Uso de adhesivos de poliuretano en la fabricación de tableros procedentes de productos agrícolas

Algunos materiales de desecho de productos agrícolas, tales como paja, cáscara de arroz, etc. se aglutinan con mucha dificultad mediante los adhesivos tradicionales en medio acuoso. No obstante, el aprovechamiento de estas materias primas ha despertado gran interés. El desarrollo de los adhesivos basados en poliisocianatos ha permitido la fabricación de tableros y elementos moldeados, a partir de estos materiales. Bajo presión y calor, los poliisocianatos son capaces de penetrar a través de la capa hidrofóbica de cera y silicatos que, a menudo, está presente en estos productos naturales.

1.- Fabricación
Los tableros obtenidos a partir de paja, cáscara de arroz, lino, etc. pueden fabricarse por métodos similares a los utilizados para los tableros derivados de la madera. No obstante, para establecer el proceso idóneo en cada caso, es necesario tomar en consideración factores tales como la técnica de mezclado con el aglutinante, la selección de aglutinante y/o combinación de aglutinantes, el proceso de formación de la manta, la presión y la clase de materia prima que va a ser utilizada.

La utilización de combinaciones de resinas de urea/formaldehído, pMDI y E-pMDI presenta posibilidades de fabricación prometedoras. Algunos estudios realizados ponen de manifiesto que pueden fabricarse tableros a base de paja para usos interiores a un precio muy competitivo, incluso cuando el aglutinante necesario sea relativamente caro.

2.- Propiedades
En la tabla siguiente se recoge alguna de las propiedades de distintos tableros obtenidos a partir de diferente materias primas.

Propiedades de distintos tableros fabricados a partir de diferentes productos agrícolas, aglutinados adhesivos de poliuretano/isocianato (densidad aproximada: 630 kg/m3).

3.- Aplicaciones
Los tableros obtenidos, total o parcialmente, a partir de productos agrícolas, pueden utilizarse tanto en construcción como en la fabricación de muebles. Las características requeridas en cada caso pueden controlarse introduciendo variaciones en el proceso de producción. Los tableros a base de paja, por ejemplo, presentan bordes muy compactos, lo cual les convierte en sustitutos viables de los tableros de fibras de densidad media.

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Problemática de la inhalación del polvo de madera

Se entiende por polvo la dispersión de partículas sólidas en el ambiente. Cuando estas partículas son más largas que anchas, se denominan fibras.

Independientemente de la especie de madera y del tipo de tablero, cuando las piezas se mecanizan producen polvo, dispersándose en el aire y pudiendo inducir a patologías respiratorias y cutáneas. La duración de la exposición es un factor crucial en la aparición de estas enfermedades.

La exposición a polvo en el lugar de trabajo es un problema que afecta a muchos y muy diversos sectores (minería, fundición, canteras, panaderías, etc.), pues dicha exposición puede dar lugar a una amplia gama de enfermedades respiratorias (asma, bronquitis crónica, enfisema pulmonar).

La clasificación respecto al polvo de la madera se debe a criterios botánicos, considerándose maderas duras las provenientes de especies arbóreas caducifolias, también conocidas como frondosas o de hoja caduca (roble, haya, nogal, fresno, cerezo, castaño, olmo, sauce, abedul, sicómoro, entre otras).

En contraposición, las maderas blandas provienen de especias arbóreas de hoja perenne, las coníferas (gimnospermas), entre las que podemos indicar el pino, abeto, alerce, pícea, cedro y la secuoya.

Las maderas duras tienden a presentar una mayor densidad, fibras más cortas, un mayor contenido en poliosas (hemicelulosas) y sustancias solubles en solventes polares (taninos, avonoides, quinonas), así como un menor contenido en lignina que las maderas blandas.

En el “Apéndice 2: lista de maderas duras” de la “Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relacionados con la exposición durante el trabajo a agentes cancerígenos o mutágenos”, publicada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo se presenta un lista indicativa con los nombres científico y común de algunas maderas duras comercializadas, aún cuando en la práctica muchas otras maderas duras también se utilizan en proporciones importantes, sobre todo entre las de origen tropical.

No es fácil encontrar determinados tipos de madera en las empresas del Sector de la Madera y el Mueble, ya que gran parte del producto actual se realiza empleando tablero y tablero rechazado. Las maderas más comunes son:

- Mueble interior; haya, nogal, cerezo, roble, fresno, pino, tulipier, wengue.
- Mueble exterior: Teca, eucalipto rojo, ipe, merbau.
- Construcción (estructuras, pavimentos, etc.): Pinos, abeto, iroki, ipe lapacho, jatoba, blondo.
- Carpintería interior (puertas, ventanas): Pinos, roble, haya, abeto, maple, fresno.
- Carpintería exterior (puertas, ventanas): Pinos, ipe, iroki.

Aunque la cantidad de madera importada sí que ha variado, el orden de importación de dichas maderas se mantiene constante, siendo casi la mitad de la importación debido a maderas como el álamo, castaño, eucalipto, babeen, caoba americana (swietenia spp.); imbuya; balsa; palisandro del brasil, palo de rosa y abedul. No obstante vemos que el roble y el haya ocupan el cuarto y quinto puesto, respectivamente, en importación de madera, y cabe destacar que en este grupo sólo están roble y haya, sin englobarlas con otro tipo de maderas, como ocurre en el resto de grupos.

El concepto de maderas duras es importante por sus efectos cancerígenos. El trabajo de las industrias madereras puede comportar la exposición a cancerígenos conocidos y sospechosos. El polvo se ha clasificado como cancerígeno para los humanos (Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC).

Los riesgos derivados de la exposición al polvo por procesamiento de las piezas de madera, se pueden producir por concentración ambiental del polvo, por la sequedad de la madera, por los contenidos de taninos y por la posible presencia de otros elementos contaminantes como barnices, pinturas y tratamientos específicos. Si además de polvo, hay gases o vapores en el ambiente, éstos impregnarán las partículas y pueden potenciar su nocividad.

Hay que tener en cuenta que en el riesgo asociado a la inhalación de polvo no sólo influye la especie de la madera, sino también el tipo de polvo generado, es decir el tamaño de las partículas. Las partículas más pequeñas en principio son las más peligrosas pues permanecen más tiempo en el aire y pueden penetrar hasta los lugares más profundos de los bronquios. A estos efectos se ha acuñado el concepto de “polvo respirable”, es decir, la facción de polvo que puede penetrar hasta los alvéolos pulmonares. Se suelen fijar en los estudios especializados de carácter técnico los siguientes límites:

El diámetro medio de las partículas de polvo de madera se encuentra, generalmente, entre 10 µm y 30 µm, pero durante procesos como el lijado se pueden emitir partículas más finas, llegando hasta diámetros de partícula inferiores a 7 µm.

El tamaño de la partícula de polvo determina el tipo de lesión. La mayoría de las partículas más gruesas, entre 50 µm y 100 µm, no pueden penetrar en las vías respiratorias, quedando retenidas en las fosas nasales y la garganta, siendo eliminadas más tarde por el organismo, mediante la deglución, secreción nasal o la expectoración de las mismas. El resto de partículas más finas (z 50 µm) pueden penetrar hasta los pulmones y las inferiores a 5 µm lo hacen hasta los alvéolos pulmonares.

En general, las partículas de un tamaño suficientemente pequeño flotan en el aire formando una suspensión de la que caen lentamente. Las de mayor tamaño sedimentan y el resto se mueven con el movimiento del gas que las soporta. En el depósito y retención pulmonar de estas partículas, intervienen factores tanto anatómicos y fisiológicos como de índole puramente física, como el tamaño de las partículas. Así las de diámetro superior a 30 µm carecen de importancia fisiológica, ya que rara vez penetran en las vías respiratorias.

Los valores límites de exposición profesionales son un componente importante de las medidas generales de protección de los trabajadores y deben revisarse cada vez que resulte necesario a la luz de los datos científicos actualizados. El valor límite es el límite de la media ponderada temporalmente de la concentración de un agente cancerígeno en el aire dentro de la zona en que respira el trabajador en relación con un periodo de referencia específico.

En cuanto al polvo, los factores de riesgo dependen de la tasa de concentración de polvo y partículas, para la que se establecen unos determinados niveles para una jornada laboral normal de tiempo de exposición. Los parámetros internacionales oscilan entre 1 mg/m3 de la ACGIH (“TLVs y BEIs, Valores límites umbral para sustancias químicas y agentes físicos e índices biológicos de exposición”) para maderas duras y 5 mg/m3 para las blandas, Alemania, que establece 2 mg/m2 para las duras y el Reino Unido y España establecen para las maderas duras el mismo límite que el que establece la ACGIH para las maderas blandas (5 mg/m3).

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Tablero fenólico

El conocimiento científico-tecnológico sobre los tableros fenólicos es escaso todavía. Por este motivo, AIDIMA está desarrollando un proyecto de I+D denominado “Investigación de la influencia de las características de las materias primas y del proceso de fabricación en el comportamiento de los tableros contrachapados fenólicos” subvencionado por el IMPIVA y el Fondo de Desarrollo Regional Europeo.

Un tablero contrachapado es un tablero formado por chapas de madera unidas entre si por un adhesivo, de forma que la orientación de las fibras de una chapa con respecto a la inmediata superior o inferior forma un ángulo, generalmente, de 90º. Esta disposición entre chapas tiene la finalidad de proveer a los tableros de una buena estabilidad dimensional y una buena resistencia tanto en el sentido longitudinal como transversa del tablero.

El adhesivo más empleado en la fabricación de tablero contrachapado es la resina urea-formaldehído, ya que presenta un rápido curado y tiene la ventaja de su bajo coste. No obstante éste adhesivo presenta dos desventajas a tener en cuenta, por una lado, en ocasiones puede presentar una deficiente resistencia a la humedad, y por otro lado presenta en su composición un cierto contenido en formaldehído, el cual es tóxico y puede pasar al ambiente por evaporación. Actualmente existe una normativa que clasifica los tableros según su contenido y emisión de formaldehído. Esta clasificación divide los tableros en E1 y E2, estableciendo unos límites de contenido y emisión de formaldehído para cada grupo. (EN 13986:2002 Especificación del contenido y emisión de formaldehído).

Una alternativa muy adecuada a este tipo de adhesivos es la resina fenol-formaldehído. Este adhesivo presenta unas propiedades muy buenas de resistencia a la humedad y sus emisiones de formaldehído son bajas, por lo que cumple fácilmente la normativa respecto a emisiones de este compuesto. Su principal desventaja es que se trata de una resina que posee color pardo rojizo, presentando sus líneas de cola este color característico. También debido a su color se pueden encontrar, en tableros formados por chapas de maderas muy porosas y colores claros, manchas debidas a la absorción del adhesivo por la chapa. Otra desventaja, más difícil de valorar, es el hecho de que el tablero contrachapado fenólico causa un desgaste mayor, en las herramientas de corte, que el tablero fabricado con resina de urea. Esto es debido, fundamentalmente, a la mayor abrasividad que presentan los componentes del adhesivo fenólico.

En cuanto al proceso de fabricación del tablero contrachapado, se utilizan prensas a elevada temperatura que permiten el curado de la cola en un tiempo relativamente corto. A la hora de emplear una resina u otra, habrá que tener en cuenta que para el curado de la resina fenol formaldehído, la temperatura de curado será de alrededor de 15º C superior que para una resina urea-formaldehído. Otro problema que se puede presentar en el proceso de  fabricación al cambiar de resina es la diferencia de viscosidad. Las resinas de urea suelen ser mucho más fluidas que las fenólicas, esto se puede solucionar variando la proporción de cargas y aditivos en el adhesivo.

El tablero contrachapado fenólico presenta múltiples aplicaciones, entre ellas destacan su presencia en mobiliario de exterior, mobiliario náutico y construcción de botes; en construcción, formando parte de encofrados, tejados y cubiertas; embalaje y transporte, etc.

Por todo lo anterior, el uso de los tableros contrachapados fenólicos se ha visto incrementado en los últimos años de manera importante, y ante el escaso conocimiento científico-tecnológico sobre este tipo de tableros, el proyecto de AIDIMA centra su objetivo el estudio de las correlaciones existentes entre las propiedades y el comportamiento final de los tableros, y los tipos, concentraciones y características de las materias primas empleadas, así como las variables relacionadas con el proceso de fabricación.

Las principales conclusiones del estudio versan en torno a las características e la resina fenólica. Destaca su bien comportamiento en cuanto a la emisión de formaldehído, ya que en todos los casos están muy por debajo del mínimo establecido por la norma para clase E1. En cuanto a las propiedades mecánicas del tablero, el tipo de chapa y su densidad son determinantes, de manera que habrá que evaluar, según el uso posterior del tablero contrachapado fenólico, cuál es la especie de madera más adecuada para cada aplicación.

Vanesa Parada Artigues / Manolo Belanche
Dpto. de Materiales y Medio Ambiente

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Retardante de llama en espumas

Las espumas de poliuretano se encuentran dentro del grupo de materiales plásticos denominados comúnmente espumas poliméricas, caracterizadas por la presencia en su composición de dos fases, una matriz polimérica y una fase gaseosa derivada de un agente espumante. AIDIMA investiga y ofrece sus servicios avanzados en este complejo campo.

El proceso de formación de las espumas es un proceso de polimerización entre los reactivos poliol y disocianato (ambos derivados del petróleo), mientras la fase gaseosa se dispersa en la matriz polimérica durante la polimerización, en presencia de ciertos catalizadores y aditivos. Al finalizar queda una estructura porosa de retículos denominados celdas. Estas celdas pueden ser abiertas (principalmente en espumas flexibles) o cerradas (en espumas rígidas).

En cuanto a la industria del mueble, son las espumas flexibles de poliuretano (EFP) las que revisten mayor importancia ya que cada vez son más utilizadas, exigiéndose características más concretas que afectan al conforme (espumas convencionales, de alta resiliencia, visco elásticas, etc.), a los aspectos medioambientales (durante su fabricación y deshecho) y a los aspectos de seguridad, destacando su comportamiento frente al fuego (espumas ignífugas).

Los aditivos ignifugantes son de gran importancia para las EFP ya que la seguridad de los materiales es un aspecto cada vez más exigido por los usuarios y por la legislación, presentando las espumas de poliuretano una alta inflamabilidad, dada su naturaleza química y su estado físico, al implicar sus células abiertas una gran superficie y una elevada permeabilidad al aire.

La familias de aditivos ignifugantes más utilizadas son las de esteres halogenados de fósforo, polvos de melanina, aluminios trihidratados, y cada  vez en mayor medida, compuestos órgano fosforados con el fin de disminuir el uso de compuestos halogenados por los problemas de toxicidad que algunos pueden llegar a ocasionar. Muchas veces se utilizan mezclas de aditivos de distintas familias, por ejemplo de actuación son diferentes y en muchos casos complementarios obteniendo una sinergia en sus efectos.

A pesar de sus evidentes ventajas, el añadir aditivos ignifugantes a las EFP también tiene sus inconvenientes, ya que provoca un empeoramiento de su comportamiento se ha realizado en AIDIMA el proyecto “Investigación de la influencia de los retardantes al fuego, en el comportamiento de las espumas flexibles de poliuretano utilizadas en tapicería” subvencionado por el IMPIVA y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, con el fin de conocer la influencia real de distintos retardantes comerciales durante el proceso de fabricación de las espumas y sobretodo sobre sus características mecánicas y frente al fuego finales.

Para ello, se han utilizado materias primas de uso habitual en la industria de las EFP incluyendo varios aditivos ignifugantes de distintas clases y marcas. Se ha trabajado con  diferentes formulaciones, para seleccionar la más apropiada a fin de obtener espumas de buena calidad para su uso en tapicería a escala de laboratorio. Asimismo, se ha fabricado la espuma sin aditivos ignifugante y las espumas ignifugas (añadiendo cada uno de los distintos aditivos a varias concentraciones). Finalmente se han ensayado las propiedades mecánicas más importantes y el comportamiento frente al fuego de todas las espumas fabricadas. De esta manera, se han establecido pautas de comportamiento para los distintos tipos de aditivos ignifugantes, lo que nos permite comprender mejor la química y la problemática de las EFP.

Entre las características mecánicas y frente al fuego de las espumas ensayadas en los laboratorios de AIDIMA, cabe señalar las siguientes:

• Densidad (UNE EN ISO 845:1996)
• Dureza por identación (ISO 2439:2001)
• Deformación remanente por compresión (UNE EN ISO 1856:2001)
• Resistencia a la tracción y alargamiento de la rotura (UNE EN ISO 0798:2001)
• Resiliencia (UNE EN ISO 8307:1998)
• Resistencia a la penetración antes y después de fatiga dinámica (UNE 11-020:1992 e ISO 2439:2001)
• Inflamabilidad de mobiliario tapizado. España. (UNE EN 1021-1 y 2:2006)
• Inflamabilidad de mobiliario tapizado. Reino Unido. (BS 5852:1982)
• Velocidad de propagación de llama (UNE 23-724:1990)

Isabel Aguilar / Manuel Belanche
Dpto. de Materiales y Medio Ambiente

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El cartón ondulado, gran olvidado

El laboratorio de Materiales Celulósicos para Embalajes de AIDIMA ofrece un servicio integral para dar soluciones idóneas a las necesidades de las empresas. Dispone del equipamiento necesario y de profesionales especializados para realizar los controles de calidad requeridos para caracterizar los cartones ondulados, destinados a cualquier tipo de uso y otros materiales celulósicos destinados a envases y embalajes.

El cartón ondulado es un material cotidiano y necesario en la sociedad. Nadie tendría ningún problema en identificarlo. Sin embargo, al mismo tiempo es un gran desconocido que poca gente, exceptuando los profesionales del sector, es capaz de caracterizar de forma precisa, aunque sean usuarios y consumidores habituales del mismo.

El cartón ondulado es un material que se puede encontrar en mucha aplicaciones, aunque su verdadera función es la materia prima de los embalajes, tanto los que se destinan para el transporte, como en los que se utilizan para agrupar una serie de unidades en el punto de venta o los que terminan en manos del usuario o consumidor final. Esto hace que sea un material cotidiano, cercano y al que se ofrecen usos más lúdicos –sirva como ejemplo su utilización para la elaboración de disfraces caseros-.

Sin embargo, esta convivencia con el cartón ondulado no es sinónimo de conocimiento. Son habituales frases parecidas a “¿qué más da?, todos los cartones son iguales” o “el cartón que sea, todos sirven”. En el ámbito de la industria, fuera de su sector, el control de la calidad del cartón ondulado se reduce, en la mayoría de los casos, a una estimación de su gramaje y, a veces, a un acercamiento a la calidad de sus papeles componentes, olvidando aspectos mucho más importantes que afectan a su funcionalidad.

Si bien es habitual el cuidadoso control de la producción y calidad de acabados de un producto, cumpliendo con duras especificaciones, también lo es el descuido sistemático del embalaje de dicho producto. Quizás no en su vertiente estética pero sí en lo que a su comportamiento mecánico se refiere, sin tener en cuenta que éste también influye en la presentación y percepción de calidad del producto por parte del usuario final.

A continuación, se presenta un breve cuestionario para evaluar los conocimientos sobre cartón ondulado. Básicamente son preguntas sencillas que deberían tener respuestas rápidas entre los usuarios de este material:

1.-    ¿Es el cartón ondulado un material higroscópico?
2.-    ¿Mayor gramaje implica siempre mayor resistencia?
3.-    ¿Sabría interpretar una ficha técnica de cartón ondulado?
4.-    ¿Qué diferencias existen entre un cartón ondulado doble-cara y uno doble-doble?
5.-    ¿Qué calidad de cartón ondulado es la más adecuada para el embalaje de su producto?
6.-    ¿Qué hace si su cartón ondulado no cumple con las expectativas?

El laboratorio de Materiales Celulósicos para Embalaje de AIDIMA está acreditado por ENAC (Entidad Nacional de Acreditación) según la norma UNE-EN IEC 17025:2005 para la realización de ensayos de papel, cartón, cartón ondulado y envases y embalajes de mercancías peligrosas, lo que es indicativo de la calidad del trabajo que lleva a cabo.

Eva Martínez
Responsable del Laboratorio de Materiales Celulosicos para el embalaje

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Mejora de la durabilidad de la madera en uso exterior por modificación térmica

A pesar de la aparición de nuevos materiales desarrollados en los últimos años, la madera y sus derivados siguen manteniéndose en un puesto privilegiado entre los materiales más utilizados en nuestro entorno. Lo podemos encontrar tanto en elementos de construcción (estructuras), carpintería (pavimentos, revestimientos, puertas, ventanas, escaleras etc.), en el mobiliario o incluso en otros usos como son en el envase y embalaje, papel, cartón, etc.

La madera tiene indudables ventajas económicas, técnicas y medioambientales frente a otros materiales en estos usos (altas prestaciones físico-mecánicas pese a su baja densidad, fácil mecanización con bajos costes energéticos, alta disponibilidad, muy buena reacción y resistencia frente al fuego por carecer de dilatación térmica, muy buenas propiedades aislantes térmicas y acústicas, material totalmente renovable y reciclable, almacén de CO2 del planeta, etc.).

Sin embargo, en su uso en ambientes de exterior tiene dos desventajas fundamentales frente a otros materiales sustitutivos:

a) Durabilidad: un problema fundamental que limita su uso sobretodo en ambientes exteriores. Y es que su origen orgánico la hace susceptible de ser biodegrada por organismos xilófagos, principalmente insectos xilófagos (polilla, carcomas finas y gruesas, termitas) y hongos xilófagos (hongos cromógenos y sobre todo hongos de pudrición).

b) Inestabilidad dimensional: la estructura anatómica de la madera constituida por células formadas por una matriz tubular y hueca, así como sus componentes químicos fundamentales (celulosa, hemicelulosas y lignina), con carácter polar, hacen que sea un material muy higroscópico; es decir, absorbe y emite agua al medio en función de las condiciones climáticas que la rodean (humedad relativa del aire y temperatura). Este hecho, unido a su carácter anisotrópico (hincha y merma de forma irregular según el plano: tangencial, radial o transversal), produce que la madera sea inestable para algunas necesidades constructivas en exterior, provocando alabeos, fendas e, incluso, roturas.

La modificación interna de la madera por shocks térmicos en condiciones de vacío, es decir, la madera termomodificada, torrefactada o termomadera se está convirtiendo en un tratamiento alternativo, no químico, que tiene como principal ventaja la mejora tanto de la durabilidad frente al ataque biológico como la mejora de la estabilidad dimensional, y sobretodo que se trata de un tratamiento totalmente respetuoso con el medio ambiente. De hecho, se conoce de muchos años atrás, que la madera quemada resulta ser mucho más durable en exterior. Ya los vikingos utilizaban este tipo de madera para su uso en exterior en la construcción de vallas.

En AIDIMA se está llevando a cabo un proyecto, financiado por el IMPIVA y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, que trata de investigar acerca de las propiedades físico-químicas, de durabilidad, acabado, etc. de la madera termomodificada de fresno y haya, ambas importadas de la empresa austríaca Mirako.

De los resultados que se desprenden hasta el momento del proyecto, la madera termomodificada tanto de fresno como de haya, se caracteriza por ser un material que gana en durabilidad frente a la acción degradadora de los hongos xilófagos, ya que durante el termotratamiento las cadenas de hemicelulosa se degradan, quedando de forma indisponible como fuente de alimentación de este tipo de hongos. En cuanto a la densidad, se ve disminuida en ambas especies de madera tratadas. Disminuye entre  un 5-15% en fresno termotratado y un 20% en haya termotratada. Esta disminución no se considera significativa, además se ha comprobado que la estabilidad dimensional mejora sustancialmente en haya termotratada y medianamente en fresno termotratado. El comportamiento de los adhesivos de acetato de polivinilo con cierta resistencia a la humedad mejora sensiblemente en estas dos especies de madera termotratadas, traduciéndose en un mejor comportamiento del conjunto adhesivo-madera en condiciones de exterior. Esto, junto con su mejor estabilidad y resistencia a la biodegradación, hacen que este material sea adecuado para su instalación en exterior.

En cuanto al comportamiento de la madera termotratada con acabados superficiales específicos y adecuados, se observa, en general, una mejora considerable del comportamiento frente a la luz, con respecto a la madera natural, debido a la presencia de filtros UV en los recubrimientos, resultando ser otro punto a favor para su uso en condiciones de exterior.

El nivel tecnológico y el grado de innovación del proyecto son altos, pues el tratamiento es muy innovador. De hecho, hasta la fecha se trata de un sistema desconocido en España y sólo desarrollado a nivel experimental en Escandinavia. Desde AIDIMA se ha contactado con proveedores de esta madera en Europa, así como de los que se encargan de desarrollar la tecnología para realizar este tratamiento, con el fin de importar todo este conjunto y trasladarlo a las empresas españolas. Ferias como FIMMA-MADERALIA en 2007 ó HABITAT VALENCIA de este año, así como el congreso COSMU celebrado recientemente en Valencia, han despertado el interés de diversas empresas valencianas en este nuevo producto. Actualmente, empresas de la Comunidad Valenciana ya están iniciando los trámites a través de AIDIMA para poner a punto el sistema de modificación de la madera en sus instalaciones, con el fin de liderar el mercado español con este nuevo material.

Sales Ibiza
Dpto. de Tecnología y Biotecnología de la Madera

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AIDIMA investiga nuevos nanosistemas para la liberación controlada de biocidas de interés en diversos materiales

Incluido dentro de su línea de investigación en las prometedoras nanotecnologías, el proyecto consiste en la preparación de nanosistemas para la liberación controlada de biocidas, de manera que se aumente en gran medida la eficiencia de estos productos, pudiendo controlar la liberación de la sustancia activa una vez se haya producido el ataque de los organismos biológicos.

El empleo de sustancias biocidas en los productos destinados a su uso en exterior en materiales propios del sector del mueble, de la construcción, cerámico y textil, ha generado diversos problemas debido a:

•    la baja eficiencia del agente biocida empleado, por lo que no se evita el ataque por organismos biológicos (bacterias, microorganismos, xilófagos, mohos, hongos…)
•    la pérdida en el tiempo de la sustancia biocida, aun cuando el producto no haya sido atacado por los organismos biológicos.
•    el empleo de sustancias tóxicas que genera, en algunos casos, problemas medioambientales derivados de los lixiviados procedentes de los productos tratados.
•    en algunos casos, la protección de la pieza varía el aspecto (color, textura…) de los productos, de manera que no siempre es aceptado este cambio por el usuario final.

Estos problemas tienen como solución el encapsulamiento o la fijación de sustancias biocidas, de manera que se pueda controlar la liberación de las sustancias activas, que al tener un tamaño nanomolecular, tienen probablemente una mayor eficiencia frente a organismos biológicos, sin producirse una contaminación importante por lixiviación, y sin que apenas modifiquen el aspecto exterior de los materiales tratados.

Las principales ventajas que ofrece la encapsulación sobre un proceso de aplicación convencional es el aislamiento de principios activos inestables en contacto con el medio externo y la liberación gradual del mismo. Esta liberación se producirá sólo cuando sea necesario debido a la presencia indeseable de determinados organismos biológicos. Además del encapsulamiento de biocidas, se estudiará el anclaje de los mismos en nanosistemas formados por soportes nanoparticulados.

Los productos resultantes son totalmente novedosos e inexistentes hasta ahora en el mercado. Con ellos se posibilitará el mayor empleo de maderas y muebles, de morteros, de baldosas y tejas, y de fibras textiles capaces de ser usados en condiciones de exterior con la protección adecuada y de presentar un mejor aspecto y unas mejores condiciones de seguridad e higiene, pudiendo ampliar considerablemente el mercado de los fabricantes de estos productos.

El presente proyecto de I+D en cooperación, subvencionado por el IMPIVA y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea, está siendo realizado por AIDIMA, como coordinador, en cooperación con AIDICO, AITEX, ITC, IQMA (UPV) y SUPRAMOL (UV).

Julián Moratalla
Laboratorio de Materiales y Medio Ambiente

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Determinación de COV’s en procesos de acabado utilizando diferentes productos

En el proceso de fabricación de mobiliario existen varias etapas que contribuyen de manera significativa a la contaminación del medio ambiente. Sin lugar a dudas, la etapa de acabado del mueble es la que produce mayor impacto ambienta.

En esta etapa de acabado, se generan la mayor cantidad de residuos sólidos peligrosos de la empresa (envases de pinturas, disolventes, lodos de la depuración de las aguas residuales de la empresa, etc). También se genera una parte importante de las aguas industriales de la empresa (agua de la cabina de pintura) y por último, es la etapa en la que se producen las emisiones más significativas de Compuestos Orgánicos Volátiles, en adelante COV’S provenientes de los disolventes orgánicos que forman parte de la formulación de los productos utilizados en esta etapa (pinturas, barnices, tintes, etc).

Para comparar las emisiones de COV’S al utiliza diferentes productos comerciales, en las instalaciones de AIDIMA, se ha aplicado distintos barnices y se han registrado sus emisiones con un analizador de carbono orgánico total (TOC, de las siglas en inglés).

Los productos que se han aplicado son los siguientes:

A continuación se muestran las emisiones de carbono orgánico total registradas para cada producto:

En la primera figura de la derecha (donde se ha aplicado un producto poliuretánico ajustado con un disolvente orgánico convencional, se observan que las emisiones no suelen sobrepasar los 100 mg C B/ N m3. Si se compara esta figura con la figura 2, donde se ha aplicado un producto nitrocelulósico ajustado con un disolvente orgánico convencional, se observa que estas emisiones son ligeramente superiores a las observadas cuando se aplica un producto poliuretánico en ba base disolvente orgánico. Este hecho se debe fundamentalmente a que los productos nitrocelulósicos tienen un contenido en sólidos bajo y por tanto más disolventes orgánicos en su formulación que el poliuretánico, aún después de alcanzar ambas formulaciones la viscosidad adecuada (mayor emisión de COV’S en el proceso de acabado tal y como refleja la figura 2). En los productos poliuretánicos el contenido en sólidos es mayor y el contenido en disolventes orgánicos es menos (menos emisión de COV’S tal y como refleja la figura 1).

Sin embargo, donde se utiliza un producto en base agua, se observa claramente que en éste último, las emisiones son mucho menores. En un proceso de acabado cuyas materias primas son productos en base agua, las emisiones de COV’S son muy bajas comparadas con los dos procesos anteriores. Los valores encontrados no suelen alcanzar los 20 mg C/N m3.

Por tanto, los barnices al agua son un gran avance para poder cumplir con la legislación ambiental relativa a la emisión de COV.

Las empresas que sigan utilizando productos al disolvente, deberán invertir en un sistema capaz de eliminar los COV’S de las emisiones a la atmósfera para cumplir con las legislaciones (comunitarias, estatales y autonómicas).

Desde AIDIMA podemos realizar un asesoramiento técnico a las empresas para ayudarles a decidir qué opción se adapta mejor a su situación particular. Para ello pueden contactar con el Departamento de Materiales y medio Ambiente.

Francisco Blasco Mollà
Dpto. de Materiales y Medio Ambiente

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Biodegradabilidad de tableros utilizados en la fabricación de mobiliario

Cada vez son mayores las exigencias tanto de las diferentes administraciones como de los consumidores, a favor de la utilización de materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente para la fabricación de bienes de consumo. Estos bienes, una vez acabada su vida útil, deben de favorecer su tratamiento final y una manera de hacerlo es que sus componentes originales sean biodegradables, es decir, que puedan descomponerse mediante la acción de agentes naturales.

Muestra del interés público por el destino de los productos una vez finalizada su vida útil, son las medidas que desde la Unión Europea, favorecen las políticas que mejoren la reutilización de sus materiales y el reciclaje de los productos (Política Integrada de Producto).

Asimismo, en el ámbito de la normalización, se han desarrollado diferentes documentos para cubrir el espectro de metodologías que desarrollan los ensayos que se han de efectuar para evaluar la biodegradabilidad.

Así, desde organismos como la Organización para la Cooperación Económica y el Desarrollo (OECD, en inglés) se ha desarrollado metodologías para la determinación de la biodegradabilidad en compuestos químicos. También organismos de normalización internaciones (ISO; DIN; CEN) han introducido un método de ensayo con esta finalidad en su normativa, durante la última década.

Con todo ello, el parámetro que mide la biodegradabilidad está siendo estudiado en la actualidad cada vez más en diferentes materiales como el plástico, materiales compuestos (composites), textiles, etc…, con el objetivo, no sólo de conocer cambios en la producción de dicho material para mejorarla.

En el sector de la madera de la fabricación de mobiliario, las materias primas que más se utilizan son los diferentes tipos de tableros derivados de la madera: aglomerado, de fibras de media densidad y el contrachapado.

Estos tableros poseen diferentes características físico químicas que permiten su utilización en diferentes aplicaciones en el proceso de fabricación de mobiliario de madera. En los tres tipos de tableros mencionados se utilizan partículas de madera o chapas de madera, con determinadas colas (principalmente urea-formaldehído o fenol-formaldehído) que en ocasiones inhiben la biodegradabilidad de los tableros debido al contenido en formaldehído (agente antiséptico y tóxico para los microorganismos). Las posibles mejoras que aumenten  su biodegradabilidad, sin perjudicar la durabilidad y prestaciones de los tableros, pueden llevar al fabricante a obtener un producto más respetuoso con el medio ambiente, más sostenible y con una fuerte herramienta de marketing frente a sus competidores.

La biodegradabilidad es uno de los parámetros que se encuentra en estudio para la obtención de la eco etiqueta en mobiliario, en concreto el reciclado y la eliminación.

En AIDIMA se está desarrollando un estudio de biodegradabilidad de estos tres tipos de tableros para, en su caso mejorarla (trabajando con fabricantes de este tipo de tableros) y poder llegar a realizar productos biodegradables y respetuosos con le medio ambiente.

El ensayo consiste en la inoculación del producto objeto de estudio, con una población bacteriana que, en un tiempo especificado (normalmente 28 días), debe de alcanzar un cierto porcentaje de biodegradabilidad en unas condiciones de temperatura definidas.

Los resultados que se están consiguiendo dan información del grado de biodegradabilidad de los distintos tableros y de la influencia de sus diversos componentes en ella.

Este parámetro es también considerado por las administraciones públicas en la resolución de consumos de compra de diferentes productos.

Asimismo, algunas grandes empresas compradoras, en sus pliegos de condiciones, también solicitan la certificación de la biodegradabilidad de los productos a adquirir.

Por tanto, AIDIMA, tal y como viene realizando desde su creación, pone a la disposición de las empresas su conocimiento y capacidad tecnológica para aumentar el valor añadido de sus productos y mejorar así la competitividad entre su competencia, clave en épocas como las actuales.

Para mayor información (y en su caso, realización de estudios de productos o materias primas), pueden ponerse en contacto con el Laboratorio de Materiales y Medio Ambiente de AIDIMA.

Francisco Blasco Mollà
Dpto. de Materiales y Medio Ambiente

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Cortinas y cubiertas frente al fuego

AIDIMA realiza ensayos relativos al comportamiento frente al fuego de cortinas, cortinajes y cubiertas.

De esta forma se completa las acreditaciones ENAC de las que disponía ya el laboratorio de reacción al fuego (estaba ya acreditado para ensayos de reacción al fuego de materiales de construcción –euro clases-, e inflamabilidad de colchones y mobiliaria tapizado, según normas españolas de colchones y mobiliario tapizado, según normas españolas y europeas), permitiendo dar una oferta técnica multidisciplinar y sinergiada con otras áreas de AIDICO y AIDIMA, en los diferentes ámbitos principalmente los que afectan al fuego, ofertando una gama de servicios de alto valor a nuestros clientes, facilitando totalmente el cumplimiento de reglamentos nacionales, autonómicos o municipales (CTE y RSCIEI) e internacionales (marcando CE), así como sus procesos de desarrollo y caracterización de nuevos productos/materiales.

Los incendios constituyen el riesgo más grave para la seguridad de los ocupantes de los edificios. Este riesgo se materializa dolorosamente año tras año, en decenas de miles de muertos y heridos. Además están las pérdidas materiales en los mismos, tanto del contenido como del continente: bienes familiares, sociales o empresariales, con la derivación subsidiaria de la pérdida de servicios.

Afortunadamente es posible prever y aplicar medidas efectivas que, si bien no puedan eliminar totalmente el problema, sí lo pueden reducir en magnitud.

Todos los países de nuestro entorno, conscientes del grave problema que representan los incendios en los edificios, legislaron hace ya más de 30 años, normas de obligado cumplimiento en este sentido.

La entrada de nuestro país en la CEE, supuso la necesidad de adaptar nuestra legislación al entorno permitido por las Directivas Comunitarias que nos afectaban, estableciendo una serie de requisitos esenciales.

Estos “Requisitos Esenciales”, suponen aspectos muy relacionados con la seguridad de las personas y del medio ambiente.

La “Seguridad en caso de incendios” es el segundo requisito en importancia, lógicamente debido al elevado riesgo que supone este tipo de accidentes.

Para el requisito esencial “Seguridad en caso de incendios” se establece que “las obras deberán proyectarse y construirse de forma que, en caso de incendio, entre otras cosas, la aparición y propagación del fuego y del humo dentro de la obra estén limitados. Para conseguir esto, no sólo se debe efectuar un correcto diseño del edificio según su uso, sino además el control de las exigencias a los productos y sistemas que componen el edificio, sobre todo en sus materiales (Reacción al Fuego).

Desde 1989, para el cumplimento de las exigencia mínimas de la seguridad contra incendios, existe una directiva de Productos de la Construcción 89/106/CEE, por la que cada país de la Unión Europea ha tenido la necesidad de adaptar la legislación vigente nacional, al entorno permitido por las mismas, que afectan, sobre todo, a la sustitución de las normas y su sistema de clasificación nacional de reacción al fuego de los materiales y elementos de construcción, por las correspondientes normas y clasificaciones europeas.

Esta directiva europea, es solamente aplicable a los productos de construcción, como es el caso de revestimientos de paredes y techos, revestimientos de suelos, elementos lineales, cubiertas, etc. Sin embargo, no incluye otro tipo de materiales de interiorismo y decoración como elementos textiles suspendidos (cortinas, cortinajes, etc.) elementos textiles de cubierta (carpas), tapicerías, mobiliario, elementos decorativos, etc.

No existe, por tanto, una directiva europea comunitaria que armonice las diferentes legislaciones en relación a estos materiales, de forma que, cada país tiene la potestad de regular el comportamiento de este tipo de materiales frente al fuego, utilizando o no, normativa nacional y/o normativas europeas, que evalúen dicho comportamiento.

Con la aprobación el pasado 17 de marzo de 2006, del Código Técnico de la Edificación (CTE), es obligatorio la aplicación de las disposiciones normativas contenidas en el mimo como única opción para regular todos los requisitos técnicos que tiene que cumplir los materiales de construcción en general, y particularmente los elementos suspendidos como cortinas, mobiliario, elementos decorativos y carpas, expresados en su correspondiente “documento básico de seguridad contra incendios”.

En el caso de la reglamentación española, se ha elegido utilizar normas de rango europeo (EN) de comportamiento al fuego del mobiliario tapizado y de otros materiales textiles como es el caso de cortinas y cortinajes (elementos textiles suspendidos en general), publicadas por el CEN (Comité Europeo de Normalización), que aunque no sean de carácter obligatorio para los países miembros, ya que no existe una directiva vinculante, pueden sustituir las normas nacionales y ser utilizadas para una futura unificación de la evaluación de dichos materiales.

Así pues, el Código Técnico de la edificación (REAL DECRETO 314/2006 con su correspondiente modificación de abril de 2009) en su documento básico “seguridad en caso de incendio”, estipula en su sección de PORPAGACION INTERIOR, en el apartado referente a los edificios y establecimientos de uso Pública Concurrencia, y con relación a los elementos decorativos tales como textiles suspendidos (telones, cortinas, cortinajes, etc), que deberán tener una clasificación “Clase 1”, conforme a la norma UNE-EN 13773:2003 ”Textiles y productos textiles. Comportamiento al fuego. Cortinas y cortinajes. Esquema de clasificación”.

Por otro lado, el CTE en su sección de PROPAGACIÓN EXTERIOR, en el apartado referente Cubiertas, establece que los materiales que ocupen más del 10% del revestimiento o acabado exterior de las mismas, incluida la cara superior de los voladizos cuyo saliente exceda de 1 m, así como los lucernarios, claraboyas y cualquier otro elemento de iluminación, ventilación o extracción de humo, deberán pertenecer a la clase de reacción al fuego BROOF (t1), conforme a la norma de ensayo UNE ENV 1187:2002- método 1 “Comportamiento al fuego de las cubiertas y recubrimiento de cubiertas, expuestas a un fuego exterior” y su correspondiente norma de clasificación UNE EN 13501-5:05.

Vicente P. Navarro Miquel
Responsable Laboratorio Reacción al Fuego del Centro Técnico del Fuego AIDIMA-AIDICO (CTF)
Nerea Carpintero Cardona
Laboratorio Reacción al Fuego del Centro Técnico del Fuego AIDIMA-AIDICO (CTF)

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AIDIMA coordinó la sección de recubrimientos para la madera en EUROCOAT

Los pasados días 29 y 30 de septiembre y 1 de octubre, tuvo lugar en Barcelona, en la sede de la Feria, la celebración del congreso anual EUROCOAT destinado a fabricantes de pinturas y barnices, así como a los usuarios de estos productos.

Este congreso se celebra conjuntamente con la exposición, estando ambos eventos organizados por AETEPA, Asociación Española de Técnicos de Pinturas y Afines.

Las cuestiones a tratar son muy diversas, estando destinadas a resolver situaciones candentes para el sector, pudiendo extraer una buena información sobre temas tales como:

• Los Polímeros de origen natural y las fronteras de la base agua.
• Tendencias de futuro en química de pinturas.
• ¿Es posible un futuro sin petróleo ni gas natural y sin disolventes?
• Recubrimientos Funcionales.
• Novedades en el Acabado de la Madera.
• Pigmentos de Efecto.
• Novedades en Materias Primas, Ligantes y Aditivos de Pinturas.
• Novedades en Recubrimientos Anticorrosivos.

La estructura del congreso está organizada en forma de sesiones, habiendo una dedicada al recubrimiento de la madera, de la cual AIDIMA es la responsable.

Rosa María Pérez Campos
Directora del Laboratorio de Materiales y Medio Ambiente.

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Comité de normalización CEN/TE 207: novedades

Recientemente ha tenido lugar en Milán, la reunión plenaria del CEN/TC 207 “Furniture”, Comité europeo de normalización en el ámbito del mobiliario. Al frente de la delegación española, asistió Mariano J. Pérez Campos, en calidad de secretario del AEN/CTN 11 “Mobiliario” y coordinador del grupo de trabajo europeo CEN/TC 207/WG 7 “Surfaces and surface finishes of furniture”.

En esta reunión plenaria se discutió, como asunto de especial relevancia, la remodelación del CEN/TC 207, con el fin de dotarlo de una estructura más ágil y eficiente. Esta estructura quedó constituida por nueve grupos de trabajo, seis de carácter sectorial (mobiliario doméstico, infantil, oficina, exterior, público y escolar), y tres horizontales (superficies, herrajes y métodos de ensayo). Tras la remodelación, el WG 7, con la denominación “Requerements and test methods for furniture surfaces”, prosigue su actividad sin modificaciones en su plan de trabajo, sus miembros y su coordinador, Mariano J. Pérez Campos. El AEN/CTN 11 “Mobiliario”, es el comité de normalización español “espejo” del europeo CEN/TC 207 “Furniture”, y como tal, viene participando en las actividades de este y realizando el seguimiento correspondiente. La Secretaría del Comité español de mobiliario la desempeña AIDIMA desde su creación.

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Desarrollo de nuevos materiales superhidrófobos mediante nanotecnologías

El IMPIVA, a través del Programa de I+D para Institutos Tecnológicos, financia el proyecto el desarrollo de nuevos materiales súper hidrófobos para el sector del mueble, mediante la adición de nanocompuestos. Este proyecto, con una duración tres años, tiene por objetivo aportar a ciertos materiales empleados en el sector del mueble de unas propiedades diferenciadoras, concretamente, una alta hidrofobicidad o incluso súper hidrofobicidad y unas propiedades de auto limpieza, mediante el uso de nanocompuestos.

En el sector del mueble, son especialmente importantes estas propiedades ya que, la madera y sus derivados son materiales higroscópicos, y en ocasiones, ésa es una de las principales limitaciones de su uso. Asimismo se hará extensivo el empleo de nanocompuestos para obtener propiedades súper hidrófobas o de auto limpieza a otros materiales como los tapizados. La consecución de estas propiedades generará numerosas aplicaciones para estos nuevos materiales. Estos nuevos productos podrían competir en un mercado global, y aportarían soluciones de negocio a las PYMES de la Comunidad Valenciana.

Desde el punto de vista teórico, lo que caracteriza la hidrofobicidad, es la medida del ángulo de contacto de una gota sobre la superficie del material. Las superficies súper hidrofóbicas se caracterizan por que las gotas de agua no siguen la orografía de los materiales. A este estado se denomina estado Fakir y la superficie está compuesta por bolsas de aire atrapadas. La ecuación de Cassie-Baxter, mostrada a continuación, relaciona la proporción de área de contacto líquido-superficie y el ángulo de contacto resultante.

cos_cb=_(cos_i+1)-1

Razones de superficie, entre la total presentada por el acabado y la superficie de material tratado, mayores a 1,6 presentará un estado Fakir estable permanentemente, para materiales hidrófobos con ángulos intrínsecos alrededor de 120º. De acuerdo con la ecuación Cassie-Baxter, un mueble con un recubrimiento hidrófobo, caracterizado por un ángulo de contacto intrínseco de 122º, y nanorugosidades provocadas por nanopartículas de 50mm equiespaciadas 100mm, pueden desarrollar ángulos de contacto súper hidrofóbicos de 150º o superiores.

En el desarrollo del presente proyecto, se han aplicado alrededor de 16 proyecto, se han aplicado alrededor de 16 productos comerciales en doce materiales distintos: haya, pino, roble, algodón, viscosa, poliéster, barnices de PUR, melanina, vidrio flotado, cerámica, piel y papel. En el mismo se utilizan cinco ensayos diferentes que permiten evaluar su durabilidad, frente a temperatura, lu, ambiente, rozadura y permeabilidad del agua.

Actualmente se están desarrollando completamente los ensayos de envejecimiento ambiental de todos los materiales aplicados. Este ensayo consiste en mantener las muestras orientadas hacia el sur con una inclinación de 45º. Las medidas iniciales de ángulos de contacto agua-superficie se toman inicialmente a la semana y a las dos semanas, pasando a medirse mensualmente para llevar un control de los posibles cambios de la propiedad. Así mismo se lavan parte de las superficies con agua para ver el efecto de la auto limpieza en cada medida.

También se están desarrollando los ensayos de envejecimiento acelerado por efecto de fuentes de irradiación de luz a 65ºC medido por un cuerpo negro sometido a la dicha fuente. Igualmente se miden los ángulos de contacto del agua para ver la benevolencia del recubrimiento.

La súper hidrofobicidad es una propiedad con muchas aplicaciones, desde impedir el manchado de las superficies en muebles y ropas, como impedir el agrietamiento de las maderas por efecto de la humedad o la fatiga térmica de las superficies expuestas al ambiente en caso de construcciones de madera. Además esta propiedad puede preservar muebles que están en ambientes muy húmedos e incluso en condiciones menos higiénicas como es el baño o la cocina. Los tejidos súper hidrófobos en la indumentaria permiten que éstas permanezcan secas en condiciones muy húmedas y a su vez permiten la transpiración del tejido, permitiendo la aireación y por lo tanto la higiene personal. La aplicación de recubrimientos en mamparas de baño permite que resbalen las gotas de agua y jabón sin permitir que estas lleguen a secarse sobre la superficie, evitando por lo tanto la formación de mohos o aspecto de sucio.

Juan Manuel Bellver
Laboratorio Materiales y Medio Ambiente

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Ensayos de envejecimiento de espumas. Ensayo de fatiga dinámica a carga constante

Las especificaciones que deben cumplir las espumas utilizadas para el mueble se indican en la norma UNE 53-260. Sin embargo esta norma no contempla ensayos para evaluar el comportamiento de la espuma mediante ensayos de envejecimiento.

Para evaluar el comportamiento de las espumas se utilizan normas de fatiga (UNE 53170 y EN ISO 3385) pero no contemplan especificaciones para uso en mueble tapizado.

Es por ello que se utiliza el ensayo de fatiga de asientos y respaldos de la norma UNE 11012 de resistencia estructural de sillones.

Dentro de los materiales utilizados como relleno en el sector del mueble cabe distinguir las espumas flexibles de poliuretano, llamadas comúnmente espumas, y las espumas flexibles de poliéster, llamadas comúnmente guatas.

Las especificaciones que deben cumplir las espumas utilizadas para el mueble se indican en la norma UNE 53-260, donde además de las características mínimas de resistencia se recomiendan la densidad que debe tener la espuma de acuerdo con la parte del mueble a rellenar (respaldo, asiento o apoya brazos).

Esta norma no contempla ensayos de envejecimiento debido al uso continuado de sofás, sillas y sillones.

Control de la carga y la fatiga de la espuma

Es por ello que para evaluar el comportamiento de las espumas se utilizan normas de fatiga como son la fatiga estática a deformación constante (UNE 53170) y fatiga dinámica a carga constante (EN ISO 3385).

En ninguna de estas normas hay requisitos para espumas de uso en mobiliario tapizado y como contrapartida se utiliza el ensayo de fatiga de asientos y respaldos de la norma UNE 11012 de resistencia estructural de sillones.

Las condiciones del ensayo varían dependiendo del uso de la espuma como asiento o respaldo.

En la primera fotografía aparece la disposición del ensayo para la evaluación de una espuma utilizada como asiento. El accesorio utilizado es una silueta metálica de geometría normalizada de 95 kg de peso que se deja caer sobre la espuma durante 50.000 ciclos.

Disposición del ensayo de fatiga dinámica bajo carga constante en espumas flexibles de poliuretano para uso en asientos.

En las condiciones del ensayo de fatiga dinámica como respaldo varia la carga aplicada y el tipo de silueta con que se realiza el ensayo y el número de ciclos sigue siendo 50.000. Una vez finalizado el ensayo se evalúa la pérdida de espesor de la espuma y su pérdida de dureza.

Aspecto de la deformación producida en una espuma viscoelástica. Recuperación de la geometría de forma lenta

La muestra que aparece en la ultima fotografia, corresponde a una espuma flexible de poliuretano de tipo visco elástica.  Este tipo de espuma se caracteriza porque se adapta ergonómicamente al cuerpo eliminando puntos de presión sobre el usuario y la recuperación es completa aunque lenta una vez cesado el esfuerzo aplicado.

Otro tipo de espumas que se utilizan en mobiliario tapizado son las espumas de alta resiliencia que al contrario de las espumas visco elásticas, son de recuperación rápida y mejoran el grado de confort del mueble.

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Ensayo de solidez del color a la luz

La evaluación de la resistencia de los materiales a la exposición a la luz se lleva a cabo en el laboratorio mediante equipos de envejecimiento acelerado utilizando lámparas de radiación UV fluorescentes o lámparas de arco xenon. El tipo de lámpara, las condiciones del ensayo y el tiempo de exposición dependen del tipo de material a evaluar y los requisitos de adecuación a uso. Las lámparas de radiación UV  fluorescentes se utilizan con el fin de evaluar la degradación superficial y de resistencia, mientras que las lámparas de arco xenon se utilizan de forma general para evaluar el cambio de color del acabado de los materiales.

Cámara climática

La evaluación de la resistencia de los materiales a la exposición a la luz se lleva a cabo en el laboratorio mediante equipos de envejecimiento acelerado utilizando lámparas de radiación UV fluorescentes o lámparas de arco xenon.

El tipo de lámpara, las condiciones del ensayo y el tiempo de exposición dependen del tipo de material a evaluar y los requisitos de adecuación a uso.

El equipo de ensayo consiste en una cámara de ensayos provisto de una lámpara de arco xenon y una serie de filtros de infrarrojo y ultravioleta con el fin de adecuar su espectro de radiación  para el envejecimiento artificial o al de irradiación  de la luz solar a través de una ventana.

Este equipo permite además el control de la humedad, la temperatura ambiente y la temperatura superficial de las muestras sujetas a ensayo.  Todos estos parámetros están definidos en las normas de evaluación y ensayo y dependen tanto de los materiales como de la adecuación a uso.

Las probetas se disponen en el equipo de forma que una zona de ella esté expuesta a la lámpara y la otra no

En algunos casos como en el de mobiliario para exterior o camping o para asientos de instalaciones deportivas de exterior, el equipo permite la realización de ensayos con simulación de lluvia.

MÉTODO DE ENSAYO UTILIZADO:
MOBILIARIO USO EXTERIOR E INSTALACIONES DEPORTIVAS DE USO EXTERIOR: Condiciones de ensayo:
-    Lámpara de Xenon
-    Temperatura del panel negro: (60±5)°C
-    Humedad relativa de la cámara: (50±5)%
-    Intervalos de ciclo de lluvia: 17 minutos lluvia/102 minutos seco
-    Duración del ensayo: 1000 horas

MÉTODO DE ENSAYO UTILIZADO:
MOBILIARIO. Condiciones de ensayo:
- Temperatura del placa negra: (55±3)°C
- Humedad relativa de la cámara: (65±5)%
- Duración del ensayo: cuando el grado 6 de la escala de azules alcance el grado 4/5 de la escala de grises.

El material a evaluar se coloca en el equipo de forma que una parte esté expuesto directamente a la lámpara y otra no, mediante el uso de pantallas.

En función del ensayo el ensayo se puede realizar en condiciones de envejecimiento artificial o en condiciones de radiación solar a través de una ventana

La duración del ensayo en muy pocos casos se establece mediante un numero de horas de exposición porque la “vida útil” de estas lámparas es baja para poder asegurar el espectro de radiación.

La duración del ensayo se realiza mediante la medida continua de la energía de radiación acumulada o mediante la degradación de patrones internos denominados “escalas de azules”

Estos patrones internos están construidos con tejidos de solidez de color conocida y sirven para la evaluación del color de los materiales por comparación de contrastes de color.

Una vez terminado el tiempo de exposición se extraen las muestras y se compara el contraste de color de las muestras con respecto a una escala de azules de valoración.

La ventaja  de estos patrones internos es la de haber estado sometidos a las mismas condiciones de ensayo que la de los materiales a ensayar.

Las condiciones ambientales del ensayo y el tiempo de exposición dependen del tipo de material a evaluar y los requisitos de adecuación a uso

Existen otros patrones de valoración de la degradación denominados escalas de grises cuyo contraste esta definido por cambios de color.

A modo informativo se puede utilizar esta descripción para los distintos tipos de grado de solidez.

SIGNIFICADO ORIENTATIVO DE LOS VALORES DE SOLIDEZ A LA LUZ
(Escala de azules)

SIGNIFICADO DE LOS VALORES DE SOLIDECES
(Escala de grises)

Las ventajas de las lámparas de arco xenon es la de poder evaluar cambios de color y brillo de los materiales. Otra lámparas como las de radiación UV  fluorescentes se utilizan con el fin de evaluar la degradación superficial (formación de grietas, escamas y ampollas) y de resistencia (cambios en las propiedades de flexión y/o tracción de los materiales).Mientras que las lámparas de arco xenon se utilizan de forma general para evaluar el cambio de color del acabado de los materiales.

Si desea que los técnicos de AIDIMA amplíe información sobre este ensayo no dude en contactarnos.

Evaluación de la degradación.

ENLACES RELACIONADOS:
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Neurtek Instruments 2