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La espuma de poliuretano (PU) se utiliza comúnmente en la construcción para diversos fines, pero con el impulso hacia las cero emisiones, los materiales ecológicos están recibiendo cada vez más atención. Mejorar su reputación ecológica es fundamental.
La espuma de poliuretano es un polímero compuesto por unidades monoméricas orgánicas unidas por uretano. El poliuretano es un material ligero con un alto contenido de aire y una estructura de celdas abiertas. Se produce mediante la reacción de un diisocianato o triisocianato con polioles, y puede modificarse mediante la inclusión de otros materiales.
La espuma de poliestireno se puede fabricar a partir de poliuretano de dureza variable, y también se pueden utilizar otros materiales en su producción. La espuma de poliuretano termoendurecible es el tipo más común, pero también existen algunos polímeros termoplásticos. Las principales ventajas de la espuma termoendurecible son su resistencia al fuego, versatilidad y durabilidad.
La espuma de poliuretano se utiliza ampliamente en la industria de la construcción gracias a sus propiedades ignífugas, ligeras, estructurales y aislantes. Se utiliza para fabricar elementos de construcción resistentes y ligeros, y puede mejorar las propiedades estéticas de los edificios.
Muchos tipos de muebles y alfombras contienen poliuretano debido a su versatilidad, rentabilidad y durabilidad. Las regulaciones de la EPA exigen que el material esté completamente curado para detener la reacción inicial y evitar problemas de toxicidad. Además, la espuma de poliuretano puede mejorar la resistencia al fuego de la ropa de cama y los muebles.
La espuma de poliuretano en aerosol (SPF) es un material aislante primario que mejora la eficiencia energética de un edificio y el confort de sus ocupantes. Su uso reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y mejora la calidad del aire interior.
Los adhesivos a base de PU también se utilizan en la producción de productos de madera como MDF, OSB y tableros aglomerados. La versatilidad del PU permite su uso para diversos fines, como aislamiento acústico, resistencia al desgaste, resistencia a temperaturas extremas, resistencia al moho y al envejecimiento, entre otros. Este material tiene múltiples usos en la industria de la construcción.
Si bien la espuma de poliuretano es muy útil y se utiliza en muchos aspectos de la construcción de edificios, presenta algunos problemas. En los últimos años, se ha cuestionado ampliamente la sostenibilidad y la reciclabilidad de este material, y la investigación para abordar estas cuestiones se ha vuelto cada vez más frecuente en la literatura.
El principal factor que limita la compatibilidad ambiental y la reciclabilidad de este material es el uso de isocianatos altamente reactivos y tóxicos durante su proceso de producción. También se utilizan diversos tipos de catalizadores y surfactantes para producir espumas de poliuretano con diferentes propiedades.
Se estima que aproximadamente el 30% de toda la espuma de poliuretano reciclada termina en vertederos, lo que supone un grave problema ambiental para la industria de la construcción, ya que este material no es fácilmente biodegradable. Aproximadamente un tercio de la espuma de poliuretano se recicla.
Aún queda mucho por mejorar en estas áreas, y para ello, numerosos estudios han explorado nuevos métodos para reciclar y reutilizar la espuma de poliuretano y otros materiales de poliuretano. Los métodos de reciclaje físico, químico y biológico se utilizan comúnmente para recuperar la espuma de poliuretano para usos de valor añadido.
Sin embargo, actualmente no existen opciones de reciclaje que proporcionen un producto final de alta calidad, reutilizable y estable. Antes de que el reciclaje de espuma de poliuretano pueda considerarse una opción viable para la industria de la construcción y el mueble, es necesario abordar barreras como el costo, la baja productividad y la grave falta de infraestructura de reciclaje.
El artículo, publicado en noviembre de 2022, explora maneras de mejorar la sostenibilidad y la reciclabilidad de este importante material de construcción. El estudio, realizado por científicos de la Universidad de Lieja (Bélgica), se publicó en la revista Angewandte Chemie International Edition.
Este innovador enfoque implica sustituir el uso de isocianatos altamente tóxicos y reactivos por materiales más respetuosos con el medio ambiente. El dióxido de carbono, otra sustancia química perjudicial para el medio ambiente, se utiliza como materia prima en este nuevo método de producción de espuma de poliuretano ecológica.
Este proceso de fabricación ambientalmente sostenible utiliza agua para crear el agente espumante, imitando la tecnología de espumado empleada en el procesamiento tradicional de espuma de poliuretano y evitando con éxito el uso de isocianatos perjudiciales para el medio ambiente. El resultado final es una espuma de poliuretano ecológica que los autores denominan «NIPU».
Además del agua, el proceso utiliza un catalizador para convertir el carbonato cíclico, una alternativa más ecológica a los isocianatos, en dióxido de carbono para purificar el sustrato. Simultáneamente, la espuma se endurece al reaccionar con las aminas del material.
El nuevo proceso demostrado en el artículo permite la producción de materiales sólidos de poliuretano de baja densidad con una distribución porosa regular. La conversión química del dióxido de carbono residual facilita el acceso a carbonatos cíclicos para los procesos de producción. El resultado es una doble acción: la formación de un agente espumante y la formación de una matriz de PU.
El equipo de investigación ha creado una tecnología modular sencilla y fácil de implementar que, al combinarse con un producto de partida ecológico, económico y de fácil acceso, crea una nueva generación de espuma de poliuretano ecológica para la industria de la construcción. Esto, por lo tanto, reforzará los esfuerzos de la industria para lograr cero emisiones netas.
Si bien no existe un enfoque único para mejorar la sostenibilidad en la industria de la construcción, continúan las investigaciones sobre diferentes enfoques para abordar esta importante cuestión ambiental.
Enfoques innovadores, como la nueva tecnología del equipo de la Universidad de Lieja, contribuirán a mejorar significativamente la sostenibilidad ambiental y la reciclabilidad de la espuma de poliuretano. Es fundamental sustituir los productos químicos tradicionales altamente tóxicos utilizados en el reciclaje y mejorar la biodegradabilidad de las espumas de poliuretano.
Si la industria de la construcción quiere cumplir con sus compromisos de cero emisiones netas, en consonancia con los objetivos internacionales para reducir el impacto de la humanidad en el cambio climático y el medio ambiente, las nuevas investigaciones deben centrarse en estrategias para mejorar la circularidad. Es evidente que un enfoque de "seguir como siempre" ya no es posible.
Universidad de Lieja (2022) Desarrollo de espumas de poliuretano más sostenibles y reciclables [En línea] phys.org.
Construcción con Química (sitio web) Poliuretanos en la Construcción [en línea] Buildingwithchemistry.org. Aceptable:
Gadhav, RV et al (2019) Métodos de reciclaje y eliminación de residuos de poliuretano: una revisión del Open Journal of Polymer Chemistry, 9 págs. 39–51 [En línea] scirp.org. aceptable:
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Reg Davey es un escritor y editor independiente radicado en Nottingham, Reino Unido. Escribir para AZoNetwork representa una combinación de diversos intereses y áreas en las que ha estado involucrado a lo largo de los años, incluyendo la microbiología, las ciencias biomédicas y las ciencias ambientales.
David, Reginald (23 de mayo de 2023). ¿Qué tan ecológica es la espuma de poliuretano? AZoBuild. Consultado el 22 de noviembre de 2023 en https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
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David, Reginald: “¿Qué tan ecológica es la espuma de poliuretano?”, AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (Consultado el 22 de noviembre de 2023).
David, Reginald, 2023. ¿Cuán ecológicas son las espumas de poliuretano? AZoBuild, consultado el 22 de noviembre de 2023, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
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Hora de publicación: 22 de noviembre de 2023
