POLÍMEROS

Es una macromolécula formada por la unión de moléculas de menor tamaño que se conocen como monómeros.

Esta presente en todo lo que nos rodea desde la estructura de nuestras células hasta los materiales con las que el hombre a construido inmensas e imponentes estructuras.

polímeros

Polimerización Adición: normalmente se da entre

monómeros que presentan una instauración pero también a través de radicales libres.

Polimerización Condensación: los monómeros tienen grupos

terminales de tal modo que se libera agua u otra molécula.

Reseña histórica Anteriormente:

Reseña histórica En la actualidad:

Los polímeros resultaron ser materiales idóneos para satisfacer todas estas necesidades debido a sus características particulares. En general serian las siguientes:

Durables y resistentes a la corrosión, por ello se aplican en elementos que están expuestos al aire libre pudiendo durar décadas.

Aislantes tanto de frío como del calor, lo cual permite el ahorro de energía, y también aislantes acústicos.

Muy ligeros frente a otros materiales usados en la construcción, siendo así manejables y fáciles de transportar y almacenar.

Tienen buena relación costo / beneficio La mayoría (a excepción del PVC) son respetuosos con

el medio ambiente, se pueden reciclar, reutilizar o trasformar en una fuente de energía.

Existe una gran variedad de polímeros usados en la construcción pero los más utilizados son:

PVC POLIURETANO POLICARBONATO y PET POLIETILENO POLIESTIRENO POLIPROPILENO

PVCCloruro de Polivinilo

DEFINICION

Es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo, dando como resultado la resina más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles de múltiple aplicación.

HISTORIAEl PVC también llamado Policloruro de vinilo fue descubierto en 1838 por Victor Regnault. En 1912, Fritz Klatte puso a punto los principios de su fabricación industrial. En 1930 B.F. Goodrich Chemical descubre que el PVC absorbe plastificante y que al procesarse se transforma en un producto flexible. Este descubrimiento hizo posible el desarrollo comercial inicial. Posteriormente con el empleo de estabilizadores hizo posible el desarrollo del mercado del PVC rígido; estos desarrollos permitieron que el PVC se convirtiera en el termoplástico más versátil e importante del mercado mundial

FORMACIONEl 43% de la molécula que compone al PVC procede del petróleo y el 57% de la sal. Mediante el craqueo del petróleo, que consiste en romper los enlaces químicos del compuesto, se obtiene el etileno, que combinado con el cloro obtenido del cloruro de sodio producen etileno diclorado, que pasa a ser luego cloruro de vinilo.

Mediante un proceso de polimerización llega a ser cloruro de polivinilo o PVC

CARACTERISTICAS Propiedades Químicas.- El PVC rígido, resiste a humos y

líquidos corrosivos; soluciones básicas y ácidas; soluciones salinas y otros solventes y productos químicos.

Es termoplástico y termosellable. Es rígido cuando se enfría lo suficiente y flexible cuando se calienta a altas temperaturas, se derrite.

Tiene gran poder de aislamiento eléctrico. Fuerte y ligero.- La resistencia del PVC a la abrasión, su

ligereza y su buena resistencia y fuerza mecánica son la clave de su uso en la construcción.

CARACTERISTICASResistencia al fuego.- El PVC difícilmente

se incendia.  Durabilidad.- Es resistente al ambiente y

tiene una larga vida (aproximadamente 60 años).

Versatilidad.- Permiten alto grado de libertad cuando se diseñan nuevos productos.

Reciclable

NORMAS ASOCIADASo NTP 399.163-8 2005Título: ENVASES Y ACCESORIOS PLASTICOS EN CONTACTO CON ALIMENTOSRegula controla el uso del PVC en contacto con alimentos.

o NORMA TÉCNICA  EC. 040 Titulo: REDES E INSTALACIONES DE COMUJICACIONES - MINISTERIO DE VIVIENDA Y COMUNICACIONES.En su capitulo ductos de PVC establece los lineamientos para el uso de este polímero en el transporte de líneas de telecomunicaciones.

o NTP 399,002 ESPECIFICACIONES TECNICAS - TUBO PVC-U PARA FLUIDOS A PRESION CON EMPALME ESPIGA CAMPANA O SIMPLE PRESION ( SP )

o NTP 399,003 ESPECIFICACIONES TECNICAS - TUBO PVC-U PARA DESAGUE ( S A L )

o NTP 399,006 ESPECIFICACIONES TECNICAS - TUBO PVC-U PARA INSTALACIONES ELECTRICAS ( S E L ) ( S A P )

En la industria se comercializa de forma estandarizada y en dos tipos:

o Rígido: para envases, ventanas, tuberías, etc.o Flexible: cables, juguetes, calzados,

pavimentos, recubrimientos, techos tensados

COMERCIALIZACION

Y antes de someterlo a procesos para conformar un objeto el material se mezcla con pigmentos y aditivos como estabilizantes o plastificantes, entre otros.

APLICACIONESo Fabricación de jugueteso Piezas de Automóvileso Empaqueo Medicina

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

1. Aislamiento de cables y alambres

2. Marcos de puertas y ventanas

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

3. Ductos y tuberías

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

4. Membranas de revestimiento y de tejados

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

5. Membranas para impermeabilizar suelos

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

6. Tapices de paredes

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

7. Losetas

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

MEJORANDO CALIDADLA COPOLIMERIZACIÓN: Tiene por objeto obtener temperaturas de fusión menores, lo que es especialmente benéfico para procesos de inyección, soplado y compresión. LA POST-CLORACIÓN: Consiste en la adición de cloro a la molécula de PVC, hasta en un 66-68%. Esto permite que se eleve la temperatura de distorsión de la resina, lo cual hace posibles nuevas aplicaciones, principalmente conducir líquidos con temperaturas hasta de 80°C.

POLICARBONATO Y PET

9. Perfilería

APLICACIONES EN CONSTRUCCION

Policarbonato (PC) En términos generales el policarbonato es

un termoplástico resistente, dimensional estable, transparente, fácil de trabajar, moldear y termoformar, y son utilizados ampliamente en la manufactura moderna.

Propiedades Buena resistencia al impacto Buena resistencia a la temperatura, ideal para

aplicaciones que requieran esterilización. Buena estabilidad dimensional Buenas propiedades dieléctricas Escasa combustibilidad. Es amorfo, transparente y tenaz, con tendencia al

agrietamiento. Tiene buenas propiedades mecánicas, tenacidad y

resistencia química. Es estable frente al agua y los ácidos. Buen aislante eléctrico. No es biodegradable. 

Aplicación en construcción Placas de policarbonato:

Características y uso Su buena transmisión de luz, su gran dureza, su

aislamiento térmico y su adaptación a cualquier superficie, desde la madera hasta el aluminio, hacen de las placas de policarbonato unos materiales idóneos para la arquitectura y la construcción por su resistencia a la intemperie y al envejecimiento.

Se utilizan para encristalar ventanas, además de techar cubiertas de edificios, plantas industriales, casas, oficinas, comercios, terrazas, almacenes, invernaderos o piscinas. Ahora también se utiliza para sustituir los tabiques de ladrillo por su mejor aprovechamiento de la luz.

Polietileno Tereftalato (PET)

El Polietileno Tereftalato en general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad.

Este material tiene una baja velocidad de cristalización y puede encontrarse en estado amorfo-transparente o cristalino.

Propiedades

Procesable por soplado, inyección, extrusión. Apto para producir frascos, botellas, películas, láminas, planchas y piezas.

Transparencia y brillo con efecto lupa. Excelentes propiedades mecánicas. Barrera de los gases. Biorientable-cristalizable. Esterilizable por gamma y óxido de etileno. Totalmente reciclable Liviano

Aplicación en construcción

Muros de botellas PET con relleno de tierra

Características

Construcción en base al reciclaje y la reutilización de botellas de desecho. Las botellas funcionan como “eco-ladrillos”

El proceso es sencillo: recolectar las botellas, llenarlas con tierra, arena, escombros finos o bolsas de plástico, sellarlas, amarrarlas con cuerda o nylon para conformar una red y luego incorporarlas al muro a través de una mezcla que – para lograr mayor firmeza y duración – puede ser en base a tierra, arcilla, aserrín y cemento. En muros estructurales es muy importante el relleno de las botellas, para asegurar su resistencia a largo plazo, y hacerles una pequeña perforación para permitir la respiración del material de relleno.

Además de estar reutilizando las botellas desechables, la estructura generada es muy resistente, de bajo peso y asegura condiciones térmicas adecuadas, permitiendo dar acceso a la vivienda a familias o comunidades con bajos recursos.

Aplicación en construcciónElementos constructivos con PET reciclado: Esta es una alternativa de construcción

económica porque se recicla un material de costo muy bajo: el polietilen-tereftalato (PET) proveniente de botellas de gaseosas descartadas, para la fabricación de elementos constructivos. El mismo es incorporado en mezclas cementicias, dando como resultado un hormigón liviano que se aplica en ladrillos, bovedillas bloques y placas de cerramiento lateral.

Ladrillos y bloques para muro de PET

El PET reciclado triturado utilizado en los elementos constructivos desarrollados reemplaza parcialmente a los áridos de un concreto convencional (grancilla y arena gruesa) para ciertos usos específicos; con las siguientes ventajas: tiene un bajo peso específico aparente por lo que el concreto realizado con ellos es más liviano; y tiene mala conductividad térmica por lo que el concreto realizado con ellos provee una mejor aislación térmica.

POLIURETANO Y POLIETILENO DE BAJA

DENSIDAD(PLBD)

EL POLIURETANO (PU) Es un polímero que se sitúa entre los

termoplásticos y los elastómeros. Son los más novedosos de los polímeros modernos La notable reducción de los precios de estos

compuestos, ha potenciado de forma inmediata el campo de sus aplicaciones.

Propiedades Amortiguador de golpes y vibraciones. Gran resistencia a la ruptura Adherencia a otros materiales Excelente aislante térmico, acústico y

eléctrico Resistente a hidrocarburos. No es toxico

Principales aplicaciones Se considera como aislante más efectivo de todos los

tiempos logrando un tratamiento continuo, sin juntas y Especialmente recomendado para las aislaciones térmica, hidrófuga y anti condensante de: de máxima adherencia a la superficie, cualquiera sea su forma o posición.

Aplicación a la construcción

como aislante térmico tiene como beneficio el ahorro de energía ya que disminuye el uso de los sistemas de calefacción. 

Aplicación a la construcción

Las tres principales aplicaciones en la construcción son: Poliuretano Proyectado, Planchas de Poliuretano Conformado y Paneles Sándwich de Poliuretano. Característica “máximo aislamiento con un mínimo espesor.

Poliuretano proyectado Adherencia, adaptabilidad, aplicación en continuo

sin juntas ni puentes térmicos, impermeabilidad. Las aplicaciones más habituales son en fachadas

por el interior y por el exterior, en inyección en cámaras de aire y en cubiertas planas, inclinadas e industriales.

Video: aplicación de espuma de poliuretano

normas UNE 92120-1:1998/1M: 2003/2M: 2008. Parte 1: Especificaciones para los sistemas de

poliuretano antes de la instalación. UNE 92120-2:1998/1M: 2000/2M: 2003. Parte 2: Especificaciones para el producto

instalado. UNE 92310:2003. Criterios de medición y

cuantificación para trabajos de aislamiento térmico en instalaciones industriales y en edificación.

Planchas de poliuretano Resistencia mecánica, estabilidad dimensional, variedad

de acabados, facilidad de manipulación y puesta en obra, aislamiento térmico estable y que perdura en el tiempo. Las aplicaciones más habituales son en cubiertas Deck, planas e inclinadas, en fachadas por el interior y por el exterior y en suelos radiantes.  

Video: viviendas industrializadas con paneles de poliuretano

normas UNE-EN 13165:2009. “Productos

aislantes térmicos para aplicaciones en la edificación. Productos manufacturados de espuma rígida de poliuretano. Especificación”.

UNE-EN 13172:2010. “Productos aislantes térmicos. Evaluación de la conformidad”

Paneles sándwich de poliuretano Auto portante, estanco al aire y al agua, prefabricado, adaptable,

montaje fácil y rápido. Las aplicaciones más habituales son: naves industriales, construcciones deportivas, módulos prefabricados, viviendas, cámaras frigoríficas, industrias alimentarias y rehabilitaciones. Los paramentos metálicos de los paneles sándwich aislantes pueden estar constituidos de los siguientes materiales:

Acero con recubrimiento metálico Acero con recubrimiento orgánico Acero inoxidable

Video: polímeros

Normas UNE-EN 14509:2007/AC: 2009.

Paneles sándwich aislantes auto portantes de doble cara metálica. Productos hechos en fábrica. Especificaciones

Características en su aplicación

los sistemas de poliuretano permite el diseño y fabricación de elementos de alto desempeño para la industria de construcción en una gran variedad de tamaños y formas. Desde envolventes térmicos para las construcciones, adhesivos, recubrimientos y  hasta las molduras exteriores, estos materiales resisten bien a elementos naturales.

Por ser un es un material flexible, ligero y fácil de instalar, que resiste muy bien la humedad y los cambios de temperatura. Se utiliza como imitación a la madera en la decoración.

Para mejorar su calidad Se vienen estudiando modificaciones en el proceso

de obtención de estos polímeros incorporando una fuente natural renovable como: olote de maíz, cáscara de piña, pergamino de café, por contener celulosa y lignina en su composición, ambas fuentes de grupos hidroxilos. Como también para el desarrollo de una tecnología con vistas a la obtención de poliuretanos biodegradables puesto que uno de los inconvenientes, es la alta resistencia a la degradación, lo que los convierte en materiales altamente contaminantes, por lo cual en el estudio se emplean para la síntesis grupos hidronímicos de un producto natural.

Polietileno de baja densidad

El polietileno de baja densidad (LDPE) es un polímero que pertenece a la familia de los polímeros olefínicos, es decir que se deriva de la polimerización de las olefinas.

Propiedades Alta resistencia al impacto. Resistencia térmica. Resistencia química. Se puede procesar por inyección o extrusión. Tiene una mayor flexibilidad en comparación con

el polietileno de alta densidad. Su coloración es transparente, aunque se opaca a

medida que aumenta su espesor. Difícilmente permite que se imprima, pegue o

pinte en su superficie.

Aplicaciones Fabricación de juguetes. Producción de bolsas plásticas. Películas para invernaderos y usos agrícolas. Fabricación de utensilios desechables como

platos, vasos y cubiertos. Botellas retornables. Recubrimiento y aislamiento de cables. Sacos de plástico. Películas estirables para procesos de

empaque y embalaje

Aplicaciones

POLIESTIRENO (PS, EPS)

POLIESTIRENO (PS) PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS

-DENSIDAD-AISLAMIENTO TÉRMICO

-COMPORTAMIENTO FRENTE AL AGUA Y VAPOR DE AGUA -ESTABILIDAD DIMENSIONAL -ESTABILIDAD FRENTE A LA TEMPERATURA -COMPORTAMIENTO FRENTE A FACTORES ATMOSFÉRICOS -PROPIEDADES ELÉCTRICAS

POLIESTIRENO (PS) USO EN CONSTRUCCIÓN

-AHORRO ENERGÉTICO: ACONDICIONAMIENTO DE EDIFICIOS-CUBIERTA INVERTIDA-ESTABILIZACIÓN DE SUELOS-BOVEDILLA Y CASETÓN

POLIPROPILENO (PP) PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS

-BAJA DENSIDAD-ALTA DUREZA Y RESISTENCIA A LA ABRASIÓN-ALTA RIGIDEZ-BUENA RESISTENCIA AL CALOR-EXCELENTE RESISTENCIA QUÍMICA-NO TÓXICO

POLIPROPILENO (PP) VENTAJAS

-NO TOXICO-RESISTENTE-BARATO

DESVENTAJAS

-FRAGIL A BAJAS TEMPERATURAS-SENSIBLE A RAYOS UV-POCA RESISTENCIA AL ÓXIDO

POLIPROPILENO (PP)PRINCIPALES APLICACIONES

-INDUSTRIA AUTOMOTRIZ-INSTALACIONES, TUBERIAS-FIBRAS DE POLIPROPILENO*

POLIPROPILENO (PP)FIBRAS DE POLIPROPILENO*

-FIBRAS SUSTITUTIVAS Y ADITIVAS-PROPIEDADES-REFUERZO-ADITIVOS ANTIBACTERIANOS-APLICACIONES

CONCRETO POLÍMERICOCLASES

-CONCRETO IMPREGNADO DE POLÍMERO-CONCRETO DE CEMENTO POLÍMERO-CONCRETO POLÍMERO

PROPIEDADES

-VISCOSIDAD-PRESIÓN DE VAPOR-ESTABILIDAD QUÍMICA

CONCRETO POLÍMERICOPRECAUCIONES DE SEGURIDAD

ADITIVOS

PLASTIFICANTES-AGENTES DE ENCADENAMIENTO-RETARDANTES DE LA ACCIÓN DEL

FUEGO-AGENTES DE ACOPLAMIENTO-

INFLUENCIA DE LA CALIDAD DEL CONCRETO

POLIETILENO (PE)

DEFINICIÓN

CLASIFICACIÓN

ALTA PRESIÓN

BAJA PRESIÓN

CARACTERISTICAS Al enfriar luego de un calentamiento,

sus propiedades vuelven a ser las iniciales.

Sanitaria. Resistentes a la abrasión y productos

químicos corrosivos. En tuberías: a prueba de fugas de

agua potable, rentable, permanente.

PRINCIPALES VARIEDADES

POLIMERO DE ALTA DENSIDAD (HDPE)

POLIMERO DE BAJA DENSIDAD (LDPE)

USO

En la minería

USO En red de agua potable

MINERÍA El polietileno de alta densidad resiste prácticamente

todos los elementos corrosivos de la industria minera. Para la industria minera se puede utilizar en plantas de flotación, lixiviación, extracción por solventes, tratamientos de carbón, conducción de petróleos y gases, etc.

INDUSTRIA QUÍMICA La contaminación indiscriminada de ríos, lagos, mares,

ha llevado a la industria a tomar conciencia del problema ecológico, contribuyendo en la eliminación correcta de desechos. Los grandes complejos químicos han desarrollado plantas especiales para el tratamiento de residuos o bien han preparado grandes depósitos donde almacenar estos elementos. 

Normalmente, cualquiera sea la solución adoptada, es necesario transportar líquidos corrosivos a bastante distancia. Estos líquidos deben ser transportados en la forma más económica posible y, además, deben asegurar una máxima estanqueidad para no contaminar las áreas que atraviesan.

ÁREA SANITARIA Transporte de agua potable: las tuberías HDPE para

agua potable están normalizadas para nuestro país según la Norma NTP ISO 4427:2000.

Aguas servidas: Las tuberías de HDPE, por sus características, son el material apropiado para el transporte de residuos al fondo del mar.

Conducción Subacuáticas Enterradas: Con las tuberías HDPE no son necesarios los costosos elementos prefabricados de adaptación al perfil del fondo, denominados “cuellos de cisne”, dada su flexibilidad natural, se amoldan perfectamente por si mismas a las irregularidades del terreno, dentro de determinados radios mínimos, en función a su presión interna.

SECTOR AGROPECUARIO Para transporte de agua para bebederos de

animales y riego menor en zonas áridas, riego por aspersión móvil debido a su flexibilidad y facilidad de enrollado, también en el riego tecnificado, permitiendo un mejor aprovechamiento del agua de riego.

INDUSTRIA EN GENERAL Transporte de Gas: Las tuberías de HDPE,

por su resistencia al impacto en terrenos agresivos y a los hidrocarburos, así como su fácil tendido y unión, dan excelentes resultados para redes de abastecimiento de gas natural y otros tipos de gases.De acuerdo a las normas existentes (DIN 19630), las tuberías HDPE pueden utilizarse en todas las conducciones de gas que alcancen una presión máxima de servicio de 4kg/cm2 (norma DVGWG 475, G472).

INDUSTRIA EN GENERAL Protección de Cables Eléctricos y

Telefónicos: Las tuberías HDPE para la protección de cables pueden fabricarse en cualquier longitud. Por este motivo su empleo resulta muy común hoy en día, en la construcción de conducciones subacuáticas enterradas.Los tubos sumergibles para protección de cables, deben calcularse contra deformaciones y abolladuras, tomando como punto de referencia un terreno no compactado.

ACONTECIMIENTO (RESPECTO AL HDPE)

POLIMERO - TERMOPLASTICOS

TASA DE RECICLAJE (%)

PET 17%HDPE 9%LDPE 3%

En EE.UU. - Chicago la EPA (Estados Unidos Agencia de Protección Ambiental) encontró en el año 2000 los siguientes datos que mencionan la tasa porcentual de reciclaje de los polímeros termoplásticos de mayor uso.

“El reciclaje aportando en la economía”Tabla de precios de material reciclado por tonelada (Para los años 2001 al 2002):

Material $/ton HDPE – Natural $266 HDPE – Colored $135

HDPE – Combination (at least 60% Natural HDPE) $144 PET (containers) $144

NORMA ISO 4427:2007 La designación del material (por

ejemplo PE – 80), según la norma ISO 12162, tiene relación directa con el tipo de resina de acuerdo al nivel aplicable de resistencia mínima requerida (MRS). Ésta debe ser considerada en el diseño de tuberías de HDPE en servicio a largo plazo, mínimo 50 años y a 20ºC. Esta designación se especifica en la Tabla 1.

Normas Técnicas para el HDPE

NORMA ISO 4427:2007 - NORMA ASTM F- 714

FUENTE: http://www.cidelsa.com/esp/tuberia-lisa-hdpe.html

NORMA ISO 4427:2007 Designación del Material

Designación de material

MRS(1)MPa

Tensión de DiseñoMPa

PE 100 10 8PE 80 8 6.3PE 63 6.3 5(1) MRS a 50 años y 20°C

NORMA ISO 4427:2007 Propiedades Físicas de la Resina PE – 8

0 Propiedades Físicas de la Resina PE – 1

00 Dimensiones de Tuberías HDPE Norma I

SO PE-80 Especificaciones Técnicas Generales IS

O.

NORMA ASTM F- 714 El estándar ASTM D3350 define las más importantes

propiedades que necesitan ser consideradas cuando escogemos un polietileno para una aplicación de sistemas de tuberías a presión, y define un sistema de clasificación para un fácil proceso de especificación. Designación PPI (Plastic Pipe Institute)

El uso de la célula de clasificación por ASTM D3350 provee una descripción detallada de un material polietileno para tuberías. El Instituto de Plásticos para Tuberías ha argumentado la designación de grado del ASTM D3350 para incluir el Fatiga Hidrostática de diseño (Hydrostatic Design Stress – HDS) para añadir dos dígitos en el grado del material. La Fatiga Hidrostática de Diseño es el máximo esfuerzo al que el material puede ser sometido antes de aplicar un factor de diseño de 0.5 para establecer el diseño hidrostático básico (HDB).

NORMA ASTM F- 714 Por truncamiento del estandar HDS en

cientos, el PPI ha adoptado el uso de 04 para 400 psi (2.26 MPa) HDS, 06 para 630 psi (4.31 Mpa) HDS, y 08 para 800 psi (5.4 Mpa) HDS.

Usando ese formato, la designación PPI para el material polietileno con un grado de PE34 y una Fatiga Hidrostática de Diseño de 800 psi, es un PE 3408.

NORMA ASTM F- 714 Propiedades Físicas de la Célula de Cla

sificación PE 345464C – PE 3408 Dimensiones Según la Norma ASTM Especificaciones Técnicas Generales AS

TM.

GRACIASAgrícolas… los verdaderos ingenieros