INFORMACIÓN TÉCNICA · MATERIAS PRIMAS
Materiales del panel sandwich: caras metálicas y núcleos aislantes
Un panel sandwich combina dos caras rígidas separadas por un núcleo ligero. Las caras aportan protección, geometría y capacidad de trabajo conjunto; el núcleo transmite esfuerzos de corte, mantiene separadas las caras y aporta gran parte del aislamiento térmico.
Esta guía conserva la información técnica histórica disponible en PanelSandwich.org, pero separa expresamente los valores de referencia antiguos de las prestaciones que deben verificarse hoy en la ficha técnica y la documentación del producto concreto.
Por qué las materias primas definen el panel
El desarrollo de los paneles sandwich responde a la búsqueda de cerramientos ligeros con aislamiento elevado y montaje rápido. Las espumas rígidas PUR/PIR permitieron reducir peso y espesor frente a soluciones tradicionales, y la incorporación posterior de lana mineral amplió las opciones para fuego y acústica.
Dos caras rígidas
Las superficies exteriores se fabrican con materiales de módulo relativamente alto y se mantienen separadas por el núcleo.
Núcleo ligero
El núcleo aporta rigidez al conjunto y soporta una parte importante de los esfuerzos de corte entre las caras.
Aislamiento integrado
El núcleo funciona simultáneamente como material aislante, permitiendo obtener cerramientos ligeros y de montaje rápido.
Caras metálicas: requisitos y materiales
Las caras metálicas exteriores se describen en la documentación histórica como hojas relativamente finas y de alta resistencia. Deben poder perfilarse y plegarse durante la fabricación y, una vez incorporadas al panel, responder a necesidades diferentes según la aplicación.
- Resistencia a las acciones de viento.
- Impermeabilidad frente a agua y vapor cuando el sistema lo requiera.
- Contribución a la resistencia del panel y frente a cargas locales.
- Compatibilidad con procesos de perfilado, plegado y producción continua.
- Resistencia adecuada a la corrosión y comportamiento frente al fuego según el sistema.
El contenido original cita como metales utilizados acero galvanizado, aluminio, acero inoxidable y cobre. Las chapas se suministran habitualmente en bobina, lo que permite incorporarlas a procesos continuos de conformado.
| Material de cara | Por qué se utiliza | Aspectos del contenido técnico original |
|---|---|---|
| Acero galvanizado | Solución metálica habitual por capacidad de conformado, resistencia y economía. | Puede utilizarse pintado o sin pintar; el recubrimiento y la protección frente a corrosión se especifican según el producto. |
| Aluminio | Bajo peso y buena resistencia a la corrosión en determinadas aplicaciones. | El contenido histórico cita aleaciones 3003–3103 y espesores habituales de 0,7–1,2 mm en las aplicaciones que describe. |
| Acero inoxidable | Ambientes interiores agresivos o con requisitos higiénicos elevados. | Su resistencia a la corrosión se relaciona con el contenido de cromo y puede reducir necesidades de mantenimiento. |
| Cobre | Acabados de elevada durabilidad y formación natural de pátina superficial. | El contenido original relaciona la evolución de la pátina con el ambiente marino, urbano o rural. |
Aluminio en panel sandwich
Aluminio: aplicaciones y espesores históricos
La página original destaca el uso de aluminio cuando existen requisitos especiales de resistencia a la corrosión o higiene, por ejemplo en determinados entornos de producción o almacenamiento de alimentos.
Como referencia histórica, el texto cita aleaciones de la serie 3003–3103 y un intervalo habitual de espesor de 0,7 a 1,2 mm. También indica que 0,7 mm se consideraba a menudo un mínimo práctico para limitar daños locales por manipulación o pisadas, aunque podían utilizarse 0,6 mm en determinados casos.
Acero inoxidable, cobre y adhesión al núcleo
Acero inoxidable
El contenido original lo vincula con aplicaciones de elevada exigencia higiénica o con ambientes interiores agresivos. La resistencia a la corrosión del inoxidable se asocia al contenido de cromo y a la formación de una capa pasiva protectora.
Cobre y formación de pátina
El cobre se presenta como alternativa de bajo mantenimiento. Su superficie evoluciona por oxidación hasta formar una pátina protectora y el color original se oscurece progresivamente.
La documentación histórica aporta estos plazos orientativos de oxidación plena:
- 4–6 años: ambientes marinos.
- 8–15 años: ambientes urbanos.
- 20–50 años: ambientes rurales.
Son referencias históricas y dependen de las condiciones ambientales reales.
Adhesión al núcleo y backcoat
Para favorecer la adhesión entre la cara metálica y el núcleo, el lado interior puede recibir una imprimación específica. El contenido original cita una capa interior denominada backcoat con un espesor de referencia de 5 µm.
Núcleos de espuma rígida
La documentación técnica original considera como espumas rígidas principales el PUR/PIR y la espuma fenólica. Se describen como materiales termoestables con una estructura mayoritariamente de células cerradas.
PUR / PIR
Espumas rígidas termoestables de células mayoritariamente cerradas. El contenido original sitúa aproximadamente el 90 % de la estructura como célula cerrada.
- Elevado aislamiento térmico
- Baja inercia térmica
- Producción mediante reacción química y expansión
Espuma fenólica (PF)
Material termoestable descrito históricamente por su baja conductividad y buen comportamiento frente a la ignición y el humo, pero con mayor fragilidad mecánica.
- Normalmente producida en losas
- Unión posterior a las caras mediante adhesivo
- Mayor cuidado frente a cargas repetidas
PUR y PIR: composición, reacción y estructura celular
Componentes principales
La formulación descrita para PUR/PIR parte de cuatro grupos principales:
- Poliol.
- Isocianato.
- Agente de expansión.
- Activador o catalizador para controlar la reacción.
Agentes de expansión
La documentación histórica recuerda el abandono de los CFC por su impacto sobre la capa de ozono y cita como alternativas utilizadas posteriormente diversas formas de pentano y sistemas basados en agua, cuya reacción con el isocianato genera CO₂.
También menciona la posibilidad de incorporar retardantes de llama en determinadas formulaciones, advirtiendo que su efecto y las emisiones de humo deben evaluarse sobre la formulación y producto ensayado.
Reacción, expansión y enfriamiento
Una vez mezclados los componentes, el líquido comienza a espumar y expandirse rápidamente. El documento original cita un intervalo aproximado de 3–6 minutos entre mezcla y endurecimiento, dependiente del espesor y del proceso.
La reacción es exotérmica. Para paneles de más de 100 mm, el texto histórico indica que el núcleo podía superar localmente 150 °C durante la reacción y recomendaba un periodo mínimo de 24 horas antes del envío para completar endurecimiento y enfriamiento.
Diferencia química histórica entre PUR y PIR
El contenido original explica la diferencia mediante una mayor proporción de isocianato en PIR y cita, como ejemplo histórico, relaciones aproximadas poliol:isocianato de 100:100 para PUR y 100:150 para PIR.
También relaciona el PIR con mayor estabilidad térmica y formación de una capa carbonizada más estable al calentarse. Como referencias del texto original, se citan procesos de degradación por encima de aproximadamente 250 °C para PUR y 350 °C para PIR, y una temperatura de proceso del PIR del orden de 40–45 °C.
Estructura celular
La espuma endurecida se describe como una red de células cerradas separadas por membranas finas. Las células contienen agente de expansión y gases de reacción; la composición interna puede evolucionar por difusión con el tiempo, lo que influye en las propiedades térmicas.
Clasificaciones históricas de las espumas PUR
Clasificaciones B2/B3 y M2: conservar como contexto histórico, no como criterio actual
La página original describe la clasificación alemana DIN 4102-1, donde determinadas espumas PUR se identificaban como B2 o B3, y cita también la clasificación francesa M2 vinculada a antiguos procedimientos de aprobación.
Esta terminología se mantiene aquí porque forma parte del contenido técnico histórico y ayuda a interpretar documentación antigua, pero no debe utilizarse para sustituir la clasificación europea vigente del producto acabado.
Espuma fenólica (PF)
La espuma rígida fenólica se incorporó históricamente a paneles compuestos por su combinación de baja conductividad térmica y buen comportamiento frente al fuego.
El texto original le atribuye:
- Elevada resistencia al encendido.
- Velocidad de combustión reducida frente a otras espumas descritas.
- Bajos índices de emisión de humo en las formulaciones de referencia.
Se describe su producción a partir de una resina fenólica/formaldehído, un agente de expansión volátil y un agente de endurecimiento. La espuma se fabricaba preferentemente en losas, que posteriormente se cortaban y adherían a las caras metálicas.
La documentación también señala dos limitaciones históricas: presencia de agua ácida residual, que dificultaba la laminación continua, y una mayor friabilidad, relevante en cubiertas o plafones sometidos a cargas repetidas o pisadas.
Propiedades históricas de las espumas rígidas
La densidad influye en numerosas propiedades mecánicas de la espuma y también en el coste de material. El objetivo industrial es obtener las prestaciones necesarias sin incrementar innecesariamente la cantidad de material.
El flujo de calor a través de una espuma rígida de células cerradas depende en gran medida de los gases contenidos en la estructura celular. Por eso el agente de expansión, la composición y el envejecimiento térmico influyen en la conductividad.
| Propiedad histórica | PUR B2 | PUR B3 | PIR | Interpretación |
|---|---|---|---|---|
| Densidad de referencia | 40 ± 4 kg/m³ | 38 ± 4 kg/m³ | 45 ± 5 kg/m³ | Valores citados para productos de un fabricante histórico; no representan todos los paneles actuales. |
| Conductividad PUR tras fabricación | 0,020–0,024 W/m·K | Referencia histórica para la espuma PUR descrita. | ||
| Conductividad PUR a largo plazo | 0,024–0,030 W/m·K | El texto relaciona el cambio con la evolución de los gases en la estructura celular. | ||
Lana mineral: estructura, lana de vidrio y lana de roca
Lana de vidrio
La página original describe la fabricación de losas de lana de vidrio a partir de una fusión de arena de cuarzo, carbonato de sodio y cal, o a partir de vidrio reciclado. También cita el método TEL, en el que la masa fundida se transforma en fibras mediante pequeñas aberturas y acción de aire.
El contenido histórico indica que la lana de vidrio puede contener una proporción de agente ligante del orden del 4–15 %, y que densidad y espesor pueden modificarse variando parámetros de proceso como la velocidad de la cinta.
Estructura ortotrópica
Las losas de lana mineral presentan una estructura fuertemente direccional. Las fibras largas tienden a alinearse con el proceso de fabricación, mientras que las fibras cortas adoptan orientaciones más aleatorias. Esta anisotropía explica que las propiedades mecánicas cambien según la dirección de carga.
Los ligantes contribuyen de forma importante a la rigidez y resistencia del producto terminado.
Lana de roca, humedad y temperatura
El texto original atribuye a la lana mineral de origen rocoso una elevada resistencia a temperaturas altas y una buena respuesta frente a la humedad respecto a la lana de vidrio considerada en la misma fuente.
Al ser un material fibroso sin estructura de células cerradas, la difusión de vapor y la presencia de agua deben tratarse de forma distinta a una espuma rígida. La fuente indica que la absorción puede reducirse mediante aditivos hidrófugos.
Propiedades históricas de la lana mineral
La fuente original indica que aproximadamente el 75 % del flujo térmico en la lana mineral analizada se relacionaba con fenómenos convectivos y conductivos ligados al aire contenido en su estructura.
También señala que, con bajo contenido de ligante orgánico, las fibras minerales presentan muy baja combustibilidad; sin embargo, la clasificación de reacción al fuego de un producto actual debe obtenerse de la documentación del panel completo.
| Propiedad histórica de lana mineral | Intervalo / valor citado | Observación |
|---|---|---|
| Densidad usada en paneles | 90–145 kg/m³ | Intervalo general citado por la fuente histórica. |
| Compresión perpendicular a fibras | 0,005–0,08 N/mm² | La resistencia depende fuertemente de estructura y densidad. |
| Tracción perpendicular a fibras | 0,001–0,01 N/mm² | Menor que la resistencia paralela a la orientación principal. |
| Resistencia a corte | 0,03–0,20 N/mm² | Valor histórico de referencia. |
| Módulo de corte | 2–20 N/mm² | Depende de orientación y estructura interna. |
| Tracción paralela | 0,03–1,0 N/mm² | Con módulo de elasticidad citado de 5–40 N/mm². |
| Compresión paralela | 0,10–0,15 N/mm² | Con módulo de elasticidad citado de 6–20 N/mm². |
| Absorción de agua en panel compuesto | 0,2–0,5 % | Referencia histórica para condiciones normales y producto protegido por las caras. |
| Conductividad térmica de losa | 0,033–0,034 W/m·K | Fuente histórica para densidades aproximadas de 60–150 kg/m³. |
| Temperatura de fusión de fibra de vidrio | ≈650 °C | No equivale a una clasificación al fuego del panel. |
| Temperatura de fusión de fibra de roca | ≈1000 °C | No equivale a una clasificación al fuego del panel. |
Comparativa técnica de núcleos aislantes
La comparación debe hacerse por prestación del panel acabado, no por una única propiedad del material base.
| Familia | Estructura | Fortaleza principal | Qué comprobar en proyecto |
|---|---|---|---|
| PUR | Espuma rígida de células cerradas | Muy buen aislamiento térmico con peso reducido | Conductividad declarada, densidad, reacción al fuego, espesor y U del panel |
| PIR | Espuma rígida con mayor índice de isocianato | Aislamiento térmico y mejor estabilidad térmica que formulaciones PUR equivalentes | Prestaciones declaradas del panel; no extrapolar las de la espuma |
| PF | Espuma fenólica termoestable | Históricamente destacada por baja conductividad y fuego | Disponibilidad actual, fragilidad, clasificación y sistema completo |
| Lana de roca | Fibras minerales con ligantes | Prestaciones frente al fuego y acústica en sistemas específicos | Densidad, orientación, absorción, U, acústica y clasificación del panel |
| Lana de vidrio | Fibras de vidrio con ligantes | Aislamiento térmico y acústico en sistemas compatibles | Contenido de ligante, densidad, humedad y clasificación del sistema |
Qué documentación y propiedades debes comprobar hoy
La información técnica histórica es útil para comprender por qué los materiales se comportan de forma diferente, pero la especificación de una obra debe apoyarse en datos actuales del producto.
Caras metálicas
- Material y calidad
- Espesor nominal
- Recubrimiento metálico
- Revestimiento orgánico
- Acabado interior y exterior
Núcleo
- Tipo de aislamiento
- Densidad cuando se declare
- Conductividad térmica
- Transmitancia U del panel
- Reacción al fuego del producto
Producto completo
- Norma/documentación aplicable
- Declaración de Prestaciones
- Dimensiones y tolerancias
- Tablas de carga
- Junta y fijación
Proyecto
- Ambiente interior y exterior
- Corrosividad
- Fuego y acústica exigidos
- Humedad y temperatura
- Compatibilidad con remates
Materiales y acabados en producto real
Caras metálicas
El perfil, espesor y recubrimiento de las caras forman parte de la especificación del producto.
Lana mineral
La estructura fibrosa y la orientación de las lamelas condicionan propiedades mecánicas, térmicas y acústicas.
Recubrimientos
El color es solo una parte del sistema: debajo existe una combinación de protección metálica, imprimación y acabado orgánico.
Continúa con la guía técnica
Las materias primas explican el comportamiento base. El siguiente paso es entender cómo se transforman durante fabricación y cómo se protegen las caras metálicas.
Preguntas frecuentes sobre materiales del panel sandwich
Habitualmente combina dos caras rígidas —normalmente metálicas— con un núcleo aislante. La familia de producto puede utilizar acero, aluminio, inoxidable u otros metales y núcleos como PUR, PIR o lana mineral, según la solución concreta.
No. Son familias químicamente relacionadas, pero el PIR utiliza una formulación con mayor proporción de isocianato y puede presentar un comportamiento térmico y frente al fuego diferente. Debe compararse el panel acabado, no solo la espuma.
Son denominaciones históricas útiles para interpretar documentación antigua. Para un producto actual debe utilizarse la clasificación y documentación vigente del panel completo.
No. Los intervalos históricos de esta página explican el comportamiento general, pero cada panel utiliza una configuración concreta. Deben revisarse los valores declarados del producto.
No. La resistencia o reacción al fuego se clasifica sobre una configuración de producto o sistema. La temperatura de fusión de una fibra no sustituye esa clasificación.
La cara interior de la bobina puede incorporar una imprimación o revestimiento diseñado para favorecer compatibilidad y adhesión con el núcleo. El sistema concreto depende del fabricante y proceso.
