El poliestireno expandido extruido (XPS) es un material termoplástico rígido fabricado a partir de poliestireno. Es ampliamente utilizado en aplicaciones de aislamiento, tanto en techos como en paredes. El cielo raso de poliestireno expandido extruido es una opción popular debido a su resistencia, durabilidad y propiedades aislantes.
Cómo se fabrica el poliestireno expandido extruido
El proceso de fabricación del poliestireno expandido extruido es similar al del poliestireno expandido (EPS). Ambos materiales comienzan con las mismas materias primas básicas. Sin embargo, en el caso del poliestireno expandido extruido, las perlas o gránulos de resina de poliestireno se alimentan en un extrusor, donde se calientan a altas temperaturas hasta que se funden. En este punto, se agregan diversos aditivos, como agentes colorantes y agentes expansores, que permiten que el producto se expanda después del proceso de extrusión. Mediante calor y presión controlados, la mezcla de plástico se fuerza a pasar a través de una matriz (extrusión) y luego se enfría y expande para adquirir la forma deseada. El cielo raso de poliestireno expandido extruido se recorta según las dimensiones finales del producto. A diferencia del poliestireno expandido, que se vierte en moldes, el poliestireno expandido extruido se extruye, lo que limita su espesor.
Propiedades térmicas
El valor R es una medida de la resistencia de un material al flujo de calor. Depende del espesor y la densidad del material de construcción. Cuanto mayor sea el valor R, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor conductivo y mejor será su rendimiento como aislante. El cielo raso de poliestireno expandido extruido tiene una estructura de celdas cerradas distribuida de manera uniforme, lo que le ayuda a lograr un valor R inicial de aproximadamente R-5 por pulgada (25 mm). Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, el cielo raso de poliestireno expandido extruido proporciona hasta dos veces más resistencia térmica que la mayoría de los demás materiales aislantes del mismo espesor.
El proceso de extrusión continua utilizado para fabricar el cielo raso de poliestireno expandido extruido produce una sección transversal homogénea y cerrada, con cada celda completamente cerrada por paredes de poliestireno, sin dejar espacios vacíos. Esto ayuda a que el valor R del cielo raso de poliestireno expandido extruido mantenga una calificación térmica R-5 uniforme y confiable a largo plazo, independientemente de su densidad.
Sin embargo, las celdas de poliestireno expandido extruido contienen gases aislantes o agentes expansores, además de aire, que eventualmente se difunden fuera de las celdas. Este proceso se conoce como envejecimiento. En efecto, el proceso de envejecimiento puede degradar el valor de aislamiento del cielo raso de poliestireno expandido extruido con el tiempo, disminuyendo su valor R inicial declarado.
Debido a sus excelentes propiedades térmicas, el uso del cielo raso de poliestireno expandido extruido en la construcción de edificios puede ayudar a reducir la cantidad de energía necesaria para calentar y enfriar el edificio. El aislamiento rígido, como el cielo raso de poliestireno expandido extruido, puede ayudar a los propietarios a ahorrar hasta 40 BTU de energía por cada BTU de energía consumida por los sistemas de calefacción y refrigeración del hogar. En viviendas antiguas, esto podría aumentar la eficiencia energética del hogar hasta en un 70%.
Resistencia a la absorción de humedad
El cielo raso de poliestireno expandido extruido tiene una permeabilidad o índice de permeabilidad estándar, que es una medida de la capacidad de un material para permitir el paso del vapor de agua. El cielo raso de poliestireno expandido extruido tiene una estructura de celdas cerradas que dificulta el paso del agua, lo que le permite proporcionar una resistencia térmica bastante constante. Por lo general, el cielo raso de poliestireno expandido extruido tiene suficiente resistencia al agua para lidiar con los niveles normales de humedad en sótanos y cimientos, a menos que la vivienda esté ubicada en una zona propensa a inundaciones.
El cielo raso de poliestireno expandido extruido sin revestimiento, de una pulgada de espesor, tiene un índice de permeabilidad de aproximadamente 0, lo que lo convierte en una barrera de vapor semipermeable de Clase II. Sin embargo, la verdadera prueba de un aislante es su capacidad no solo para resistir la humedad, sino también para liberar cualquier humedad que pueda absorber, lo que se conoce como potencial de secado. El potencial de secado del aislamiento térmico es fundamental para mantener la resistencia térmica de la estructura. Algunas pruebas han demostrado que con el tiempo, el cielo raso de poliestireno expandido extruido puede absorber más humedad en aplicaciones por debajo del nivel del suelo y retener esa humedad durante períodos más largos que los productos de poliestireno expandido. La capacidad de retener humedad puede degradar el valor R inicial del cielo raso de poliestireno expandido extruido con el tiempo, disminuyendo su valor R a largo plazo y su eficacia como material aislante.
Otras propiedades del cielo raso de poliestireno expandido extruido
Además de sus propiedades térmicas y resistencia a la humedad, el cielo raso de poliestireno expandido extruido tiene muchas otras características beneficiosas. Algunas de estas propiedades incluyen:
- Resistencia a la compresión: El cielo raso de poliestireno expandido extruido es un material rígido con una resistencia a la compresión muy alta. Su estructura de celdas cerradas y su falta de espacios vacíos contribuyen a su impresionante resistencia. El cielo raso de poliestireno expandido extruido puede fabricarse con resistencias a la compresión de hasta 100 psi o más.
- Capacidad para inhibir el crecimiento de contaminantes biológicos del aire: La humedad promueve el crecimiento de organismos como el moho, el mildiú y otras bacterias. El cielo raso de poliestireno expandido extruido es resistente al agua y puede inhibir el crecimiento de estos organismos.
- Durabilidad: El cielo raso de poliestireno expandido extruido es un material termoplástico que no se pudre ni se descompone con el tiempo. También es resistente a los microorganismos presentes en el suelo y no es atractivo para ratas y otros roedores como fuente de alimento. Tiene una vida útil de hasta 50 años.
- Inercia química: El cielo raso de poliestireno expandido extruido se considera un material químicamente inerte. Es resistente a la mayoría de los ácidos, bases y soluciones acuosas de sales y álcalis. Sin embargo, algunos disolventes orgánicos pueden atacar el poliestireno expandido extruido y hacer que se disuelva.
- Tamaño y densidad: El cielo raso de poliestireno expandido extruido se puede fabricar con o sin revestimientos de plástico. Debido a las limitaciones del proceso de extrusión, generalmente solo está disponible en dimensiones estándar y en forma de lámina (panel), con láminas de cielo raso de poliestireno expandido extruido fabricadas típicamente en hojas de 4 pies por 8 pies. El cielo raso de poliestireno expandido extruido es bastante denso, con un promedio de 18 libras por pie cúbico, lo que lo hace muy duradero.
- Costo: El cielo raso de poliestireno expandido extruido es una de las opciones más económicas de paneles rígidos en el mercado. Un panel de cielo raso de poliestireno expandido extruido de una pulgada de espesor tiene un costo aproximado de $0.47 por pie cuadrado.
- Eficiencia energética: El cielo raso de poliestireno expandido extruido es un material de construcción eficiente en términos energéticos. Se ahorra mucha más energía durante la vida útil de un edificio aislado con cielo raso de poliestireno expandido extruido de la que se utiliza durante el proceso de fabricación del producto. Un estudio realizado por Franklin Associates demostró esto a lo largo de los 50 años de vida útil de una vivienda que utilizaba aislamiento de poliestireno expandido extruido.
- Estabilidad dimensional: El cielo raso de poliestireno expandido extruido se expande significativamente y se deforma a temperaturas más altas.
Impacto ambiental
Como hemos visto, el cielo raso de poliestireno expandido extruido es un producto sostenible que se puede fundir y reutilizar para fabricar nuevos aislantes de poliestireno expandido extruido. Además, su uso en la construcción de edificios puede ayudar a reducir la cantidad de energía necesaria para mantener la calefacción y refrigeración, lo que preserva nuestros recursos naturales. El cielo raso de poliestireno expandido extruido ha obtenido la calificación Energy Star®, lo que demuestra su eficiencia energética.
Sin embargo, no todos los aspectos del cielo raso de poliestireno expandido extruido son igualmente amigables con el medio ambiente. Por ejemplo, algunos colores utilizados en el cielo raso de poliestireno expandido extruido pueden contener tintes que potencialmente podrían ser perjudiciales para el medio ambiente.
Además, los agentes expansores utilizados en el proceso de fabricación del cielo raso de poliestireno expandido extruido pueden agotar la capa de ozono y contribuir al calentamiento global. Muchos cielos rasos de poliestireno expandido extruido utilizan hidroclorofluorocarbonos (HCFC) como agentes expansores. Estos agentes penetran en las celdas de poliestireno expandido extruido durante el proceso de fabricación y, con el tiempo, se difunden al medio ambiente. Algunos fabricantes están comenzando a utilizar agentes expansores que no son dañinos para el medio ambiente, pero esto aún no es una práctica estándar en toda la industria.
El poliestireno expandido (EPS) es esencialmente inerte. Se han realizado múltiples estudios del EPS en el suelo durante 15 a 30 años, demostrando solo una degradación menor de la espuma EPS. El EPS se expande utilizando vapor de agua. Es el aire atrapado en el EPS el que proporciona el valor de aislamiento en el material. El EPS es un plástico y, aparte del contacto con hidrocarburos o la exposición a la radiación UV del sol, no se ve afectado significativamente por otros procesos de degradación natural.
El Geofoam® colocado en el suelo durante décadas ha aumentado su resistencia a la compresión. La vida útil del EPS es larga, potencialmente ilimitada. La mayoría de las pruebas se han realizado colocando el EPS en un entorno reactivo como el suelo, donde su rendimiento es excelente. Se espera que, especialmente en aplicaciones sobre el nivel del suelo que estén selladas contra contaminantes y otras fuerzas, la vida útil del EPS sea indefinida.
El componente estructural de una vivienda o edificio ICF es una pared de concreto maciza reforzada con acero. Este es el único componente estructural de la construcción ICF. El EPS no soporta carga y las redes plásticas incrustadas están ancladas en el concreto. Una pared de concreto, correctamente colada, apoyada sobre una base adecuada y creada con una buena mezcla de diseño, durará mucho tiempo. La pared de concreto dentro de un ICF durará aún más porque está protegida de muchos de los procesos que degradan el concreto y el acero de refuerzo, como la penetración del agua y la congelación, reacciones químicas, etc.
Si la durabilidad y longevidad del concreto son una preocupación debido a su entorno, se pueden agregar aditivos a la mezcla de concreto durante el colado para fortalecer aún más la mezcla contra el agua y el congelamiento. El curado del concreto dentro de los moldes ICF mantiene un nivel más alto de humedad durante más tiempo, lo que permite que el concreto continúe reaccionando y ganando resistencia. Estos beneficios trabajan juntos para expandir la vida útil potencial mucho más allá de cientos de años. La integridad estructural de una pared ICF es sustancial. Se puede construir una sala de seguridad aprobada por FEMA 320 que pueda resistir vientos de más de 250 mph y no hay pruebas que indiquen que esto se reduzca con el tiempo.
Los ICF construidos con EPS existen desde mediados de la década de 1970. Combinado con pruebas de la industria en una variedad de aplicaciones, creemos que el EPS seguirá proporcionando un valor de aislamiento significativo y una estructura de concreto sólida para muchas generaciones futuras.
No, el poliestireno y el poliestireno expandido (Styrofoam) no son exactamente lo mismo. El poliestireno es un tipo de plástico, y el Styrofoam es una marca registrada de un tipo de espuma de poliestireno expandido extruido. Por lo tanto, el Styrofoam es un tipo específico de poliestireno, pero no todo el poliestireno es Styrofoam.
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