Espuma en aerosol
 | Este artículo sobre las ventajas y desventajas de un producto comercial puede estar desequilibrado hacia ciertos puntos de vista . ( Agosto de 2016 ) |
La espuma en aerosol es un producto químico creado por dos materiales, isocianato y resina de poliol , que reaccionan cuando se mezclan entre sí y se expanden hasta 30-60 veces su volumen de líquido después de que se rocían en su lugar. Esta expansión lo hace útil como material de embalaje especial que se adapta a la forma del producto que se está embalando y produce un alto valor de aislamiento térmico prácticamente sin infiltración de aire.
Historia
A Otto Bayer (1902-1982) se le atribuye la invención del poliuretano en 1937. Logró sintetizar la espuma de poliuretano al explorar su idea básica de que la mezcla de pequeños volúmenes de sustancias químicas podría crear materiales de espuma seca. [1]
El poliuretano se desarrolló aún más para diferentes aplicaciones, que van desde suelas de zapatos y cojines hasta usos industriales. En la década de 1940 se aplicó espuma rígida a los aviones, [2] y en 1979 se comenzó a utilizar el poliuretano como aislamiento de edificios. [3]
Propiedades
Resistencia termica
El valor R es el término dado a la resistencia térmica al flujo de calor. Cuanto mayor sea el valor R de un producto aislante, más efectivas serán las propiedades aislantes. La espuma de poliuretano en aerosol se presenta en una variedad de densidades y estructura celular. Las espumas de baja densidad se denominan SPF de celda abierta, mientras que las espumas de mayor densidad se denominan espuma de celda cerrada. La espuma de poliuretano de 1.8-2 libras tiene el valor R más alto de aislamiento de espuma en aerosol fácilmente disponible que se usa en hogares y edificios. [4]
El poliuretano es un material aislante de espuma de celda cerrada que inicialmente contiene un gas de baja conductividad en sus celdas. [5] Como resultado de la alta resistencia térmica del gas, el aislamiento de poliuretano en aerosol generalmente tiene un valor R inicial alrededor de R-3.4 a R-6.7 por pulgada. [5] En comparación, la lana de vidrio normalmente tiene un valor R de solo R-3 a R-4 por pulgada. [6]
El aislamiento de espuma bloquea las tres formas de transferencia de calor:
- Transferencia de calor conductiva
- El flujo de energía térmica a través de una sustancia desde una región de temperatura más alta a una más baja. Los plásticos termoendurecibles de espuma reducen la transferencia de calor por conducción debido en parte a que tienen enlaces moleculares muy sueltos; Además, las celdas de la espuma en aerosol instalada se llenan con aire en el caso de espuma de celda abierta o HFC ( 365mfc , 227ea , 245fa ) o H (C) FO ( 1336mzz (Z), 1233zd (E)) en celda cerrada espuma.
- Transferencia de calor radiante
- El proceso por el cual la energía térmica en forma de luz (generalmente IR, a menos que el sustrato esté lo suficientemente caliente como para brillar en el rango visible) es emitida con más fuerza por superficies cálidas y absorbida por otros materiales, especialmente aquellos de baja reflectividad IR (piense en el acabado negro mate ). La transferencia de calor radiante no requiere un medio. Los materiales de aislamiento de espuma, como el aislamiento de espuma en aerosol, son opacos a la radiación térmica, como la mayoría de los materiales sólidos.
- Transferencia de calor por convección
- Calor que se crea en otro lugar que se transporta mediante un fluido, como el agua o en nuestro caso el aire. El atributo más importante del aislamiento de espuma en aerosol es la capacidad de sellar al aire creando un sobre hermético personalizado dentro de la estructura del edificio. El beneficio adicional del sellado de aire es la capacidad de bloquear la transferencia de calor por convección del interior al exterior durante los meses de calefacción y viceversa durante los meses de enfriamiento, ya que el calor no puede escapar a través de los huecos en la envolvente del edificio sin la ayuda del movimiento de aire de la infiltración como medio. de transporte.
Aplicaciones
Aplicaciones de empaque
La espuma en aerosol es un material de embalaje muy especializado, que a menudo se requiere para su uso en el envío de artículos frágiles valiosos . Los principios de embalaje de ingeniería están diseñados para proteger esculturas, jarrones, fósiles grandes, bases de lámparas, bustos, computadoras, muebles, candelabros y otros objetos de formas inusuales. Gracias a que la espuma líquida se expande hasta 30-60 veces el volumen de su estado líquido, protege eficazmente casi cualquier tamaño, forma y peso.
El ajuste personalizado de los moldes, superior e inferior, amortigua el objeto de forma segura y uniforme. Hay muchos tipos de materiales alternativos que se pueden utilizar para satisfacer necesidades más específicas.
Aplicaciones de construcción
El aislamiento de espuma en aerosol o la espuma de poliuretano en aerosol (SPF) es una alternativa al aislamiento tradicional para edificios, como la fibra de vidrio . Una mezcla de dos componentes compuesta de isocianato y resina de poliol se junta en la punta de una pistola y forma una espuma expansiva que se rocía sobre tejas, losas de concreto, cavidades de paredes o agujeros perforados en una cavidad de un acabado. pared.
"Espuma en aerosol" es también un término informal que se utiliza para referirse a varios materiales de espuma plástica que se utilizan en la construcción de edificios para proporcionar aislamiento térmico y minimizar la infiltración de aire . El poliuretano y el poliisocianurato son dos tipos de espuma que se utilizan en esta aplicación.
Tipos
El aislamiento de espuma de poliuretano en aerosol (SPF) se puede clasificar en dos tipos diferentes: aislamiento de espuma en aerosol de celda abierta de densidad ligera y aislamiento de espuma en aerosol de celda cerrada de densidad media. Ambos tipos de SPF son plásticos celulares termoendurecibles que comprenden millones de células pequeñas. [7]
El aislamiento de celda abierta se puede aplastar en la mano y tiene un valor de aislamiento más bajo. La celda cerrada es rígida al tacto y cada celda de aire está completamente sellada. Si bien la espuma de celda cerrada tiene un valor R más alto, su compra es más costosa. [8]
Espuma en aerosol de celda cerrada de densidad media (ccSPF)
El aislamiento de espuma de celda cerrada de densidad media a menudo se denomina espuma de dos libras (2 libras). Es un material aislante rígido con un valor R de resistencia térmica a largo plazo (LTTR) que varía entre 5.1 y 6 por pulgada [9] Cuando se instala el espesor mínimo requerido de 50 mm, ccSPF es tanto una barrera de vapor como una barrera de aire. .
En Canadá, el Código Nacional de Construcción hace referencia a dos estándares que se aplican a la fabricación e instalación de ccSPF: el Estándar de Materiales CAN / ULC S705.1 y el Estándar de Aplicación Nacional CAN / ULC S705.2. El estándar de instalación requiere que todos los instaladores de ccSPF en Canadá tengan licencia y porten una tarjeta de identificación con fotografía. [10]
Por lo general, el color natural de la espuma es el amarillo; sin embargo, en Canadá, todos los ccSPF que tienen listados CCMC deben tener un color único para la identificación de campo. [11]
Espuma en aerosol de celda abierta de densidad ligera (ocSPF)
El SPF de celda abierta de densidad ligera se conoce comúnmente como espuma de media libra. Es un material semirrígido con apariencia de esponja que se expande durante la instalación y crea pequeñas celdas abiertas que se llenan de dióxido de carbono. Debido a su capacidad para expandirse durante el proceso de aplicación, llena grietas, hendiduras y huecos y se adhiere a superficies o sustratos irregulares para formar un aislamiento de sellado de aire. [12]
Si bien el valor R variará, la mayoría de los productos ocSPF tienen un valor R de alrededor de 3.8 por pulgada. A diferencia del SPF de celda cerrada de densidad media, el ocSPF no es una barrera de vapor. Cuando se instala a 5.5 pulgadas o más, ocSPF actúa como una barrera de aire. A menudo se usa para paredes interiores porque proporciona reducción de sonido al bloquear y absorber las fugas de aire. Por lo general, solo se recomienda para aplicaciones en interiores.
Métodos de aplicación
Asia
Un tipo de uso bastante familiar en los países del sudeste asiático es aplicar la espuma rociándola contra el fondo de las tejas a alta presión con una pistola rociadora. Luego se crea una capa dura pero flexible de espuma rígida que sella todas las baldosas entre sí y a la estructura de acero.
Este método de pulverización, especialmente popular en Tailandia, se utiliza no solo contra fugas importantes, sino que también ayuda como aislamiento contra el enorme calor al que se enfrentan constantemente los techos.
Este calor tropical es una causa de que la estructura de acero, sobre la que se construyen la mayoría de los techos en esa parte del mundo, se expande y contrae todo el tiempo. Al hacerlo, la estructura de acero hace que las tejas se desprendan y lentamente crea pequeñas aberturas entre las tejas, a través de las cuales puede correr el agua de lluvia, creando fugas que pueden causar mucho daño a los techos enlucidos y al cableado eléctrico.
Europa
Unas 150.000 propiedades se han tratado con aislamiento de espuma de poliuretano en el Reino Unido. Hay sistemas que cuentan con la aprobación del British Board of Agreement para su uso en aplicaciones de construcción nuevas y existentes y pueden demostrar el cumplimiento de las regulaciones de construcción.
Norteamérica
El Código Nacional de Construcción de Canadá hace referencia a la Norma de Aplicación Nacional CAN / ULC S705.2 que debe seguirse durante todas las instalaciones de espuma de poliuretano de celda cerrada de densidad media de 2 libras. Todo instalador de espuma aplicada por aspersión de densidad media que cumpla con CAN / ULC-S705.1 debe tener licencia para rociar espuma y tener una identificación con foto válida emitida por su proveedor del Programa de Garantía de Calidad (QAP) que demuestre que su licencia está en regla.
Estados Unidos se ha adaptado al uso de aislamiento de espuma en aerosol y una nueva tecnología llamada Inyección de pared para modernizar la construcción de la pared existente mediante la perforación de pequeños orificios entre los montantes de la pared en los marcos de las estructuras y llenando el vacío con una espuma expansiva a base de agua menos agresiva. Esto permite a los propietarios de viviendas y negocios existentes conservar energía mediante la creación de una envolvente térmica en su estructura existente.
Beneficios
El aislamiento de espuma en aerosol, al igual que otros aislamientos, ahorra costos de energía y reduce las facturas de servicios públicos. Los estudios del Departamento de Energía de EE. UU. Muestran que el 40% de la energía de una casa se pierde como resultado de la infiltración de aire a través de paredes, ventanas y puertas. Los edificios tratados con aislamiento de espuma en aerosol aíslan hasta un 50% mejor que los productos de aislamiento tradicionales.
Aislamiento correctamente desplegado puede ser parte de un sistema diseñado para proteger contra la humedad , lo que ofrece la ventaja de reducir el riesgo de dañina molde , el moho y la descomposición de la madera.
Además del control de la temperatura y la humedad del edificio , el aislamiento de espuma en aerosol se usa a menudo para reducir el ruido. El aislamiento de espuma sirve como barrera contra los sonidos transmitidos por el aire y reduce la transferencia de sonido transmitido por el aire a través del techo, el piso y las paredes de un edificio en comparación con una estructura sin aislamiento. [13]
En los Estados Unidos, las casas tratadas con aislamiento de espuma en aerosol a menudo califican para deducciones de impuestos estatales y federales. [14]
El aislamiento de todo tipo detiene una gran cantidad de pérdida de energía. Algunos tipos, incluidas las espumas en aerosol, también sellan las fugas de aire. El aislamiento también puede ahorrar energía en climas cálidos al reducir el uso de aire acondicionado.
Impacto climático del agente espumante
La mayor parte de la espuma en aerosol de celda cerrada se forma ahora utilizando agentes espumantes de hidrofluorocarbonos (HFC) que tienen un alto potencial de calentamiento global , compensando parcial o completamente los beneficios climáticos de los ahorros de energía que pueden ofrecer. En los Estados Unidos, está programado que los HFC se eliminen gradualmente para enero de 2021. Algunos proveedores de espumas en aerosol han comenzado a suministrar espuma en aerosol soplada con agentes espumantes de hidrofluoroolefina (HFO) sin este problema a principios de 2017. [15]
Efectos en la salud
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El aislamiento de espuma en aerosol generalmente no es tóxico solo después de que se ha curado. Durante el curado, la espuma en aerosol emite un gas que causa visión borrosa y dificultad para respirar. Se recomienda el uso de protección respiratoria y facial completa mientras se aplica el producto.
Los isocianatos son potentes irritantes para los ojos y el tracto gastrointestinal y respiratorio. El contacto directo de la piel con isocianatos también puede causar una inflamación marcada. Algunas personas dicen que sienten que tienen arena en los ojos al inicio de los problemas. A algunos les sale un sarpullido en los brazos, el pecho y el cuello.
La sobreexposición a isocianatos puede sensibilizar a los trabajadores, haciéndolos sujetos a ataques de asma si se exponen nuevamente. La irritación respiratoria puede progresar a una bronquitis química. Las exposiciones adicionales pueden facilitar el inicio con menos isocianato necesario para iniciar el ataque.
También se han notificado casos esporádicos de neumonitis por hipersensibilidad (HP) en trabajadores expuestos a isocianatos. Los síntomas pueden parecerse a los de la gripe, con fiebre, dolores musculares y dolores de cabeza. Otros síntomas pueden incluir tos seca, opresión en el pecho y dificultad para respirar. Las personas con HP crónica a menudo experimentan progresivamente más dificultad para respirar, fatiga y pérdida de peso. Los individuos con HP aguda suelen desarrollar síntomas 4 a 6 horas después de la exposición. [4]
Ver también
- Materiales aislantes para edificios
- Aislamiento (lista de material aislante)
- Valor R (aislamiento)
Referencias
- ^ AG, Bayer. "Otto Bayer - personalidades importantes de la historia de Bayer" . www.bayer.com . Consultado el 3 de agosto de 2016 .
- ^ Seymour, Raymond B .; Kauffman, George B. (1992). "Poliuretanos: una clase de materiales versátiles modernos". J. Chem. Educ. 69 (11): 909. Código Bibliográfico : 1992JChEd..69..909S . doi : 10.1021 / ed069p909 .
- ^ "Poliuretanos en la línea de tiempo de poliuretanos" . Poliuretanos . Consultado el 3 de agosto de 2016 .
- ^ a b Alternativas de aislamiento: aislamiento de espuma pulverizada
- ^ a b Materiales de aislamiento de poliuretano
- ^ Valores de aislamiento para materiales seleccionados
- ^ Manual del programa de capacitación para instaladores de aislamiento de poliuretano rígido aplicado con aerosol . CUFCA. 1 de octubre de 2014. p. 5.
- ^ "La espuma en aerosol de celda cerrada encabeza las opciones de aislamiento del hogar" . Gaceta de Montreal . Consultado el 29 de enero de 2013 .
- ^ "Documentos técnicos | CUFCA" . www.cufca.ca . Consultado el 3 de agosto de 2016 .
- ^ "¿Qué espuma pido? / ¿Cómo sé si recibí lo que pedí? | CUFCA" . cufca.ca . Consultado el 3 de agosto de 2016 .
- ^ "Registro CMC de evaluaciones de productos de construcción" . Consejo Nacional de Investigación de Canadá . 27 de marzo de 2015 . Consultado el 3 de agosto de 2016 .
- ^ Manual de entrenamiento de celda abierta semirrígida de baja densidad . Canadá: CUFCA. 2014. p. 3.
- ^ Beneficios del aislamiento de espuma en aerosol
- ^ Créditos fiscales federales para la eficiencia energética del consumidor
- ^ Gibson, Scott (9 de febrero de 2017). "Espumas en aerosol de próxima generación se filtran en el mercado" . Asesor de Edificación Ecológica . The Taunton Press, Inc. Consultado el 4 de enero de 2021 .
enlaces externos
- Khazabi, Mustafa (23 de julio de 2015). "Investigación de aislamiento de espuma en aerosol de biopoliol midificado con fibras naturales" (PDF) . Universidad de Toronto . Consultado el 4 de enero de 2021 .
- Materiales de construcción
- Materiales aislantes para edificios
- Edificio sustentable
- Protección térmica
- Conservación de energía
- Transferencia de calor
- embalaje
