subsoladora

con suficiente profundidad a travésde la tierra vegetal abierta. A conti-nuación se vierte el Styromull, talcomo se describió anteriormente, yse mezcla con la tierra vegetal.

Para poder volver a utilizar el cés-ped rápidamente, las partes estro-peadas a menudo se completancon césped enrollado ó con tepesde césped. En este caso hay quetener en cuenta de no colocar estosmedios auxiliares simplementesobre un sustrato impermeable.También en estos casos el subsuelose debe ranurar y drenar llenandolas ranuras con Styromull.

Si las ranuras de drenaje con Styro-mull se instalan posteriormente porlo general se da el problema, queeste pequeño campo de drenaje notiene desagüe. Entonces se colocadebajo de las ranuras de drenaje untubo de drenaje flexible, que con-duce el excedente de agua hacia elborde del área de césped, o seconstruyen alguna evacuaciones deagua verticales que alcanzan lascapas más profundas que sí pue-den absorber el agua. Este tipo depozos secos se pueden construircon barrenadores de suelo y barrasde drenaje de Styropor®.

Observación



c

cc

a

db

a

Composición de las capas y esquema de drenaje de un área de césped

a) tierra vegetal c) ranuras de drenaje con Styromull b) subsuelo d) tubo de drenaje flexible

En la jardinería se utiliza Styromullmezclado con turba como sustratode propagación, como carga de tie-rras para jardinería o como mezclacon turba. Como sustrato de propa-gación se utiliza una mezcla queconsiste de 50% de Styromull y 50%de turba (en volumen), se agrega caly se fertiliza con 1 kg de abono com-pleto (por ej. Nitrophoska® azul) porm3. La adición de Styromull al sus-trato de propagación hace que lasplantas echen raíces de manera mássegura, fuerte y rápida, debido a lastemperaturas más altas, la mejoraireación e impidiendo que se moje.El cultivo posterior de los esquejescon raíces en una mezcla de tierra oturba con Styromull se puede pre-veer sobre todo para plantas que tie-nen altas exigencias en cuanto alcalentamiento y aireación del sus-trato. Según las experiencias que setienen hasta la fecha, es recomenda-ble agregar las siguientes cantidadesde Styromull* al sustrato de cultivo:

hasta 25 %para afelandra, asparagus plumo-sus, azalea, cineraria, ciclamen,erica gracilis, euforbia pulcherrima,ficus, fuchsia, gloxinia, primulaobconica, monstera, saintpaulia;

hasta 50%para adiantum, anturium scherzeria-num, bromelias epifíticas (por ej.vriesea), cypripedium;

hasta 75 %para orquídeas epifíticas.

Se mezcla el Styromull con la tierrade cultivo, con el sustrato de turba –en el caso de orquídeas con elspagnum. Los copos grandes deStyromull son especialmente apro-piados para cultivos que prefierenun sustrato grueso (por ej. anturias,bromelias epifíticas, orquídeas). Esmás rápido y más fácil mezclarStyromull con turba que con tierrasminerales. Los copos pequeños semezclan mejor que los grandes. Aladicionar Styromull se debe tener encuenta que este material no con-tiene ni absorbe las sustancias nutri-tivas para plantas. Al adicionar fertili-zantes de reserva a estos sustratosy al abonar luego las plantas cultiva-das en estos, las cantidades deabono se deben calcular sobre elvolumen total. Se han obtenido buenos resultados adicionando Triabon® o Basacote® al sustrato.

También es ventajosa la adición deStyromull a turba. Aquí los coposimpiden, sobre todo en el caso deriego mecanizado, que se mojeantes de tiempo. El tiempo de utili-dad de la turba se puede aumentara más del doble. Al adicionar Styromull, las plantas aprovechanasí mismo la buena protección tér-mica del material, especialmente enlos meses invernales. También se vedisminuida la velocidad de evapora-ción. Mediciones han demostradoque la adición de Styromull dismi-nuye especialmente el enfriamientonocturno claramente. En el campolibre en tierras compactas se agre-gan 1– 2 m3 de Styromull por área ala capa arable; para suelos areno-sos, permeables no es necesarioagregar Styromull.


34536 Julio 1997

StyroporT835

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® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Bonificación de suelos y jardinería paisajística conStyromull®

* en volumen

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Ya que el material es muy liviano, esrecomendable repartir los copos endías sin viento y mezclarlo inmedia-tamente después con la tierramediante un arado, una grada dediscos, un arado fresador ú otrosequipos que mezclen bien. Si eltiempo es ventoso ó borrascoso se debe arar inmediatamente elStyromull colocado en los surcos ó“apagarlo” por ej. con una soluciónal 10% de Nitrophoska azul extra;así permanece en el suelo como laturba húmeda. Si se tiene previstohacer un mullimiento profundo delsuelo, como puede ser necesario enel caso de plantaciones nuevas devid y frutas, es recomendable mez-clar las cantidades respectivas deStyromull a profundidad de des-fonde.

Las mejores épocas de aplicaciónpara áreas grandes son el otoño y elinvierno. Si el suelo necesita canti-dades mayores de Styromull parauna mejora eficaz, es convenientemezclarlo en dos o tres partes. Unaaplicación simplificada es posible sise reparte fertilizante de humusmezclado con Styromull. En estecaso, al incorporar regularmentehumus, se mezclan sólo pequeñascantidades de Styromull con elsuelo, pero estas se suman debidoa que el material no se descom-pone, lográndose así, en el trans-curso de los años, un esponja-miento duradero.

El Styromull es interesante principal-mente para la bonificación de sue-los en los que se quiere hacer culti-vos especiales y en los que proble-mas causados por el suelo tienenconsecuencias económicas durade-ras. Esto sucede en la viti- y fruticul-tura así como en la jardinería paisa-jística. A menudo se plantan cultivosde vid, y a veces también frutales,en suelos que tienden a compac-tarse, que no están suficientementeaireados y que son mojados. Al adi-cionar las cantidades correspon-dientes de Styromull se obtienenaún en suelos muy compactos ymojados estructuras grumosas y elsuelo se esponja, pudiendo espe-rarse un efecto de mullimiento dura-dero.

En la fruticultura se puede conside-rar para la aplicación de Styromullprincipalmente suelos con unaestructura desfavorable, en el cualel crecimiento de cultivos jóvenesno es satisfactorio. A menudo enestos casos se puede encontrarmanifestaciones de clorosis en losárboles. Además, el Styromull esapropiado para esponjar compacta-ciones causadas en el suelo por losequipos de trabajo.

Al ejecutar proyectos nuevos de jar-dinería paisajística hay otras posibili-dades de aplicación ventajosas paraStyromull. A menudo se debe plan-tar y sembrar en terrenos de cons-trucción compactados, que hansido solidificados por excavadoras,orugas pesadas y otros vehículosde carga. Este tipo de suelos sólose puede preparar para plantarinviertiendo mucho trabajo. El inelu-dible mullimiento del suelo se puedelograr con Styromull de forma mássencilla y rápida, así como tambiénde manera más duradera, que conlos métodos tradicionales de trabajodel suelo.

El buen efecto desmoronadizadordel suelo de Styromull se puedeapreciar también al plantar plantasperennes, bulbos y pinares, comoiris, lirios y coníferas, si se tiene queplantar en suelos compactos. Des-pués de agregar Styromull las plan-tas echan raíces en un tiempomucho más corto. Es especialmenteconveniente utilizar Styromull alplantar árboles que brindan sombraa caminos, campos de recreo y par-ques o espacios libres adoquina-dos. Generalmente en estos casosse planta el árbol en una “maceta” yse disminuye la ventilación de lasraíces tapando con piedras oasfalto. Adicionando Styromull (20 a30% [en volumen] a la tierra de cul-tivo) se puede lograr en estos casosuna ventilación duradera del suelo.

Observación



Compostar consiste en transformarlos desechos orgánicos en elvalioso humus, que se puede utilizaren vez de turba como agente debonificación del suelo. La transfor-mación es llevada a cabo por losmismos microorganismos quetransforman los restos de plantasen el suelo. Se trata de bacterias,actinomiceos así como hongos yanimales pequeños, como cochini-llas de humedad, ácaros y gusanosde todo tipo. Los animales rinden eltrabajo previo, desmenuzando losdesechos, mientras que los micro-organismos se encargan del pro-ceso de descomposición y transfor-mación propiamente dicho.

Es una condición previa para la for-mación rápida de humus casiinodoro la presencia suficiente demicroorganismos aerobios, es decirque necesitan oxígeno. En casocontrario pueden prevalecer losorganismos anaerobios, de putre-facción, lo cual puede llevar a fuer-tes molestias por los olores.

Por este motivo, para una buenadescomposición es de importanciadecisiva la óptima aereación de losdesechos, además de suficientehumedad, un valor pH adecuado asícomo una relación carbono : nitró-geno ventajosa.

Invirtiendo mucho trabajo se puedeejercer una influencia positiva sobrela aireación del material de compos-taje al momento de apilarlo: se debealternar material mojado y seco,grueso y fino, pobre en nitrógeno yrico en nitrógeno. Si se sigue todasestas recomendaciones al apilar losdesechos, debido a la presencia deabundante oxígeno, los microorga-nismos se multiplican rápidamente yel compost se forma de manerarelativamente rápida. En cortotiempo, a partir de pocos gérme-nes, por división celular rápida seforman miles de millones de micro-organismos, cuya prodigiosa activi-

dad durante el proceso de transfor-mación a compost puede llegar aproducir temperaturas de 60 – 70 °Cdentro del montón de desechos.Este efecto es deseable, porque deesta manera no sólo coagulan lasalbúminas, sino al mismo tiemposon destruidos númerosos agentespatógenos y semillas de malas hier-bas. Las altas temperaturas que seobtienen favorecen por lo tanto lahigienización del compost.

A medida que la descomposiciónde las sustancias orgánicas avanza,el material de compostaje seasienta, desmejorándose automáti-camente las condiciones de vida delos microorganismos aerobios.Ahora se ven favorecidas las bacte-rias de putrefacción anaerobias, locual se nota por las crecientesmolestias por olor.

Se puede evitar esto, removiendocontinuamente el material, es decir,aireando los desechos que se estándescomponiendo. Es más sencillo ymenos trabajoso introducir desdeun principio materiales inertes, quecasi no absorben agua y contienenaire, como por ej. Styromull, quegarantiza el esponjamiento duraderodel material en descomposición.

Debido a sus propiedades – no sedescompone – el Styromull, unmaterial expandido de poliestireno,es especialmente apropiado comoagente auxiliar de compostaje. Seproduce moliendo desechos deespuma rígida de Styropor o emba-lajes usados de Styropor. Aprox. el60% de las partículas deben tenerun tamaño de grano de 6 –12 mm.

Dependiendo del contenido dehumedad se mezclan entre 15 y25 % (en volumen) de Styromullhomogéneamente con la masa decompostaje. A través de estamedida se asegura, con un mínimode trabajo adicional, una aireaciónconstante o bien considerablemente


27493 Julio 1997

StyroporT840

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® = Marca registrada de la BASF Aktiengesellschaft Styromull® como agente auxiliar para la elaboraciónde compost

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más larga del material que se va adescomponer; la mayor actividad delos microorganismos garantiza latransformación más rápida y com-pleta en el valioso humus. Adicio-nalmente – como efecto secundario– se miniminiza la formación de jugode filtración y que bajo ciertas cir-cunstancias puede ser un problemapara el suelo.

Por la adición de Styromull en unespacio de tiempo mensurable sedispone de un agente para mejorarel suelo casi inodoro e higiénico.

Resumen

A partir de desechos biológicos,material segado o desechos verdesde parques públicos o jardines pri-vados es posible elaborar compostsin problemas y en corto tiempoagregando aprox. 20% (en volu-men) de Styromull, obteniéndose unvalioso agente para mejorar elsuelo. Durante la descomposiciónsólo se producen emisiones de olo-res y jugos de filtración en menorcantidad.

Para la producción de Styromull sepuede utilizar espuma rígida inclusomuy sucia, como por ej. cajas depescado. Los embalajes de espumarígida que se tiene en el hogar sepueden triturar a mano o con lapicadora de desechos de huerta yse puede utilizar para hacer com-post en el propio jardín.

Observación



Fig. 1Mezcla del com-post con Styro-mull® en un silo-almiar (parte deStyromull15 – 25 %)

70

60

50

40

30

20 12. 20. 28. 5. 13. 21.

julioDatum agosto setiembre

29. 6. 14. 22.

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Fig. 2 Curvade temperaturaen un silo-almiarde compost

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