Cómo hacer espuma de poliestireno

La revolución industrial generó un cambio importante en la estructura de los mercados mundiales. De igual manera el descubrimiento del petróleo dio inicio a una floreciente industria.

La búsqueda de economías de escala en los procesos de manufactura hizo posible que surgieran materiales sintéticos derivados del petróleo, uno de tantos la espuma de poliestireno.

La característica más importante de estos materiales es la facilidad de procesamiento, además de ser liviano y más económico. Estas ventajas permitieron el desarrollo de muchos productos nuevos.

Estos nuevos productos podían manufacturarse en grandes cantidades y por lo tanto resultaban más baratos.

La desventaja resaltante asociada a estos nuevos materiales se deriva de su origen. Por su naturaleza sintética debido a que son derivados del petróleo. No son biodegradables y por tanto generan un elevado grado de contaminación.

Nos enfocaremos en uno de estos materiales, la espuma de poliestireno.

La mayoría de las personas conocen o han escuchado hablar sobre la espuma de poliestireno, debido principalmente a que sus productos derivados lo mencionan en sus etiquetas y mensajes publicitarios.

Sin embargo, no todos saben que es el poliestireno. Styrofoam es la marca de espuma de poliestireno registrada por Dow Chemical Company en 1941 en los Estados Unidos.

Este nombre se hizo muy popular y se utilizó en el mercado por mucho tiempo para identificar este material. Por esta razón, actualmente Styrofoam se ha convertido en un nombre genérico para el producto espuma de poliestireno.

Este fenómeno es similar al ocurrido con Kleenex, que se ha convertido en un sinónimo de toallas de “papel tissue”.

Vamos a conocer algunos detalles importantes sobre la espuma de Poliestireno. Si quieres mayor información puedes revisar el sitio Chemicalsafetyfacts.org, el cual, describe las principales características de este material.

¿Qué es el Poliestireno?

El poliestireno es un plástico muy versátil utilizado en una amplia variedad de productos consumibles.

Es un plástico fuerte, utilizado con frecuencia en productos que requieren transparencia. Por ejemplo: empaques de comida, recipientes para laboratorio, entre otros.

Cuando se combina con algunos colorantes, aditivos u otros plásticos, el poliestireno tiene muchas aplicaciones. De aquí se deriva su versatilidad y amplitud de aplicaciones en diversos campos de la industria manufacturera.

Desde láminas para construcción, soportes para equipos electrónicos, partes para automóviles, juguetes, macetas, entre otros. Son innumerables los productos que se fabrican con la espuma de poliestireno.

Actualmente es uno de los materiales más populares debido a sus extraordinarias características como aislante y resistencia a los impactos. Adicionalmente su apariencia al agregar color permite su uso decorativo.

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Tipos de Poliestireno

Otro aspecto importante que debemos conocer es la clasificación de la espuma de poliestireno. En primer lugar debes saber que existen dos tipos.

Poliestireno extruido (espuma XPS) y poliestireno expandido (espuma EPS).

Ambos materiales son comprimidos de poliestireno, aunque se generan por procesos de fabricación distintos. De igual manera, podemos decir que cada tipo de poliestireno tiene propiedades físicas y características particulares.

La espuma XPS se produce mediante un proceso continuo de extrusión que genera celdas comprimidas homogéneas. La espuma EPS se produce por expansión de esferas en un molde, usando calor y presión para fundir las piezas.

Ahora veamos con más detalle las características de cada material y después sus aplicaciones más comunes.

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¿Qué es la espuma de Poliestireno expandido (EPS)

La espuma de poliestireno expandido es el material que con mayor frecuencia encontramos en nuestra vida diaria.

Esta espuma blanca puede verse en muchos productos: tazas para bebidas calientes, aislante para refrigeradores, empaque de alimentos, entre otros.

Esta espuma plástica contiene de 96 a 98% de aire y 2 a 4% de poliestireno. Los granos son calentados con vapor y rápidamente se expanden en un proceso llamado espumado y forman un bloque de baja densidad.

La espuma EPS es un material económico y liviano, usualmente pesa entre 15 y 30 Kg el metro cúbico. Este poliestireno expandido mantiene sus propiedades básicas en el tiempo y puede reciclarse muy fácilmente.

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¿Qué es la espuma de poliestireno extruido (XPS)?

La espuma de poliestireno extruido (XPS) es un aislante rígido que también se produce con polímero de poliestireno. Su proceso de fabricación es distinto, consiste básicamente de un proceso de extrusión.

Este tipo de aislante puede reducir significativamente el requerimiento de energía en un edificio. También ayuda a controlar la temperatura interior logrando mayor homogeneidad y menor costo en el sostenimiento de la habitabilidad.

La espuma XPS tiene la misma composición química del poliestireno expandido, no obstante, se fabrica con una tecnología diferente. Como resultado de ello, la espuma producida tiene celdas de aire más pequeñas y es más uniforme.

Con frecuencia se produce en diversos colores debido a que suele utilizarse con fines decorativos en la construcción. Usualmente se fabrica en color rosado, azul, verde, gris, entre otros.

Este material es ideal para fabricar paneles decorativos visibles en distintas áreas de construcción, especialmente en fachadas. Sus propiedades más importantes se derivan de su dureza y resistencia.

Su elevada resiliencia y capacidad para soportar condiciones extremas de uso lo convierten en un material duradero. Tal característica hace que sea frecuente encontrarlo en trabajos exteriores de la construcción.

La espuma de poliestireno tiene una gran resistencia a la compresión y un excelente desempeño como aislante térmico.

El poliestireno extruido es el preferido por los constructores de viviendas y edificaciones, arquitectos e ingenieros. Su estructura de celdas de alta densidad lo hace prácticamente impermeable al agua.

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Principales usos de la espuma de poliestireno

Evaluemos los usos de la espuma de poliestireno tanto extruido como expandido.

Construcción de edificaciones

La espuma de poliestireno EPS y XPS tiene múltiples aplicaciones gracias a sus excelentes propiedades físicas.

Una de las cualidades más apreciadas es su elevada funcionalidad como aislante térmico que ayuda al control de temperatura. De esta propiedad se genera el uso más común de este material como aislante para edificaciones.

También por el grado de compresión del material y su ajuste interno funciona muy bien como protección contra la humedad. Esta característica del material se aprovecha cuando se utiliza como protector contra la humedad.

Y finalmente el valor más apreciado por los constructores es su peso extremadamente bajo. La naturaleza química del material permite un menor peso para las edificaciones y lo hace perfecto para rellenar espacios.

Desde que empezó a utilizarse como material para la construcción el poliestireno expandido ha aumentado ampliamente sus usos y aplicaciones. Podemos decir que cada día se encuentran nuevos usos y su valor como material aumenta.

La espuma EPS es duradera, fuerte y muy liviana, por esta razón puede usarse en sistemas de paneles aislantes para fachadas. Resultando en amplias posibilidades para mejorar el aspecto de las construcciones modernas.

También es muy útil para la construcción de paredes internas y externas, techos y pisos en edificios y viviendas.

Adicionalmente se utiliza como material flotante en las construcciones marinas y en puertos. Funciona muy bien como relleno liviano para muros en carreteras y vías de trenes.

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Empaque de productos

La espuma EPS tiene propiedades especiales para absorber las vibraciones y la energía producida por los golpes. Esta característica anti-choque resulta muy útil para almacenar y transportar objetos frágiles.

Se fabrican diversas presentaciones de este material, especialmente para transportar: vinos, productos químicos, equipos electrónicos y productos farmacéuticos.

De igual manera por sus propiedades de aislamiento térmico y resistencia a la humedad es perfecto para empacar comida preparada.

La transparencia de este material facilita la conservación y visualización de alimentos perecederos tales como alimentos marinos, frutas y vegetales.

Otros usos

Otra aplicación actual y en desarrollo de la espuma de poliestireno EPS es la fabricación de juguetes. Otro rubro muy demandado es la fabricación de aviones a escala y deslizadores deportivos.

Esto gracias a su gran versatilidad y gran resistencia a los golpes, lo cual, lo hace muy seguro.

Las láminas de poliestireno pueden usarse para modelar diversas figuras decorativas, y sirve de base para diversas técnicas de manualidades.

La resistencia de la espuma de poliestireno unida a su capacidad para absorber choques lo hace muy seguro. Puede ser usado para construir sillas para bebés y cascos para bicicleta de gran resistencia.

De igual manera su resistencia a la compresión, permite que el poliestireno sea ideal para el almacenamiento de productos empacados.

Un uso reciente se da en la fabricación de tablas de surfeo. En la actualidad se utiliza EPS como un relleno en el centro de ella para aumentar su flotabilidad.

La espuma EPS también tiene aplicaciones en horticultura para construir semilleros que permiten la ventilación de la tierra.

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Ventajas de utilizar espuma de poliestireno.

Para resumir, a continuación te enumeramos algunas de las principales razones que justifican la utilización de la espuma de poliestireno:

• Bajo peso y fácil de transportar.
• Fácilmente reciclable.
• Las láminas  pueden pegarse fácilmente utilizando “resina epoxyca”.
• Funciona muy bien como aislante y protección contra altas temperaturas.
• Es ideal para trabajos internos y externos en la construcción de edificaciones.
• Gran resistencia a la humedad.
• Extremadamente duradero y soporta condiciones atmosféricas adversas.
• Elevada resistencia a la compresión.
• Fácilmente reciclable.
• Bajo precio en cualquiera de sus presentaciones.
• Puede moldearse en distintas formas, tamaños y colores.
• Elevada capacidad para absorber golpes y choques.
• Impermeable al agua y otros líquidos, mejorando incluso la flotabilidad de los objetos.  

¿Cómo se fabrica la espuma de poliestireno?

Tal como hemos mencionado anteriormente la espuma de poliestireno se usa en la fabricación de material para empacar y aislantes térmicos.

Según el Instituto Nacional de Patrones y Tecnología de EEUU (NIST), la fórmula química de la espuma de poliestireno es C8H8.

Styrofoam, el nombre de marca de un tipo de poliestireno, contiene partes iguales de carbono (C) e hidrógeno (H).

El proceso de fabricación de espuma de poliestireno es complejo y debe hacerse en un laboratorio químico supervisado. La mejor opción de producción es utilizar una “planta autorizada” que disponga de los elementos de seguridad requeridos.

Primero, necesitarás etileno líquido crudo y benceno para comenzar con el proceso químico. En una unidad de calentamiento químico se calienta el etileno y el benceno con cloruro de aluminio hasta los 1,112 grados Fahrenheit (600 grados Celsius).

Cuando los líquidos de deshidrogenan, se transforman en estireno. Se agregan pequeñas gotas de estireno en agua como un agente suspensivo. El poliestireno se formará alrededor de las gotas de estireno.

Posteriormente se agrega un iniciador de polimerización a las gotas. Las gotas se unirán, formando redes de bolitas de poliestireno encadenadas.

Se calientan las bolitas de poliestireno en un artefacto calentador a 200 grados Celsius para expandirlas.

Después de que se enfríen, las bolas se colocan en un silo de almacenamiento por 24 horas.

Para darle a las bolitas la forma deseada, ya sea torundas para empaquetar, vasos o cualquier otra forma se inyecta vapor dentro de las bolitas para que mantengan su forma, luego se deja que se enfríen por una hora.

Las bolitas mantendrán su posición y pueden cortarse, unirse y cubrirse.

Las herramientas de corte pueden ser las usadas para madera, pero deben tener suficiente filo para cortar el poliestireno delicadamente. Debe aplicarse un recubrimiento ignífugo debido a que el poliestireno es inflamable.

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¿Cómo hacer tu propia fórmula de espuma de poliestireno?

Una fórmula de imitación menos peligrosa y permitida a nivel doméstico o en escuelas elementales utiliza ingredientes disponibles más fácilmente y se puede hacer en casa artesanalmente.

Disuelva 2 cucharaditas de bórax en 1/2 taza (4 onzas) de agua. Dejar reposar unos minutos a un lado.

En un recipiente aparte, mezcle 1/4 taza (2 oz.) De Elmer's Glue y 1/4 taza (2 oz.) De agua. Vierta la solución de pegamento de Elmer en una bolsa hermética para galones.

Añadir 3 cucharadas de la solución de bórax / agua a la solución de pegamento de Elmer, pero no lo mezcles. Añadir las micro-bolas y el relleno de bolsa con sello. Sella la bolsa y amasa hasta que esté bien mezclado.

Dejar reposar durante 15 minutos y luego amasa unos minutos más. Debería sentirse algo firme pero aún maleable. Retira la mezcla de la bolsa y dale la forma deseada. Dejar secar durante tres o cuatro horas.

Es muy importante que no intentes hacer espuma de poliestireno a menos que cuentes con las herramientas y la supervisión adecuadas.