20 de abril de 2011

Plásticos, un impulso para la construcción


La industria plástica acompaña al sector de la construcción en los desarrollos tecnológicos necesarios para su progreso. Ahora que se espera una reactivación mundial de la construcción, el plástico será noticia.

No ha habido prácticamente ningún sector industrial que se haya visto tan afectado por la crisis económica de 2009 como la construcción. La venta de tubos, perfiles y placas ha caído drásticamente: Tanto los fabricantes de productos semiacabados y transformadores como los constructores de maquinaria tuvieron importantes problemas desde finales del año 2008, aplicaron reducciones de jornada y en parte incluso redujeron capacidades. Sin embargo, en 2010, año de realización de la feria K, los fabricantes de tubos, perfiles, placas y materiales aislantes esperan una revitalización de su negocio.

La situación actual de mercado es difícil de estimar. Aunque resulta complicado conocer las cifras exactas, parece que a mediados de 2009 la crisis tocó fondo y que, desde entonces, el mercado se ha estabilizado en un nivel bajo. Si se toma como indicador el mercado estadounidense, donde el mercado de la vivienda se hundió completamente en 2007 y 2008, incluso parece que puede esperarse un ligero impulso para el plástico en la construcción. Esta estimación se basa en un estudio publicado a principios de 2010 por la firma de investigación de mercado Freedonia Group (Cleveland, OH, EE.UU.). La recuperación del mercado podría impulsar especialmente productos como revestimientos, tubos, ventanas, puertas, listones decorativos, vallas y revestimientos para suelos.

Según esta institución, el crecimiento mundial en el sector de la construcción en los años 2008 a 2013 con una media del 2,9 % anual quedará bastante por debajo del crecimiento de los años 2003 a 2008, ya que la media durante los mismos fue del 7%. Solamente en los aislamientos, con una media del 3,8% para los años a 2013, la caída del crecimiento no será tan grande como en los cinco años anteriores, que fue del 4,4%.

Para la fabricación de placas XPS han demostrado su eficacia las combinaciones de instalaciones de dos extrusores, como ésta de un extrusor de dos husillos y uno monohusillo.Foto: KraussMaffei Berstorff
Si se toma en consideración la situación del mercado de los diferentes productos, llama la atención que el negocio de los perfiles ha caído mucho más que el negocio de tubos, y estos dos han ido mucho peor que el negocio de las placas para aislamientos. Teniendo en cuenta la escasez de recursos y la creciente concienciación respecto a la energía, así como muchos programas de subvenciones estatales para medidas de aislamiento térmico, es lógico que se vendan especialmente las placas espumadas. Para la fabricación de las llamadas placas XPS (poliestireno extruido) han demostrado su eficacia las combinaciones de instalaciones con dos extrusores. Mientras que el primer extrusor se encarga de la fusión y homogeneización, el segundo actúa como extrusor enfriador. KraussMaffei Berstorff, de Múnich/Hannover, ofrece para ello una combinación de un extrusor de dos husillos y uno monohusillo. Con las instalaciones Schaumtandex pueden fabricarse también placas termoaislantes que se espuman con CO2 en lugar de CFCs. Este método se impone cada vez más por ser ecológico.

El fuerte hundimiento del mercado de perfiles – los expertos del sector hablan de retrocesos de hasta el 70% para el año 2009 – tiene dos motivos principales: al contrario que el sector de tubos, que está representado con sus productos en muchas áreas de aplicación, el sector de perfiles depende mucho de un producto, los perfiles principales para ventanas. Cuando baja la demanda de éste, como ahora con la crisis, los extrusores de perfiles no tienen casi posibilidades de compensar el retroceso con otro producto.

El PVC sigue siendo el material preferido

Después de largas y en parte muy polémicas discusiones sobre el PVC, este material no sólo pudo establecerse para la fabricación de perfiles, sino también rehabilitarse. Una gran parte de la mejora de la imagen del PVC se debe a Bonner Arbeitsgemeinschaft PVC und Umwelt e.V. (AgPU). AgPU ha demostrado a través de proyectos muy diversos que el PVC es reciclable: En Alemania se recogen y reciclan cerca de 80% de todas las ventanas antiguas, gracias a Rewindo, la agrupación de los principales fabricantes alemanes de perfiles de plástico. Según Werner Preusker, director de AgPu, unas 70 empresas viven del reciclaje de PVC. Este enfoque integral abre nuevas oportunidades de futuro para la industria del PVC y las aplicaciones de dicho material en la construcción, tanto en Alemania como en Europa.

En total, los fabricantes europeos de perfiles para ventanas elaboraron en 2008 más de 1,6 millones t de PVC y con más de 20.000 trabajadores, obtuvieron unas ventas de más de 4.000 millones de euros. Entre los nuevos desarrollos del sector se incluyen perfiles de colores, perfiles con más de cinco cámaras y profundidades de montaje de más de 80 mm, así como perfiles con capa interior reciclada. Mientras que en Europa del Este la demanda principal es de ventanas estándar blancas, en Europa Occidental aumenta considerablemente la demanda de perfiles de color. Especialmente para las zonas climáticas cálidas, Renolit AG de Worms desarrolló la Solar Shield Technology (SST). Esta innovadora tecnología aprovecha el comportamiento de reflexión de los pigmentos colorantes para rechazar la radiación térmica y hace que los perfiles forrados con hoja plástica incluso con temperaturas superiores a 70 º C no alcancen su límite de estabilidad máxima

Los perfiles para ventanas de colores están de moda. Foto: Profine
Las elevadas exigencias de ahorro de energía en Europa Occidental y principalmente en Alemania impulsan la demanda de perfiles principales para ventanas con seis y más cámaras y profundidades de montaje de más de 80 mm. Este tipo de perfiles se usan principalmente en casas pasivas. Con un nuevo perfil para ventanas que contiene una capa interior de material reciclado en un 50%, profine GMBH de Berlín, realiza su contribución activa respecto a la protección medioambiental. Este perfil es un producto valioso comparable a cualquier otro de fabricación corriente.

A pesar de la gran aceptación de los perfiles de PVC, el último año y medio ha estado marcado por la fuerte recesión, lo que ha tenido como consecuencia una fuerte caída de las ventas para los constructores de instalaciones de extrusión. Wolfgang Studener, desde hace muchos años director de Battenfeld Extrusionstechnik GmbH, de Bad Oeynhausen, predijo en 2008 la orientación de su sector en el marco de una entrevista: "A medio plazo esperamos que se produzca una gran necesidad de inversión en la construcción de vivienda, ya que el parque de vivienda antigua, tanto casas como pisos, tiene que modernizarse debido a los crecientes costes energéticos. Por lo tanto, los constructores de máquinas deben mantener un alto nivel para estar bien preparados". Este objetivo se ve favorecido también por las fusiones y cooperaciones estratégicas del sector. Por ejemplo, HTI AG reunió a mediados de 2009 a las empresas austriacas Theysohn, Technoplast y Topf para la extrusión de alta tecnología para el sector de PVC. KraussMaffei Berstorff y Greiner Extrusion GmbH, de Nußbach, así como Cincinnati Extrusion GmbH de Viena, Austria y Gruber & Co. Group GmbH, de Pettenbach, también en Austria, cooperaron en el campo de la extrusión de perfiles y conjuntamente ofrecen instalaciones completas. Cincinnati y Gruber presentaron en 2008 una instalación de alto rendimiento con herramienta de doble ramal, que en la fabricación de un perfil de 5 cámaras superó la marca de 1.000 kg/h. Las instalaciones completas proporcionan normalmente al cliente una solución de máquinas adaptadas entre sí con una buena relación precio/rendimiento, de un único proveedor. Battenfeld Extrusionstechnik se ha especializado en líneas completas, que además ofrece líneas estandarizadas a un precio especialmente atractivo para diferentes aplicaciones del sector de perfiles: winBEX para perfiles de ventanas, techBEX para perfiles técnicos y miniBEX para perfiles pequeños.

El mercado de perfiles de WPC sigue creciendo
Además, existen perfeccionamientos y potenciales de crecimiento importantes para los Wood-Plastics-Composites (WPC), los materiales compuestos de plástico y fibras de madera. Según la información de nova-Institut GmbH de Hürth, estos productos alternativos tienen un volumen de ventas creciente incluso en tiempo de crisis. Actualmente se han producido ya en todo el mundo más de 1,5 millones de t de WPC, principalmente en Norteamérica (aprox. 1 millón de t), China (200.000 t), Europa (170.000 t) y Japón (100.000 t). También Ulrich Reifenhäuser, Director General de Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik, de Troisdorf, cree que el interés por los "productos casi de madera" es muy grande. Especialmente en Alemania, Europa del Este y Rusia hay mucha demanda de WPC's, aunque actualmente este gran interés no se ha visto reflejado todavía en una gran cantidad de pedidos de máquinas.

Mientras que en Estados Unidos los WPC se utilizan principalmente como productos de construcción para cercado, vallado y chapado, en Europa se usan también en la industria de automoción, así como en otros sectores. Pero también en este caso el producto principal son las tablas para pisos, que son especialmente apreciadas en exterior – en terrazas y lugares públicos – debido a que no necesitan mantenimiento y la resistencia a la intemperie, como alternativa a las maderas tropicales. El volumen de ventas de los denominados perfiles para empavesamiento aumenta anualmente en dos dígitos. Un ejemplo de un revestimiento para suelos de WPC es el sistema para terrazas premium Relazzo desarrollado por Rehau GmbH, para el que el fabricante de perfiles ha desarrollado también el compuesto. Un producto totalmente nuevo de WPC fue lanzado al mercado por Tech-Wood International Ltd. de Kent (GB), llamado simply housing. Se trata de un sistema modular para la construcción fácil y rápida de casas completas de perfiles de plástico reforzados con fibras de madera.

Por ejemplo, especialmente para la fabricación de perfiles de WPC, Battenfeld-Cincinnati ofrece su serie de extrusores cónicos de husillo doble Fiberex con equipo posterior adaptado. Reifenhäuser presentó recientemente una línea de extrusión directa BiTrudex con una combinación de extrusor monohusillo y uno de doble husillo en marcha contraria, que alcanza una velocidad de extracción de 2 m/min. Un concepto de máquina totalmente nuevo, idóneo también para la elaboración de compuestos de WPC, entre otras cosas, ha sido desarrollado por la empresa austriaca MAS Maschinen und Anlagenbau Schulz GmbH de Pucking. El nuevo Conical Technology Extruder es un extrusor cónico de marcha sincrónica, que combina las ventajas de ambas tecnologías de maquinaria.

En los tubos, el estándar es el material multicapa
En todo el mundo, durante 2008 se elaboraron 16 millones de t de plásticos para fabricar tubos. También aquí es la materia prima preferida, con una proporción en torno a un 65% de PVC, seguido por el PE y el PP. Con un incremento de los costes de materias primas y de energía, así como requisitos cada vez mayores para la funcionalidad de los tubos, según Battenfeld-Cincinnati tienen cada vez más demanda los tubos multicapa. Aproximadamente la mitad de todas las líneas de extrusión de tubos de Bad Oeynhausen se ha diseñado para tubos multicapa. Por ejemplo, los tubos multicapa típicos son los tubos de presión de HDPE con capa protectora exterior de PP contra golpes e impactos, tubos de PEX con capa de EVOH interior como barrera de oxígeno, tubos de descarga de PP con capa intermedia espumada para insonorización y reducción de peso, así como tubos protectores de cables de HDPE con capa interior de silicona como ayuda de deslizamiento. Debido a su gran funcionalidad, así como su adaptabilidad a la tarea respectiva, los tubos de plástico conquistan desde hace años nuevos campos de aplicación y reemplazan cada vez más en el mercado a los tubos metálicos corrientes.

Los tubos de tres capas de PP-R con capa intermedia reforzada con fibra de vidrio pueden reemplazar a los tubos de calefacción y sanitarios corrientes para el transporte de agua fría y caliente: convencen por su rigidez y módulo E especialmente altos. Foto: Battenfeld-Cincinnati
Los proveedores de instalaciones de extrusión de tubos conceden gran importancia a satisfacer siempre los requisitos cambiantes y tener preparados los equipos adecuados para los nuevos productos y materiales para sus perfeccionamientos. Por otra parte, tienen también en cuenta el deseo de lograr líneas de alto rendimiento y que ahorren energía, para poder ofrecer a sus clientes soluciones especialmente económicas. Entre los proyectos más recientes de la empresa KraussMaffei Berstorff se incluye una línea de extrusión para tubos multicapa de PP para la construcción de pozos, así como una instalación completa para la fabricación continua de tubos de PUR envueltos en espuma para el transporte de medios fríos o calientes.Battenfeld-Cincinnati presentó recientemente una solución de extrusión a la medida para tubos de 3 capas de PP-R reforzados con fibra de vidrio con variante de extrusión especial de su serie Talos.

El enfriamiento del producto semiacabado supone a menudo un límite para el rendimiento en la fabricación de tubos. Por lo tanto, los constructores de máquinas han desarrollado últimamente sistemas de enfriamiento especiales. Cincinnati Extrusion lanzó en 2008 su sistema KryoSys al mercado – un concepto de líneas con el que puede reducirse a la mitad el tramo de enfriamiento o duplicarse el rendimiento. El componente principal es un cabezal de tubo KryoS, que enfría la masa fundida ya en la herramienta y de este modo no sólo permite un aumento del rendimiento, sino que también evita el efecto de hundimiento. También Battenfeld-Cincinnati, con el nuevo sistema de enfriamiento interno Efficient Air Cooling (EAC) desarrolló una solución para aumentar el rendimiento de producción con una mejora simultánea de la calidad del tubo.

K 2010, la principal feria mundial de la industria de los plásticos, ofrecerá del 27 de octubre al 3 de noviembre en Düsseldorf una visión panorámica completa sobre la producción de tubos, perfiles, placas y materiales aislantes de plástico para su uso en la construcción. Allí podrán verse novedades en los materiales de plástico optimizados para la aplicación, para una mayor eficiencia energética, máquinas de producción como extrusores, instalaciones de espumado y equipos posteriores, así como la técnica de herramientas completa para la extrusión.

Oficina de prensa K 2010, Septiembre 2010
Fuente: Tecnología del Plástico

PVC y cisco de café, un material con mucha madera


En Colombia, el café no sólo se utiliza para preparar la bebida más emblemática del país, sino que el cisco, la cascarilla sobrante, es también materia prima para extruir perfiles de madera plástica y construir viviendas de interés social. Conozca en qué consiste este proyecto.

Cisco molido de café, listo para incorporarlo al ...
Hace algo más de tres años, Maeco Ltda, un grupo empresarial colombiano del sector de la construcción, se interesó por los compuestos de plástico y fibras naturales como materiales para diversas aplicaciones. Después de un arduo proceso de pruebas y ensayos, y de contar con el apoyo en investigación sobre esta materia que ya tenía la Universidad de Los Andes, Geon Polímeros Andinos y el Centro de Investigación en Procesamiento de Polímeros de la Universidad de Los Andes, la compañía logró crear un material único en el mundo para una aplicación pionera en su país y en la región. Se trata de la extrusión de perfiles de madera plástica a partir de la mezcla de PVC y cisco de café.
La utilización de fibras naturales como refuerzo y como relleno de polímeros es una tendencia que está tomando cada vez más fuerza. Sin embargo, la fibras más estudiadas, y por ende las más empleadas, son las de madera. Por esta razón, la utilización del cisco de café para esta aplicación marca la creación de un nuevo material, único en el mundo. Este desarrollo dio pie a la fundación de la empresa Woodpecker S.A.S (www.woodpecker.com.co), cuyo producto Woodpecker WPC (sigla en inglés para compuestos de plástico y madera) es un compuesto de fibras vegetales y polímero. Su excelente resistencia y durabilidad lo hacen un material ideal para la fabricación de innumerables elementos para uso arquitectónico, industrial o decorativo.
 Línea de extrusión para la producción de los ....
De acuerdo con Jorge Medina, director del CIPP, la selección de la fibra reforzante se realizó teniendo en cuenta: composición, propiedades mecánicas, nivel de refinamiento requerido, disponibilidad y costos de adquisición. Fueron evaluadas fibras de caña, cascarilla de arroz, raquis de palma africana, pseudotallo de banano, fique y cisco de café. Una vez ponderadas las características mencionadas se seleccionó el cisco de café. De manera semejante se evaluó la matriz polimérica entre polietileno de alta densidad, polipropileno y PVC. Aquí, además de los aspectos mencionados para las fibras, se tuvo en cuenta el factor de reciclabilidad y su afinidad con el material lignoceluloico.
Este nuevo compuesto de PVC y cisco de café, fabricado con 60% del residuo agrícola, se ha concebido para diseñar productos para la construcción y se convierte en un competidor de materiales tradicionales como la madera, el aluminio y el acero en aplicaciones no estructurales, y del concreto y el ladrillo en sismorresistencia. La posibilidad de incluir PVC reciclado y también de reciclar los productos después de haber cumplido con su ciclo de vida favorece aún más el posicionamiento sustentable de esta nueva madera plástica.
 
 Colores disponibles para la extrusión de perf....
Una de las motivaciones de este desarrollo integral abarca la concepción de un nuevo material cuya transformación en perfiles permitiera su aplicación para la construcción modular de viviendas sustentables. La integralidad surge desde el desarrollo de una formulación original diseñada para aprovechar lo que era un residuo de la agroindustria del café, el cisco, con las ventajas que para el sector de la construcción ha demostrado un polímero como el PVC.
El trabajo de investigación ha tenido el mérito de ser desarrollado tecnológicamente a escala laboratorio, a escala industrial y en el nivel de aplicación en sistemas constructivos de pisos y paredes modulares. Su concreción en la elaboración de viviendas de interés social hoy es un hecho sin precedentes en el país y en la región. Es un caso en el que Colciencias, ente responsable de la investigación en ciencia y tecnología en Colombia, catalizó una interacción entre los sectores académico y empresarial para la aplicación de conocimiento con el logro de impactos tangibles para la tecnología, la sociedad y el ambiente.

Materia prima para viviendas de interés social
 
 Casa de 48 metros cuadrados, fabricada con pe....
El equipo de ingeniería de Woodpecker S.A.S. realizó el diseño conceptual y estructural de viviendas modulares empleando piezas estándar de los perfiles elaborados con Woodpecker WPC para las fachadas y las divisiones internas. El mercado objeto de este desarrollo se dirige a las viviendas de interés social, con el ánimo de dignificar y hacer más asequible una solución de vivienda para familias de escasos recursos. Según la Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), a 2009 el déficit de este tipo de viviendas en Colombia llega a 1.500.000 casas, lo cual hace viable y atractivo este proyecto.
Las primeras soluciones de vivienda diseñadas por la compañía tienen áreas de 24 y 48 metros cuadrados. Para facilitar el proceso de montaje y ensamble de las casas, Woodpecker S.A.S. ofrece una herramienta multimedia en tres dimensiones. De acuerdo con la empresa, las casas pueden ser ensambladas en dos días, entre dos personas.
El bajo peso del material de cada una de las casas (2,5 toneladas para una casa de 48 mts) hace que la energía requerida para el transporte y la construcción se minimice. Es importante mencionar que las casas cuentan con evaluaciones estructurales y de sismorresistencia.
La visión de Woodpecker S.A.S. se inspira en estrategias dirigidas hacia la sustentabilidad. Una de ellas es lograr la certificación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), promovida por el Green Building Council que se aplica a construcciones integrales. Esta acreditación evalúa seis aspectos fundamentales: Desarrollo de sitios sostenibles; eficiencia en el uso del agua, energía y atmósfera, materiales y recursos; calidad ambiental, innovación y diseño.
Hasta la fecha, el proyecto ha recibido reconocimientos de la Presidencia de la República de Colombia y de la cadena productiva del PVC en el marco del concurso Crea PVC a la Innovación 2009.

Fuente: Tecnologia del Plastico

Los plásticos en la construcción, otra forma de contribuir a la protección climática


El plástico ofrece un sinfín de posibilidades de aplicación en el ámbito de la construcción

Alrededor de una cuarta parte del plástico que se consume en Alemania se destina a la construcción de edificios y obra civil, donde pueden verse numerosos elementos hechos de este material como por ejemplo perfiles de ventanas, canaletas para cables, cubiertas, conductos, pavimentos o aislantes. Tanto si es en forma de ventana de PVC con varias hojas de cristal como en forma de material aislante o revestimiento de fachadas, el plástico contribuye a proteger los edificios contra el calor tropical y el ruido y, muy especialmente, contra el viento frío y las noches heladas. De este modo, contribuye a la reducción de los gastos de calefacción y las emisiones de dióxido de carbono y, por tanto, a la protección climática.

Redacción PU
El egipcio Karim Rashid es el diseñador de referencia indiscutible del siglo XXI. Prácticamente desconocido hace tan sólo diez años, hoy está a punto de desbancar con sus diseños innovadores y a menudo sorprendentes al viejo maestro Luigi Colani. Rashid nació en El Cairo y ahora vive en Nueva York con pasaporte canadiense. Desde la Gran Manzana, inventa nuevos conceptos para rediseñar los objetos cotidianos de nuestro mundo, como por ejemplo las viviendas. En este ám-bito, el diseñador se imagina una casa de plástico, toda de plástico. En su opinión, el acero y el hormigón son tan poco flexibles que más bien obstaculizan la riqueza de formas y la precisión arquitectónica, mientras que el plástico, por el contrario, abre una dimensión radicalmente nueva. Para Rashid, el plástico es el material del siglo XXI: éste ofrece posibilidades prácticamente ilimitadas y está predestinado a ser el material por excelencia en la construcción de casas.

Casas sin futuro

Tal vez Karim Rashid sea demasiado joven para saber que hubo una época en la que existieron casas de plástico. A principios de la década de los setenta, algunos arquitectos y empresas adelantados a su tiempo materializaron distintos conceptos y prototipos de viviendas de plástico. En la localidad de Lüdenscheid, en la región alemana de Sauerland, una exposición presentó estas casas del futuro que, sin embargo, no tuvieron mucho futuro. Los motivos fueron muy variados: las viviendas eran demasiado modernas, demasiado extrañas y seguramente también demasiado caras, debido sobre todo a que estos prototipos construidos con materiales poliméricos no se fabricaban en serie, y no se fabricaban en serie porque no había demanda.Sin embargo, los plásticos tuvieron una muy buena aceptación en el sector de la construcción. En casi todas las casas, debajo de los materiales convencionales como el yeso, la cerámica y el hormigón, se esconde una gran cantidad de productos polímeros. Alrededor de una cuarta parte del plástico que se consume en Alemania se destina, transformado en una gran variedad de productos, a la construcción de edificios y también de infraestructuras, como puentes, carreteras y canales. Los propulsores y las góndolas de las centrales eólicas, las pantallas acústicas de las autopistas y vías férreas y gran parte de las pinturas utilizadas en la construcción son de plástico. También invernaderos, grandes estadios deportivos, vestíbulos de estaciones y galerías comerciales enteras se cubren con planchas transparentes hechas de plástico.
La recesión económica general vivida en Alemania en los últimos años también afectó al ramo de la construcción, el mayor sector productivo del país. Las fusiones y las insolvencias marcaron la actividad constructora; se aplazaron o cancelaron por completo numerosos proyectos de construcción; el número de licencias de obra disminuyó rápidamente y con él, también, la demanda de productos fabricados con materiales sintéticos. Sin embargo, parte de la demanda estancada o incluso en recesión pudo compensarse gracias al aumento de la cuota de mercado de los plásticos en detrimento de los materiales competidores. Así, aunque la demanda de perfiles de plástico para ventanas experimentó efectivamente un descenso, la madera y el aluminio sufrieron retrocesos todavía mayores. Hoy en día, las ventanas de plástico son líderes indiscutibles del mercado con una cuota del 55 por ciento, y más de la mitad de ellas se destina a la reforma de edificios antiguos.

El plástico como medida de ahorro energético

Según Brigitta Huckstein, experta en plásticos y medio ambiente de BASF, el plástico ofrece un gran potencial de ahorro energético. Un estudio de la sociedad austriaca de análisis globales Gesellschaft für umfassende Analysen ha investigado qué pasaría si en Europa Occidental se dejara de utilizar plástico. Los resultados del estudio han demostrado que la demanda energética aumentaría en un 26 por ciento y ello provocaría, a su vez, un consumo adicional de 22,4 millones de toneladas de petróleo. Los cálculos de la empresa Basf indican que los aislamientos térmicos a base de plástico instalados en Europa en 2004 permitirán ahorrar 9.500 millones de GJ a lo largo de su vida útil, lo que representa el 20 por ciento de todo el consumo energético de la UE en el año 2002.La protección térmica es por tanto un tema clave, y los plásticos tienen mucho que decir al respecto. Los aislantes polímeros que se utilizan debajo de los techos y los suelos o en las paredes exteriores e interiores y también los perfiles de plástico de las ventanas y los revestimientos para fachadas son un claro ejemplo de ello. Las tradicionales ventanas de PVC de dos o, como máximo, tres cámaras están dando paso a perfiles de cuatro a seis cámaras con un aislamiento aún más eficaz. La inyección de espuma de poliuretano en las cámaras (que también encontramos como aislamiento en las obras) proporciona una mejora adicional de las propiedades térmicas de los perfiles.
En Alemania y en los países vecinos, los elementos de fachada hechos de plástico aún se utilizan relativamente poco, pero en Europa del Este y en Norteamérica son bastante más habituales. Estos paneles de plástico a menudo se extrusionan añadiendo un elevado porcentaje de polvo de madera, de modo que el plástico utilizado sólo hace de matriz. Existen, por ejemplo, paneles aislantes especiales con núcleo de espuma que ofrecen unas propiedades aislantes excelentes, todavía más acentuadas si cabe en el caso de los novedosos elementos de revestimiento con núcleo de espuma de poliestireno de célula abierta. Este material permitiría alcanzar unos niveles de aislamiento muy superiores a los que ofrecen los paneles aislantes actuales con núcleo convencional.
Precisamente en el ámbito de los aislamientos polímeros se espera que en los próximos años se produzca un auténtico cambio de paradigma debido a los avances de la nanotecnología. Según la opinión de la sociedad de químicos alemanes Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), en el futuro los polímeros espumados convencionales serán sustituidos por espumas nanoporosas, al menos en el ámbito de los aislamientos térmicos, puesto que su conductividad térmica es extremadamente baja. El tamaño ideal de estos poros es de 100 a 150 nanómetros aproximadamente; los poros de las espumas utilizadas actualmente son mil veces más grandes (de 40 a 100 micrómetros). Sólo hay un problema: la teoría ampliamente confirmada por los científicos no se puede poner en práctica porque, según afirma la GDCh, actualmente no existe todavía ningún método adecuado para fabricar espumas nanoporosas.
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98 por ciento de aire

Por consiguiente, tendremos que seguir utilizando por el momento las espumas de poliuretano y poliestireno con estructura tradicional, aunque éstas ofrecen también por su parte grandes posibilidades de aplicación. Así quedó demostrado recientemente en uno de los feudos de la industria química alemana, la localidad de Ludwigshafen am Rhein, donde se reformó un edificio de viviendas con más de un siglo de antigüedad. Para el aislamiento de las paredes exteriores se emplearon paneles de poliestireno espumado, que permitieron reducir el consumo de fuel oil en un 70 por ciento. El aislamiento se instaló en la cara interior de la pared, en lugar de en la exterior, como sería habitual, y se utilizó un tipo de panel compuesto muy innovador, formado por una capa de espuma de 80 milímetros de espesor revestida de cartón yeso por ambas caras. En este caso, la capacidad aislante también se basa en el principio ya conocido de que el aire encerrado, del cual se componen las espumas de plástico en un 98 por ciento, es un pésimo conductor del calor. La principal ventaja de este nuevo material compuesto es que consigue los mismos valores de aislamiento que un panel de poliestireno convencional con un grosor entre un 15 por ciento y un 20 por ciento mayor.Los plásticos en forma de espuma presentan por tanto enormes posibilidades de ahorro y extraordinarios beneficios no sólo para el usuario sino también para el medio ambiente. Alrededor de una cuarta parte de todas las viviendas de Alemania se construyó a finales de los años ochenta. Gran parte de estos edificios no disponen de aislamiento térmico, o el que tienen es muy rudimentario y requieren una cantidad de combustible diez veces mayor que las casas nuevas o bien saneadas. Si se aplicara un aislamiento térmico adecuado en estos edificios entrados en años, se reduciría considerablemente la demanda energética, y en este contexto el plástico espumado es el material indicado: con un solo centímetro de este material se consigue el mismo aislamiento que con 15 centímetros de pared de fábrica convencional o con medio metro de hormigón.
Los perfiles de plástico de las ventanas también contribuyen a reducir el consumo energético. En comparación con las ventanas aislantes corrientes, estas innovadoras ventanas fabricadas principalmente de PVC, con sus perfiles espumados de múltiples cámaras y su triple cristal, reducen dos terceras partes del consumo de fuel oil hasta alcanzar los doce litros de fuel oil por metro cuadrado de superficie de cristal al año. Teniendo en cuenta que el precio medio de un litro de fuel oil es de unos 50 céntimos, esto supone para un acristalamiento de 100 metros cuadrados un ahorro de hasta 1.320 euros al año. Aislar las fachadas con los paneles descritos al principio también reporta grandes beneficios, entre otros que el consumo de fuel oil se reduce como mínimo un tercio.

Objetivos ambiciosos

En el marco del protocolo de Kyoto, muchos estados europeos se han comprometido a reducir sustancialmente hasta el año 2010 sus emisiones de dióxido de carbono (CO2) con respecto a los valores de 1990. Suiza, por ejemplo, se ha comprometido a reducir en un 8 por ciento sus emisiones de CO2, Austria incluso en un 13 por ciento, y Alemania en un 21 por ciento, todo un reto. Sin embargo, para poder materializar estos propósitos, además de reducir el consumo de combustible de los vehículos de todo tipo, también es necesario un replanteamiento radical en la forma de construir y calentar edificios. Al fin y al cabo, las calefacciones que funcionan con petróleo o gas natural son responsables de alrededor de un 40 por ciento de las emisiones de CO2 en Alemania, lo cual representa unos 220 millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Casi un 95 por ciento de estas emisiones proceden de los edificios que aún no han sido rehabilitados: sus paredes son tan delgadas y las ventanas tan poco herméticas que el calor de la casa se escapa a placer. Si las calefacciones de aproximadamente 24 millones de edificios antiguos de la República Federal de Alemania se actualizaran conforme a las normativas vigentes, si se aislaran de forma eficaz contra el frío y el ruido y se equiparan con un acristalamiento térmico especial y si se tomaran otras medidas como generar energía solar, instalar calderas modernas e incluso utilizar células de combustible, las emisiones de CO2 se reducirían en 150 millones de toneladas. De esta forma ya se habría alcanzado la mitad del objetivo global de reducción de emisiones que Alemania se ha fijado para hacer frente al cambio climático.
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Ahorro activo con casas pasivas

El nuevo reglamento sobre el ahorro de energía (EnEV) vigente en Alemania desde el año 2002 limita la demanda anual de energía calorífica de los edificios de 7 a 12 litros de fuel oil por metros cuadrados, aunque en la práctica se ha avanzado mucho más. Desde principios de los años noventa se vienen construyendo en Alemania una serie de viviendas de "bajo consumo energético", cuya demanda de fuel oil es de tan solo 2 a 7 litros por metros cuadrados. También existen las casas denominadas "casas pasivas", que consumen aún menos fuel oil. Se trata de viviendas perfectamente aisladas en las que la radiación solar, el calor propio de los habitantes y los aparatos domésticos instalados hacen en gran medida innecesario el uso de sistemas de calefacción. En las casas pasivas, por tanto, cuanto más activo se es, más caliente se está.Las casas pasivas constituyen todavía una excepción, pero los propietarios y constructores de viviendas convencionales también pueden tener un papel activo en lo que a aislamiento térmico se refiere. El "asistente para elementos de construcción" que la empresa BASF presentó a principios de este año en la feria especializada BAU de Múnich puede ser en este contexto de enorme utilidad. Este software, que la empresa describe como "sencillo programa informático para el aislamiento de edificios", contiene varias bases de datos en las que se especifican los materiales aislantes de la empresa química de Ludwigshafen y sus propiedades relevantes en cuanto a ahorro energético. Un módulo de cálculo utiliza estos datos para determinar algunos valores importantes para los distintos elementos constructivos del edificio y para las medidas aislantes, como por ejemplo la transmitancia térmica y el punto de rocío según el reglamento EnEv. Este "asistente" está concebido tanto para los propietarios privados como para los constructores, pero también para distribuidores de materiales de construcción, consultores energéticos y arquitectos. Para utilizar el programa no es necesario tener grandes conocimientos de física constructiva, y gracias a él se puede obtener una visión general de los potenciales de ahorro energético que ofrece un buen aislamiento.

Fuente. Interempresas - España

18 de abril de 2011

Plásticos a partir de piel de tomates


“Hago plástico con tomates”

Entrevista a José Jesús Benítez, científico titular del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla

4 de enero de 2011

Amorfo, de tacto suave, completamente inocuo, reciclable y biodegradable. Además, se puede estirar entre un 6 y un 10% sin deformación y hasta un 30-35% antes de la ruptura. Así es el nuevo plástico desarrollado y patentado en Andalucía por científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC-US) y de la Universidad de Málaga. En realidad, este nuevo polímero es como muchos de los plásticos que se conocen en la actualidad. Lo sorprendente de este nuevo material es que es de color anaranjado, tonalidad que presenta porque está fabricado con pieles de tomate. Sí, de tomate. José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, explica que ésta es una buena forma de desarrollar un plástico responsable con el entorno y, al mismo tiempo, dar salida a los desechos de tomate de la industria alimentaria.
Javier García
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Aspecto del nuevo plástico biodegradable desarrollado por el CSIC y la Universidad de Málaga.

¿Qué es la cutina y qué cualidades la hacen tan valiosa para su proyecto?

La cutina vegetal es un poliéster natural que se encuentra en la piel (cutícula) de frutos, hojas y tallos tiernos de las plantas superiores. Se trata de un tejido que hace las veces de esqueleto de la cutícula y, por tanto, es la responsable de su consistencia y sus propiedades mecánicas. Las características más importantes de la cutina son su hidrofobicidad, no toxicidad y total biodegradabilidad. Es por ello que se pensó en su uso como material de envasado.

¿Qué tipo de plástico han desarrollado con ella?

Por un proceso de biomimética hemos conseguido reconstruir en el laboratorio un material comparable al natural: es un poliéster amorfo, de color anaranjado, suave al tacto, de carácter hidrófobo, conformable y, sobre todo, totalmente inocuo y biodegradable.

Dicen haber aplicado una metodología basada en las técnicas de sonda de proximidad (SPM). Háblenos de ello.

Hay que tener en cuenta que el proyecto de investigación que ha dado lugar a este producto tiene una fuerte componente de investigación fundamental. Uno de los objetivos del proyecto era establecer la ruta química como la vía principal de biosíntesis de la cutina en la pared de las células vegetales. Este proceso transcurre a través de un mecanismo de empaquetamiento molecular ordenado denominado autoensamblado. Las técnicas más adecuadas para estudiar sistemas autoensamblados son las de sonda de proximidad y, en nuestro caso, la microscopía de fuerzas atómicas (AFM).
“Gracias a ciertos aditivos, podemos modificar 
el tiempo de degradación considerablemente 
y, por tanto, seleccionarlo en función de la 
aplicación que se quiera dar al material sintético”

¿En qué consiste esta técnica y qué aporta en el proceso de obtención del material?

Un microscopio AFM funciona como los dedos de un invidente leyendo un texto en Braille. Detecta la rugosidad de la superficie con resolución por debajo del nanómetro. Con este tipo de técnicas se ha podido estudiar la capacidad de una serie de moléculas para dar lugar al poliéster. En definitiva, cuáles son los requisitos, en cuanto a su estructura molecular, que debe cumplir un monómero para producir un buen rendimiento en el proceso de síntesis del poliéster.

Al parecer el nuevo plástico biodegradable presenta una durabilidad semejante a la de la piel del tomate. ¿De cuánto tiempo estamos hablando?

En el laboratorio evaluamos la degradabilidad por ataque químico en condiciones severas, todavía no hemos realizado pruebas en atmósfera abierta, pero, por analogía con la cutina vegetal, estaríamos hablando de un año aproximadamente, aunque el periodo de degradación completa depende de la temperatura, el nivel de precipitaciones, el tipo y la cantidad de microorganismos, y sobre todo, del pH y de la composición del suelo. Lo interesante de este aspecto es que, mediante ciertos aditivos, podemos modificar el tiempo de degradación considerablemente y, por tanto, seleccionarlo en función de la aplicación que se quiera dar al material sintético.

¿Qué tipo de condiciones ambientales se precisan para su descomposición en la naturaleza?

En principio ninguna en especial. Su degradación puede ser química o mediante la actuación de microorganismos. En ambos casos dependerá de la acidez/alcalinidad y humedad del suelo.

¿Es reciclable?

Completamente. Los productos de la degradación química del material son los mismos que se utilizan para producirlo. Además, no se prevé la participación de productos especialmente contaminantes en el ciclo de reciclado.

¿Para la fabricación de este plástico vale cualquier variedad de tomate?

No sólo cualquier variedad de tomate, sino de cualquier otro fruto. Todo dependerá del rendimiento en cutina que contenga su piel y de su disponibilidad como subproducto o desecho. El haberlo obtenido a partir de la piel del tomate viene de una línea de investigación previa llevada a cabo por el grupo de Biopolímeros Vegetales, que dirige el profesor Antonio Heredia Bayona en la Universidad de Málaga.

Dicen que pueden aprovecharse los desechos de tomate de la industria alimentaria, pero ¿se les debe someter a algún tipo de tratamiento especial antes de llegar al laboratorio?

El proceso de reutilización de la piel como desecho pasa por la extracción de la cutina. En el laboratorio éste es un proceso muy elaborado dado que las bases de una investigación a nivel fundamental se deben sentar partiendo de productos bien aislados y caracterizados. En la actualidad, estamos explorando rutas de extracción menos protocolizadas que lleven a un producto que retenga las propiedades del prototipo.
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De izquierda a derecha: Antonio Heredia Bayona (Universidad de Málaga), José Jesús Benítez Jiménez y José Alejandro Heredia Guerrero (Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, CSIC) y Susana Guzmán Puyol (Universidad de Málaga).
¿Quién interviene en el proyecto?
La patente en cuestión es consecuencia del desarrollo de un proyecto de investigación financiado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía. En él participan varios investigadores del CSIC y de las universidades de Málaga, Sevilla y Almería. Pero el desarrollo de poliéster biomimético, explica Benítez, es responsabilidad directa del grupo de Biopolímeros Vegetales de la Universidad de Málaga y del grupo de Materiales Avanzados del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC).

Teniendo en cuenta su durabilidad y características, ¿cuáles pueden ser sus aplicaciones?

Somos conscientes de que las posibles aplicaciones prácticas de este material vendrán definidas por criterios de rentabilidad económica. Desde nuestra perspectiva de grupos de investigación fundamental, este tipo de consideraciones se nos escapan un poco. En vista de la disponibilidad de la materia prima y de los productos y procesos implicados, no creemos que, a priori, los costes de producción sean prohibitivos.
“El nuevo plástico puede emplearse en el 
envasado de alimentos, en bolsas de plástico, 
en plásticos para invernaderos o como material 
para encapsular y liberar controladamente 
medicamentos, entre otras aplicaciones”

Entonces, ¿para qué tipo de productos cree que puede ser más apropiado?

Hemos propuesto su aplicación como material para el envasado de alimentos por analogía con el papel de la piel en los frutos (empaquetar y conservar su contenido). Algunas empresas productoras de materiales plásticos han contactado con nosotros para explorar su empleo en bolsas de plástico o en plásticos para invernaderos. También se ha pensado como material para encapsular y liberar controladamente medicamentos. Otras sugerencias pasan, por ejemplo, por su empleo en el envasado de productos de mayor valor añadido como en el sector cosmético. Últimamente estamos considerando también su uso como membranas en procesos de filtración.
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Foto: Rositsa Maslarska.

¿Necesitará este plástico una tecnología especial para su transformación, es decir, la maquinaria actual que tiene cualquier transformador en nuestro país puede tratar este tipo de plástico biodegradable?

Este es el aspecto en el que necesitamos cierto asesoramiento y colaboración con empresas que dispongan de un laboratorio de I+D para cubrir todos los aspectos técnicos y económicos del escalado a la producción, al menos, a nivel de planta piloto. Nosotros podemos realizar la labor de investigación fundamental encaminada a cumplir los requisitos físico-químicos tanto del material de partida como del producto final, pero esos requisitos deben ser propuestos por la empresa transformadora. El sector será el que evalúe también la viabilidad económica en función de la aplicación del material.

Comenta que se puede elaborar plástico a partir de otros frutos. ¿Tienen pensado investigar con otro tipo de materiales?

Estamos avaluando materiales obtenidos a partir de mezclas de monómeros. Hemos descrito una ruta partiendo de una molécula prototipo que nos permite una buena caracterización fundamental del proceso. Una vez definido el camino, estamos empleando otras moléculas químicamente muy similares como aditivos para modificar las propiedades del producto final. Así, conseguimos, por ejemplo, alterar las propiedades mecánicas, la velocidad de degradación, la permeabilidad al agua o la capacidad de intercambio iónico del poliéster sintético.

El nuevo plástico está patentado, pero ¿se comercializará? ¿Quién lo hará?

La patente que cubre el producto y el proceso de obtención pertenece a partes iguales al Consejo Superior de Investigaciones Científicas y a la Universidad de Málaga. Las respectivas oficinas de transferencia de investigación se están encargando de publicitar nuestros resultados y de establecer los contactos con las empresas interesadas. Entendemos que las que vislumbren la viabilidad del proceso adquirirán los derechos correspondientes. En realidad, éste es un proceso administrativo que discurre, de alguna manera, al margen del grupo investigador. Sin embargo, debemos añadir que, en este sentido, percibimos un claro interés de las oficinas de transferencia para que se establezcan convenios o contratos de investigación entre nuestros grupos y las empresas interesadas.
José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, es científico titular del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, un centro mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Sevilla.