Seguridad contra la corrosión en Paneles Sandwich

Líneas maestras para evitar problemas de corrosión

Una seria causa de deterioro de paneles sandwich es la corrosión galvánica o electroquímica. Ésta se da cuando el más noble de los dos metales, en contacto con un electrolito (normalmente agua), realiza una agresión electroquímica al metal menos noble.

De hecho, todos los metales tienen un potencial eléctrico característico. Cuando metales de distinto potencial se encuentran en contacto en presencia de un electrolito (humedad, ácido, etc.), fluye una débil corriente de energía entre ellos, lo que provoca la corrosión del metal con el potencial más elevado (el metal menos noble).

Al final, el material menos noble estará tan corroído que deberá sustituirse. En cualquier caso, con una atenta elección de los materiales y de los revestimientos de protección, la acción galvánica puede eliminarse o reducirse ampliamente.

Cuanto más amplia sea la separación entre los metales del cuadro, más probable será la aparición de corrosión. Por ejemplo, el aluminio 2024 sufrirá corrosión en presencia de acero inoxidable 410 (activo), pero esta corrosión será aún más severa en presencia de níquel. Los metales del mismo grupo normalmente no dan lugar a corrosión galvánica como, por ejemplo, el titanio y el acero inoxidable 304 (pasivo). Si el metal que ejerce de cátodo (más noble) es de mayor tamaño que el metal ánodo (menos noble), la corrosión será mucho más grave, cosa que no ocurriría si el tamaño fuera el contrario. Por ejemplo, habitualmente es posible usar juntas de bronce en tuberías hidráulicas de acero, lo que sólo genera una leve corrosión del acero. Por el contrario, si se usara juntas de acero en tuberías hidráulicas de latón, estas juntas se corroerían rápidamente.

Método correcto de instalación de los paneles

Pueden originarse significativos problemas de corrosión si la instalación de paneles sandwich en una estructura de soporte de acero es incorrecta.

Como ejemplo, las ilustraciones que se muestran en la Fig. 5.2 enseñan cómo se instala correctamente un panel sandwich de pared, dejando entre la base del panel y el latón que se encuentra debajo el espacio necesario para evitar la corrosión electroquímica que sin duda se produciría en caso de agua de lluvia.

Reparación de arañazos profundos

La superficie externa de un panel sandwich no es muy distinta de la piel humana. Si se daña, se expone al ataque de los elementos y, si no se protege adecuadamente, comienza a infectarse (excepto en el caso de los paneles de plástico o de fibra de vidrio en los que, como mucho, pueden dar una mala impresión estética).

Obviamente, reparar un arañazo necesita de tiempo y dinero. En cualquier caso, si permitimos que se forme óxido en la superficie externa del metal, ésta comienza a oxidarse muy rápido hasta llegar a podrirse. Llegados a este punto, la reparación puede salir muy cara.

Tras haber tomado todas las medidas de seguridad establecidas para el manejo de sustancias químicas, es posible seguir el siguiente proceso para reparar los arañazos:

consultar el manual del usuario o el manual de servicio para obtener el código exacto que identifica de forma unívoca la pintura. Tomar papel de lija, un abrillantador y un paño suave (Fig. 5.5);

eliminar la película de politeno, si está presente, y lavar y abrillantar minuciosamente la zona para mejorar la adhesión de la pintura. Lijar levemente la zona con el papel de lija, prestando atención a que la transición entre la parte lijada y la capa pintada sea gradual (Fig. 5.6);

si el arañazo se extiende en profundidad hasta la base metálica, aplicar una capa de imprimación y, una vez que se haya secado, extender con papel de lija (Fig. 5.7);

aplicar con cuidado una capa de pintura una vez que la imprimación se haya secado por completo. El revestimiento final debe ser levemente más alto que la pintura no dañada (Fig. 5.8);

dejar la pintura a secar durante algunos días. A continuación, frotar la zona con pasta abrasiva, prestando atención a no dañar la pintura que se acaba de aplicar. Una vez completado el procedimiento, el acabado debería reproducir exactamente el original (Fig. 5.9);

usar cera para eliminar cualquier posible imperfección y para añadir una capa de protección

Reparación de arañazos superficiales

Los arañazos más pequeños y superficiales, al igual que sucede con los más grandes y profundos, constituyen zonas en las que la corrosión tiene más posibilidad de producirse. En cualquier caso, el procedimiento a seguir para corregir este tipo de defectos es bastante más simple. De hecho, en este caso basta con cubrir el arañazo usando una pintura de corrección adecuada a base de poliéster, como se muestra en la Fig. 5.11.

Problemas de corrosión debidos a polvo metálico remanente

Una causa importante de los problemas de corrosión de las superficies metálicas de los paneles sandwich es el polvo metálico remanente que permanece sobre las superficies metálicas como resultado de las operaciones normales realizadas durante la instalación (corte, perforación…).

El método que se debe seguir consiste en el uso de un paño suave envuelto alrededor de una pieza de madera con los bordes redondeados. La madera es un material rígido y, al mismo tiempo, más blando que, por ejemplo, el acero o el aluminio. Tras haber eliminado este polvo usando un paño suave, lavar minuciosamente la superficie usando una solución de agua caliente y jabón líquido.

Síntesis de las características de los distintos materiales aislantes.

Conductividad térmica

El flujo de calor a través de las espumas PUR/PIR se debe principalmente a la conducción de calor a través del gas contenido en las células que constituyen su estructura y a la misma estructura de células cerradas. La conductividad térmica no depende exclusivamente de la densidad en el ámbito de las aplicaciones prácticas. También puede influir la humedad, ya que el agua tiene una mejor conductividad térmica que el aire seco.

Cuando se comparan las espumas con estructura de células cerradas, el flujo de calor en la lana mineral está influido principalmente por la convección y la conducción del aire a través de la estructura fibrosa, lo que representa el 75% aproximadamente de todo el flujo térmico.

En la espuma PUR, el valor de la conductividad térmica es:

0,020-0,024 W/m °C, inmediatamente después de la producción
0,024-0,030 W/m °C, valor a largo plazo

La conductividad térmica del poliestireno varía dependiendo de si es expandido o extruido:

0,035 – 0,040 W/m °C, para el poliestireno expandido (EPS)
0,025 – 0;028 W/m °C, para el poliestireno extruido (XPS).

La conductividad térmica medida en la lana mineral es prácticamente constante en el intervalo de densidad de 60-150 Kg/m3, y es equivalente a 0,033-0,034 W/m °C.

Por lo que acabamos de resumir, parece claro que las espumas PUR y PIR tienen un rendimiento mejor que el poliestireno y la lana mineral como materiales aislantes. De hecho, como se muestra en la Fig. 5.12, que enseña los distintos espesores de los materiales aislantes capaces de asegurar valores iguales de conductividad térmica, aproximadamente 15 cm de poliestireno o 18 cm de lana mineral son necesarios para proporcionar el mismo aislamiento garantizado por 10 cm de espuma PUR o PIR.

Cuando se proyecta un edificio, es importante evaluar atentamente el material aislante a utilizar y el espesor óptimo del panel, para obtener así el grado deseado de aislamiento térmico.

Además, se debe considerar la posibilidad de combinar distintos materiales aislantes, de acuerdo con los varios requisitos del proyecto.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas más significativas para definir la resistencia a las cargas aplicadas de un material aislante son su resistencia a la tracción, a la compresión y al corte. Con respecto a las propiedades mecánicas, se puede observar que las espumas PUR y PIR, por lo general, tienen un rendimiento mejor que la lana mineral si se las carga mecánicamente. De hecho:

la resistencia al corte de las espumas PUR y PIR es sin duda más elevada que la de la lana mineral;

la resistencia a la tracción de las espumas PUR y PIR es generalmente más elevada que la de la lana mineral, aunque las lanas minerales de elevada calidad pueden proporcionar valores de resistencia a la tracción comparables a los de las espumas PUR y PIR;

la resistencia a la compresión de las espumas PUR y PIR es generalmente comparable a la de la lana mineral.

Todas estas consideraciones permiten justificar la diferencia entre el valor de la resistencia de rizado de un panel con aislamiento en espuma PUR y PIR (~130 N/mm2) y un panel con aislamiento de lana mineral (~100 N/mm2).

Debido a que la tensión de rizado de un panel sandwich identifica el valor de la carga aplicada al que el panel se colapsa (si se somete a una prueba de flexión), resulta obvio que un panel aislado con espuma y, por lo tanto, caracterizado por una mayor tensión de rizado, también es capaz de asegurar valores más altos de distancia total entre soportes para valores iguales de espesor de la capa aislante.

Comportamiento ante el fuego

Como consecuencia de su base orgánica, todas las espumas son combustibles. El comportamiento ante el fuego se puede mejorar si se escogen las materias primas adecuadas o procesos especiales de espumado, si se usan agentes retardantes o por medio de la inyección de material de relleno inorgánico.

En cualquier caso, los aditivos tienen, sobre todo, la función de retrasar el proceso de combustión, pero no influyen de forma significativa en las temperaturas a las que las espumas comienzan a descomponerse químicamente y a prender.

El poliestireno, tanto expandido como extruido, tiene la tendencia negativa de fundirse a temperaturas poco superiores a los 100 °C, lo que da como resultado su fundición incluso antes de que llegue a la combustión. Además, tiende a formar gotas incandescentes.

Comienza a descomponerse a 300 °C aproximadamente, y prende a temperaturas inmediatamente superiores. Cuando arde, libera humo y partículas de carbono.

Los principales productos emitidos son dióxido de carbono CO2 y estireno;

las espumas de poliuretano y de poliisocianurato no se funden cuando se exponen al fuego (como sucede con el poliestireno expandido o extruido), sino que forman una capa carbónica.
La espuma PUR B3 comienza a descomponerse a 150-200 °C y se convierte en inflamable a unos 300 °C; además, libera un humo denso cuando arde.
Las lanas minerales con un bajo contenido de ligante orgánico pueden considerarse prácticamente incombustibles. Las fibras no arden; más bien, se funden:
las fibras de lana de vidrio se funden a 650 °C
las fibras de lana de roca se funden a 1.000 °C

Pinturas metálicas

Características fundamentales

Las pinturas metálicas son pinturas compuestas cuya particularidad más significativa la da su brillo: bajo una iluminación directa, las superficies revestidas con esta pintura parecen tener una especie de brillantina enriquecida por un leve efecto de chispa, con un color generalmente distinto al del fondo.

Debido a que la pintura metálica se compone esencialmente de un substrato, un ligante (resina) y de copos dispersos en el ligante; la luz que refleja se compone de tres componentes:

luz reflejada por el substrato
luz reflejada por la superficie del ligante
luz reflejada por los copos

Ciertamente, además de estos componentes fundamentales de luz, es posible obtener varias combinaciones con ésta: por ejemplo, una luz reflejada por el substrato se puede reflejar hacia atrás gracias a un copo y, por lo tanto, volver a reflejarse en el substrato hacia un observador

De todas formas, cualquier reflejo atenúa sustancialmente la luz, mientras que los copos observados directamente son más intensos y se perciben como chispas en el ojo humano.

Las chispas provienen de la luz reflejada por los copos directamente hacia el observador.

Sin embargo, la luz puede sufrir muchos reflejos, lo que atenúa su intensidad y hace invisible el efecto chispa de la superficie.

Debido a que los copos no cubren toda la superficie, la luz que éstos reflejan parece fluctuar, proporcionando una cierta textura a la pintura. En otras palabras, estas pinturas tienen una trama irregular, con fluctuaciones desiguales de brillo y, en algunos casos, de color.

Bajo una iluminación directa, los copos actúan como un espejo en un día de sol; es decir, se puede ver los reflejos sólo con la orientación correcta. Si se desvía levemente esta orientación, el ojo del observador puede no llegar a percibir estos reflejos. Estas chispas, debido al ángulo, no suceden muy a menudo (por ejemplo, cada 100 copos). Es por esto que están separadas por una distancia suficiente para que el ojo humano pueda distinguirlas.

Cuando se iluminan por una luz difusa, las chispas son mucho menos pronunciadas. De hecho, es posible ver casi todos los copos, pero su brillo es bajo; es decir, las chispas son débiles y densas y, en este caso, el ojo no puede distinguir los copos por separado.

Por lo tanto, podemos concluir que la trama de la pintura, mientras resulta claramente visible bajo una luz solar directa, casi desaparece cuando la ilumina una luz difusa.

Problemas a evitar cuando las pinturas metálicas se usan para el revestimiento de edificios

Durante la producción de paneles sandwich, las superficies externas de los paneles se obtienen perfilando rollos de metal con las características finales deseadas para el revestimiento.
En cualquier caso, los rollos de metal, incluso si se pintan con el mismo color, no tienen exactamente el mismo aspecto final, ya que el aspecto de un rollo puede variar sensiblemente de una campaña de producción a la siguiente. Esta variación se cuantifica con el delta E o ?E.
Si la variación es baja, la diferencia de color será apenas perceptible para el ojo humano. Para variaciones de color más elevadas, esta diferencia puede hacerse más evidente. Esta circunstancia se hace más crítica con las pinturas metálicas, dado que su elevada capacidad de reflejar la luz directa puede acentuar las diferencias de color del revestimiento.
Por estas razones, las características chispas de la pintura metálica, que resultan favorables desde el punto de vista estético, en algunos casos puede poner problemas en el revestimiento de paredes de edificios, dado que se debe prestar mucha atención para evitar que las paredes de los edificios muestren áreas caracterizadas por tonalidades de color distintas