FORMACION 2 LOS AISLANTES Y SUS CARACTERISTICAS

DEFINICION Y CLASES Se entiende por aislante, el núcleo que esta entre los dos soportes del panel y adherido a ellos. Su función es absorber temperatura. Se pueden clasificar como: Orgánicos: Poliuretano (PUR), Poliisocianurato (PIR) y Resina Fenólica. Inorgánicos: Lana de Roca (LR) y Fibra de vidrio (FV)

LOS AISLANTES ORGANICOS PUR Y PIR Son polímeros de célula cerrada que estan compuestos de: Poliol Isocianato Expandente Catalizador que regula la reacción química. La mezcla de poliol e isocianato es 100/150 es decir: 50% más de isocianato que de poliol.

LOS AISLANTES ORGANICOS PUR Y PIR 2 El expandente. Hasta hace relativamente poco se utilizaban como expandente gases clorofluorcarbonados que fueron prohibidos por el deterioro que causan en la capa de Ozono (O3) de la atmósfera, que nos protege de la frecuencia ultravioleta de la radiación solar. Actualmente se utilizan Pentano o agua (que al reaccionar con el isocianato produce CO2). Se puede añadir un retardante de la llama para obtener un mejor comportamiento frente al fuego, pero este produce gran cantidad de humos negros, en caso de incendio.

LOS AISLANTES ORGANICOS PUR Y PIR 3 Una vez mezclados los componentes, el líquido empieza a expandirse rápidamente. El tiempo transcurrido hasta el endurecimiento de la mezcla, es de entre 3 y 6 minutos (dependiendo del espesor). Este tiempo es el que determinará la velocidad de la línea de producción. La reacción química es exotérmica, es decir, genera calor. En un panel de espesor 100 mm. la temperatura del núcleo puede llegar a más de 150°C. Esto supone que, para conseguir un total endurecimiento y enfriamiento, es necesario almacenar los paneles durante un tiempo, antes del embalaje y envío.

LOS AISLANTES ORGANICOS PUR Y PIR 4 El PIR. El poliisocianurato (PIR) es una espuma con más isocianato que en el PUR. Si en éste la mezcla es de 100 / 150, en el PIR es 100 / 175, es decir: 100 partes de poliol por 175 de isocianato. Esto conlleva un mejor comportamiento frente al fuego, como veremos más adelante. La reacción química en este caso es endotérmica, lo que significa que necesita calor para producirse. Así pues, una línea de producción que no pueda mantener la prensa a una temperatura superior a 55°C, no puede fabricar paneles con aislante PIR. Esta temperatura es, aproximadamente, el doble el doble de la requerida para fabricar con espuma PUR.

LOS AISLANTES ORGANICOS PUR Y PIR 5 La espuma rígida de poliuretano tiene una estructura de célula cerrada (a diferencia de la elástica que es de célula abierta). En el interior de las células, como ya se ha dicho, hay: gas espumante, CO2 y residuos de aire. El dióxido de carbono sale rápidamente atravesando las membranas quedando en el interior de las células, el expandente y residuos de aire que no influyen en el comportamiento aislante de la espuma.

¿SOLO PUR Y PIR? En la búsqueda de nuevos aislantes que mejoren sobre todo, el comportamiento frente al fuego, se ha encontrado algún otro material. De estos el más importante es la resina fenólica (PF). Este aislante es el que tiene mejor comportamiento frente al fuego y el que tiene la conductividad térmica más baja de entre los habitualmente empleados. Se produce partiendo de resina liquida de formaldeido mezclada con un solvente muy volatil como agente de expansión y un agente endurecedor.

¿SOLO PUR Y PIR? 2 ¿Porque no se emplea? Básicamente por tres razones: Porque se produce en placas. Lo que impide la fabricación en continuo. Porque para la fabricación genera gran cantidad de agua ácida lo cual impide una fácil inyección en continuo. Porque las placas son muy frágiles i se rompen con facilidad cuando son presionadas.

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS 1 Se consideran las siguientes: Densidad. Reacción al fuego. Aislamiento. Estabilidad dimensional. Resistencia al fuego.

CATACTERISTICAS DE LOS ISLANTES ORGANICOS 2 Densidad. Tiene que ver con el coste de la espuma y con las propiedades mecánicas. Cuanto más alta, más coste y mejor comportamiento mecánico. Se expresa con la letra del alfabeto griego: ρ(Ro) PUR 40 (±10%) Kgr/m3 PIR 45 (±10%) Kgr/m3

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS 3 - RELACION K Y ρ Fuente: Elastogram

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS REACCION AL FUEGO - 1 Consideraciones generales. En caso de un incendio, el PUR y el PIR no se funden como ocurre, por ejemplo, con el poliestireno. El PUR se empieza a descomponer entre 150 y 200°C y se inflama a partir de los 300°C. A partir de los 700°C se generan, en cantidades moderadas, Cianuro de Hidrogeno (HCN) + CO que son altamente tóxicos.

CARACTERISTICAS DE LAS ESPUMAS ORGANICAS REACCION AL FUEGO - 2 Las Euroclases. Indican tres variables: Nivel de contribución al incendio: a) A1 No contribuye. b) A2 Aportación insignificante. c) B, C, D y E Según la contribución energética en el incendio. Opacidad de los humos sin tener en cuenta el nivel tóxico. s1 Escasa opacidad. s2 Opacidad media. s3 Elevada y rápida opacidad. Formación de gotas inflamadas. d0 No se producen. d1 Se producen pero su duración es ≤ 10”. d2 Resto de los casos.

CARACTERISTICAS DE LAS ESPUMAS ORGANICAS REACCION AL FUEGO - 3 ¿Como se expresa la clasificación de los paneles según las Euroclases? Clasificación de las espumas utilizadas por Italpannelli: B s2 d0 Espuma PIR C s3 d0 Espuma PUR

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ENSAYO DE REACCION AL FUEGO Fuente: Elastogram

CATACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS. AISLAMIENTO - 1 Como ya se dijo en Formación 1, el aislamiento depende de la λ y del espesor del aislante. Recordar: λ K = ------------------- = “X” W/m2 °K S (en m.) La λ del PUR y PIR utilizado por Italpannelli es: 0,023 W/m2 °K

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS AISLAMIENTO - 2 Se considera que la K se mantienen por mientras el panel se esta utilizando normalmente. Tiene una pérdida con el paso del tiempo ≤ al 10% del valor inicial. Esto justifica, entre otras cosas, que las instalaciones frigoríficas utilicen para su cerramiento, paneles con aislante orgánico PIR. Esto, además, es lo que asegura el mantenimiento del confort de una instalación durante el tiempo.

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS AISLAMIENTO - 3 Los aislantes orgánicos mantienen su K entre los siguientes gradientes de temperatura: PUR se mantiene estable entre -80°C y +100°C PIR se mantiene estable entre -80°C y +150°C

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES ORGANICOS ESTABILIDAD DIMENSIONAL Las espumas orgánicas tienen variación dimensional por causa de la temperatura. A temperatura elevada, el gas se calienta y, por consiguiente, hay una variación dimensional. Al revés cuando la temperatura es muy baja. De todos modos esta variaciones son mínimas. Exposición continuada a 80°C varia +2% Exposición continuada a -20°C varia -1%

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES INORGANICOS Todo lo que se ha dicho con relación a los aislantes orgánicos, es, en general, válido cuando el aislante es Lana de Roca (aislante inorgánico). La clasificación de los paneles con aislante inorgánico fabricados por Italpannelli es: A2 s1 d0

CARACTERISTICAS DE LOS AISLANTES INORGANICOS - 2 Es importante tener presente lo siguiente: El ligante entre la fibras de lana de roca es orgánico, lo que significa que un considerable exceso de ligante puede hacer cambiar la reacción al fuego del aislante. La resistencia mecánica, sea a la tracción o a la compresión, esta en consonancia con la orientación de las fibras del aislante. En Italpannelli, la orientación es vertical (perpendicular a los soportes), lo que garantiza el mejor comportamiento mecánico. La adherencia del aislante a los soportes es importante, como en el caso de los aislantes orgánicos, para asegurar el efecto sandwich (capacidad de soportar carga). La estabilidad dimensional es mejor que la de los paneles con aislante orgánico.

ENSAYO DE SOBRECARGA PENTA W 100 mm. CARGA: 1700 Kg.

CARACTERISTICAS DE LOS PANELES. RESISTENCIA AL FUEGO Resistencia al fuego. Para determinar la resistencia al fuego de los paneles se emplean tres parámetros: R = Tiempo que transcurre hasta el colapso del panel. E = Tiempo que transcurre hasta que la llama atraviesa los paneles. I = Tiempo que transcurre hasta que la temperatura de la chapa no expuesta, supera un determinado valor. (que veremos mas tarde para los paneles)

CARACTERISTICAS DE LOS PANELES RESISTENCIA AL FUEGO 3 Dado que los paneles no son elementos portantes en una edificación, se tiene en cuenta únicamente los valores de E e I. La nueva normativa sin embargo considera la R de los paneles de cubierta que, aunque no sean estructurales, su colapso puede producir importantes daños. Los valores indican tiempo (minutos). Clasificación de los paneles no portantes frente al fuego: E de 15’ a 120’ dependiendo del aislante. EI de 15’ a 60’ dependiendo del aislante. REI de 15’ a 30’ dependiendo del aislante.

CARACTERISTICAS DE LOS PANELES RESISTENCIA AL FUEGO 4 Ensayo de resistencia al fuego:

CARACTERISTICAS DE LOS PANELES RESISTENCIA AL FUEGO 5 En la diapositiva anterior se ve un conjunto de paneles preparados para el ensayo que mide la E. El funcionamiento es el siguiente: Se mide la temperatura ambiente. Se produce fuego en la parte que no tiene sensores de temperatura. Cuando la temperatura en la parte que no esta en contacto con el fuego, supera en 140°C la temperatura ambiente, se para el ensayo y se mide el tiempo.