¿Qué son los embalajes de poliestireno expandido - EPS?

Quizás más conocidos por el término comercial Unicel© o "corcho blanco", los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS nos resultan familiares a todos. Se utilizan para la protección de todo tipo de productos durante su distribución y transporte.

Sus inigualables prestaciones en términos de amortiguación, aislamiento térmico y protección han convertido al Poliestireno Expandido - EPS en un material de uso común.

Las aplicaciones más familiares y conocidas son los embalajes de los equipos electrónicos y electrodomésticos, así como las cajas para el transporte y distribución de pescado fresco y mariscos.

¿Cómo se fabrica el Poliestireno Expandido - EPS?

El Poliestireno Expandido se obtiene a partir del Poliestireno Expandible que contiene un agente de expansión.

El Poliestireno Expandible deriva a su vez del petróleo, como el resto de las materias plásticas.

El proceso de transformación para fabricar los artículos acabados en Poliestireno Expandido transcurre en tres etapas:

1. PREEXPANSIÓN: La materia prima se calienta con vapor de agua, en unos equipos denominados preexpansores, a una temperatura entre 80 y 100 ºC. La densidad del material disminuye desde los 630 kg/m3 hasta el rango 10-50 kg/m3. Durante este proceso, las perlas compactas de materia prima se convierten en perlas de plástico celular con una estructura interior de pequeñas celdillas rellenas de aire.

2. REPOSO INTERMEDIO Y ESTABILIZACIÓN: Al enfriarse las partículas recién expandidas se crea un vacío en su interior que es preciso compensar con la penetración de aire por difusión. De este modo las perlas alcanzan una mayor elasticidad mecánica y mejoran su capacidad de expansión, lo que resulta ventajosos para la siguiente etapa de transformación. Este proceso se desarrolla durante el reposo intermedio del material preexpandido en silos ventilados. Al mismo tiempo se secan las perlas.

3. EXPANSIÓN Y MOLDEO FINAL: En esta etapa las perlas preexpandidas y estabilizadas se transportan a unos moldes donde nuevamente se les comunica vapor de agua y las perlas se sueldan entre sí. De esta forma se pueden obtener grandes bloques (que posteriormente se cortan en las formas deseadas como planchas, bovedillas, cilindros, etc.), o productos conformados con su acabado definitivo.

¿Para qué se utiliza el Poliestireno Expandido - EPS?

Por su versatilidad y facilidad de conformado, además de sus excelentes cualidades y propiedades, el Poliestireno Expandido - EPS presenta un amplio abanico de aplicaciones. En el sector de la construcción se utiliza como aislamiento térmico y material de aligeramiento. También se utiliza como material de envase y embalaje para todo tipo de productos en diversos sectores de aplicación. Además presenta otras aplicaciones no encuadradas anteriormente denominadas aplicaciones diversas.

¿Puede el Poliestireno Expandido - EPS utilizarse en contacto directo con los alimentos?

Sí se puede utilizar. La evaluación de los productos plásticos con respecto a las implicaciones sanitarias y los métodos de ensayo para esta evaluación han sido establecidas en varios países.

El Poliestireno Expandido - EPS cumple con todos los requisitos de la legislación sobre el contacto alimenticio y no hay ningún tipo de restricción para el uso del Poliestireno Expandido - EPS como envase y embalaje o artículos destinados al consumidor, como vasos de café, platos.

Por ejemplo las cajas de pescado de Poliestireno Expandido tienen una aceptación mundial. Igualmente se envasan frutas y verduras en cajas de Poliestireno Expandido - EPS. Esto no es sólo por razones higiénicas, sino que el hecho de que los envases de Poliestireno Expandido - EPS mantengan la temperatura durante largos periodos de tiempo, han convertido al Poliestireno Expandido en un material de envasado idóneo para el sector de la alimentación.

El poliestireno expandido es un material que por su bajo peso y gran resistencia, es ideal para la fabricación de empaques y embalajes para los diversos productos de la industria electrónica, farmacéutica, manufacturera, química, artesanal, etc.

Los empaques de poliestireno expandido son diseñados para amoldarse perfectamente a la forma del producto, combinando diversas opciones de espesores de pared, densidad y número de refuerzos

Por otra parte, la ligereza del poliestireno expandido reduce los costos de transporte, mano de obra y gracias a su resistencia elimina las roturas, facilitando el estibado, al poder soportar más de 1000 veces su propio peso.

El poder de amortiguamiento del poliestireno expandido le permite absorber la energía producida por golpes y vibraciones, evitando que el producto empacado se dañe.

Los productos que requieren control de temperatura, por ejemplo pescado, pueden ser envasados en poliestireno expandido ya que sus múltiples celdillas actúan como cámaras de aire independientes aislándolo térmicamente.

La posibilidad del Poliestireno Expandido - EPS de emplearse para la protección, transporte y comercialización de alimentos se debe a que es un material fisiológicamente inocuo, que no favorece el crecimiento de hongos y bacterias que provocan la descomposición orgánica siendo además de olor y sabor neutros.

Además el Poliestireno Expandido - EPS puede incorporar aditivos para evitar la excesiva carga electrostática favoreciendo su uso en la industria electrónica.

Usos del Poliestireno Expandido en la Construcción

Las aplicaciones que encuentra el Poliestireno Expandido - EPS en la construcción están relacionadas con características como aislamiento térmico y acústico. Ya sea por ahorro de energía o por confort, el Poliestireno Expandido - EPS posee características que cumplen muy bien esas funciones.

Actualmente en los países de clima templado y tropical existe la tendencia a construir bajo medidas eficientes de aislamiento térmico, ya que el gasto energético para el acondicionamiento de edificios en las temporadas cálidas puede ser equivalente o aún mayor que el gasto energético para la calefacción en invierno.

Usos del Poliestireno Expandido en la Alimentación

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Pescados y mariscos:

Las máximas garantías de higiene y el mantenimiento de los niveles óptimos de protección térmica son, junto con la posibilidad de apilamiento sin riesgos para la mercancía, las mayores ventajas que los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS ofrecen a los pescados, mariscos y salazones.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Productos cárnicos y avícolas:

La versatilidad en el diseño del Poliestireno Expandido - EPS permite desarrollar envases y embalajes adecuados para pequeñas y grandes porciones de productos cárnicos elaborados o frescos. Por otro lado, el Poliestireno Expandido - EPS asegura la garantía de higiene y la adecuada protección térmica que los productos cárnicos y avícolas necesitan.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Frutas y verduras:

Las frutas y verduras, desde lechugas a melones, viajan en las mejores condiciones de higiene gracias a los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS, prolongándose su estado de conservación gracias a la excelente protección térmica y mecánica de estos envases, además de soportar sin problemas la acción de la humedad.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Productos lácteos:

Gracias a sus cualidades térmicas, el Poliestireno Expandido - EPS garantiza la transpiración de los quesos tiernos para que alcancen y mantengan el punto de maduración adecuados, aislando la humedad y los líquidos que puedan generar. De esa manera, los productos lácteos llegan al consumidor en perfectas condiciones higiénicas.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Bebidas:

El Poliestireno Expandido - EPS mantiene las condiciones de temperatura necesarias para la conservación de bebidas como el vino en todo el proceso de distribución, además de evitar roturas debido a su elevada capacidad para amortiguar impactos.
Por otro lado, es posible desarrollar en Poliestireno Expandido - EPS estuches de presentación que realzan la imagen del vino embotellado.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Helados y pastelería:

Los helados y los productos de pastelería contienen ingredientes tan delicados y sensibles a los cambios de temperatura como los huevos o los derivados lácteos, que necesitan un material como el Poliestireno Expandido - EPS que garantice una protección total, en cuanto a las exigencias higiénicas y de temperatura, para lleguen al consumidor con todo su sabor y consistencia.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Electrodomésticos, electrónica de consumo e informática

A la adaptabilidad de los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS hay que unir el excelente comportamiento en la amortiguación de impactos. Por ello, un televisor, un ordenador, una nevera o cualquier otro producto electrónico o informático de cualquier tamaño tienen en el Poliestireno Expandido - EPS su mejor aliado para evitar daños durante el transporte. Además el Poliestireno Expandido - EPS se integra perfectamente en la automatización de la cadena de producción y permite la posibilidad de apilar la mercancía sin problemas, tanto en el almacén como en el punto de venta.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Componentes electrónicos y material eléctrico

La fragilidad de los chips y otros componentes electrónicos o eléctricos exige una sólida protección que ofrece sin ninguna duda el Poliestireno Expandido - EPS. Gracias al estudiado diseño, los envases de Poliestireno Expandido - EPS son especialmente aptos para ser utilizados en cadenas de embalaje, transporte y almacenamiento y con la incorporación de ciertos aditivos en su proceso de fabricación la posible acumulación de electricidad estática no supone ningún problema.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Muebles

En forma de cantoneras o piezas mayores de protección el Poliestireno Expandido - EPS permite a los muebles viajar totalmente protegidos frente a golpes o caídas, permitiendo además de nuevo su apilamiento en almacenes.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Herramientas y maquinaria

La facilidad de conformado del Poliestireno Expandido - EPS hace que sea capaz de adaptarse a cualquier forma que una máquina, herramienta o conjunto de herramientas pueda tener, permitiendo su total protección. El Poliestireno Expandido protege también a herramientas o maquinaria metálica de la acción nociva de la humedad dada su gran resistencia a la misma.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Componentes de Automóviles

Usado para el transporte todo tipo de piezas de automóviles, desde faros a retrovisores, el Poliestireno Expandido - EPS los protege nuevamente gracias a su resistencia a los impactos y a la humedad.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Óptica, fotografía y aparatos de precisión

Resulta evidente que los productos del sector de óptica, fotografía y precisión son extremadamente sensibles en su manipulación y durante su transporte. Un microscopio, un objetivo de cámara o una balanza, entre otros, necesitan de un material de envase o embalaje que garantice esta protección. El Poliestireno Expandido - EPS se convierte entonces en indispensable para muchos de estos productos.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Juguetes

En esta aplicación es importante el "efecto display" de los envases y embalajes del Poliestireno Expandido - EPS, capaces de convertirse en buenos expositores de los productos de juguetería. Los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS permiten la manipulación y el transporte sin riesgo para los envases de juguetes protegiéndoles de golpes o caídas.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Farmacia, perfumería y cosmética

Los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS garantizan la seguridad de los productos durante el transporte y a su vez se transforman en atractivos "presentadores" de los mismos cuando son colocados en el escaparate o mostrador del punto de venta. Así mismo, el Poliestireno Expandido - EPS ofrece las garantías de total higiene y aislamiento térmico tan importante en vacunas y otros productos farmacéuticos.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Horticultura y jardinería

Desde las bandejas para el transporte de plantas, pasando por los semilleros, hasta placas especiales para las instalaciones de calefacción en invernaderos o elementos de cultivo hidropónico, el Poliestireno Expandido - EPS ofrece una gama de soluciones que abarcan todas las etapas del desarrollo y crecimiento de las plantas, protegiéndolas después durante el transporte hasta su destino final.

Usos del Poliestireno Expandido en el empaque de Materiales de construcción

Diversos materiales de construcción como mármoles, productos cerámicos, accesorios de baño, radiadores, puertas, etc. encuentran en el Poliestireno Expandido - EPS un perfecto aliado para garantizar su perfecto estado de conservación hasta el momento de la instalación. La versatilidad de formas que permiten los envases y embalajes de Poliestireno Expandido - EPS hace que se puedan diseñar soluciones adecuadas para cada necesidad.

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POLIESTIRENO

Definición

Se designa con las siglas PS. Estructuralmente, es una cadena larga de carbono e hidrógeno, con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinílica de radicales libres a partir del monómero de estireno. A temperatura ambiente, el poliestireno es un sólido termoplástico, que puede ser derretido a altas temperaturas para moldearlo por extrusión y después resolidificarlo.

El monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno (vinilbenceno):

La formula del poliestireno es:

Tipos de poliestireno

- Poliestireno de uso general o Poliestireno cristal (GPPS)
- Poliestireno de alto impacto (HIPS)

El poliestireno de uso general o cristal se puede obtener por medio de tres procesos: polimerización en masa, suspensión y solución, el más utilizado es la polimerización en masa, ya que presenta una aparente simplicidad y proporciona un polímero de alta calidad. A partir de este polímero se obtienen otras variedades de poliestireno, como el expansible, que es obtenido por polimerización en suspensión del estireno en presencia de agentes soplantes y a partir de él se obtienen las espumas aislantes.

El Poliestireno de alto impacto, es un poliestireno modificado con un elastómero, generalmente butadieno. Este se puede obtener por reacción o mezcla física entre poliestireno y polibutadieno. Es más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos sin romperse. El grado de resistencia al impacto está en función del contenido de polibutadieno. Puede ser procesado por los métodos de inyección, soplado y termoformado.

Características generales

Dentro de las propiedades que presentan estos compuestos, se encuentran:

Proceso de producción

El proceso mediante el cual se produce el poliestireno es la polimerización; que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno (C8H10) en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno (C8H8). La polimerización del estireno requiere la presencia de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los peróxidos, que opera rompiéndose para generar un radical libre. Este se une a una molécula de monómero, formando así otro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Finalmente se termina la cadena por reacciones tales como la unión de dos radicales, las cuales consumen pero no generan radicales como se observa en la siguiente figura:

Los procesos de prepolimerización y polimerización son iniciados en un tanque de polimerización con un agitador, se alimenta el monómero de estireno y los aditivos químicos, la reacción inicia cuando aproximadamente el 90% del compuesto es convertido en solución. La solución, conteniendo el polímero, es bombeada hacia un desvolatizador, donde los residuos del monómero de estireno que no reaccionaron son vaporizados, condensados y reciclados continuamente tras la primera etapa de polimerización. El poliestireno fundido fluye del alimentador de base cónica del desvolatizador dentro de un moldeador que da forma, refrigera, seca y filtra el poliestireno en forma de píldoras o comprimidos. Luego, los comprimidos de poliestireno son transportados a los depósitos de almacenamiento.

Métodos de transformación del poliestireno

El poliestireno puede transformarse mediante los siguientes procesos:

Extrusión: Este proceso ha tenido un enorme desarrollo por la elevada producción de lámina para termoformar. El polímero es calentado y empujado por un tornillo sin fin y pasa a través de un orificio con forma definida (dado) de acuerdo a la forma deseada. Se producen por extrusión, tuberías, láminas, perfiles, vigas y materiales similares.

Inyección : El poliestireno ha tenido un gran desarrollo en este tipo de proceso, con los grados de alto flujo que favorecen la elevada productividad de las empresas transformadoras obteniendo una cantidad mayor de producción en un mismo tiempo. El polímero se funde con calor y fricción (a través de un tornillo sinfín) y se inyecta en un molde frío donde el plástico solidifica adoptando la forma del molde. Este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos, utensilios de cocina, juguetes, etc.

Termoformado: Este proceso tiene gran aceptación principalmente en el sector de envase de alimentos, médico y promocional. Siendo favorecidos por la elevada productividad que se llega a obtener con resinas como el poliestireno. Consiste en partir de una lámina que se coloca por encima o por debajo de un molde (a veces se usa un molde macho y otro hembra y la lámina se coloca en medio de ambos). Se aplica calor para que la lámina se reblandezca y una vez que esto sucede, se empuja el molde hacia la lámina para que tome la forma de éste. Alternativamente se aplica presión positiva o vacío para que la lámina se adose al molde y adquiera su forma.

Aplicaciones del poliestireno

La siguiente tabla muestra algunas de las aplicaciones del poliestireno y la forma en que se producen:

En términos generales el GPPS es apropiado para aplicaciones finales que requieren principalmente alta rigidez, buena elongación, y estabilidad dimensional con excelente transparencia. Si se requiere mayor resistencia al impacto y la transparencia no es indispensable, el HIPS es una muy buena opción. Entre estas aplicaciones se encuentran los artículos para empaque, vasos, platos y cubiertos desechables, televisores, computadoras, muebles, sanitarios, etc.

Además de estas aplicaciones, el poliestireno también se puede impregnar de un agente espumante dando origen al poliestireno expandido (EPS) que se usa para fabricar vasos y platos térmicos, partes rígidas, ligeras y flexibles que se usan para proteger bienes al embalarlos, láminas ligeras y rígidas que se arman con varilla para construcción, etc.

Historia

El poliestireno fue obtenido por primera vez en Alemania por la Farbenindustrie A. G. (hoy BASF), en el año 1930. En ese mismo año la empresa inicia la producción industrial de poliestireno instalando una planta para producir 100 ton/año. El primer poliestireno de uso general se introdujo comercialmente en los Estados Unidos en el año 1938 y el primero de alto impacto en el año 1948.

Durante la 2da Guerra Mundial se realizaron injertos de estireno en polibutadieno, obteniéndose un hule sintético para sustituir al caucho natural debido a su escasez. Partiendo de esto, se obtuvo un poliestireno con mayor resistencia al impacto. En 1948, las mezclas de copolímeros de estireno/acrilonitrilo con acrilonitrilo/butadieno generaron como resultado el ABS.

El desarrollo del poliestireno ha formado un grupo de plásticos denominados “Familia de Polímeros de Estireno”, identificados por incluir la estructura del estireno en su composición.

Los polímeros de estireno son de gran relevancia en el mercado, ocupan el quinto lugar del consumo, después del polietileno, polipropileno, polietilen tereftalato y policloruro de vinilo, esto es gracias a una abundante variedad de aplicaciones por facilidad en moldeo y propiedades.

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Como proteger la madera contra todo tipo de hongos e insectos

El cuperizado es un método de protección contra todo tipo de hongos e insectos xilófagos. Generalmente, existen dos tipos de agentes de degradación de la madera:

Para evitar la acción de estos agentes se utilizan protectores químicos que pueden dividirse en dos clases:

El cuperizado de la madera consiste en dar un protector orgánico a ésta cuyo producto químico presente es el naftenato de cobre.

El naftenato de cobre tiene un alto poder fungicida en razón del ácido nafténico presente. Se emplea con alta concentración (20 ó 25%) en la solución orgánica, ya que es muy volátil. Normalmente se aplica por pulverización a baja presión mediante un compresor.

Se deben extremar medidas de protección al aplicarlo pues es fácilmente inflamable y tóxico. Algunas recomendaciones son:

Proveedores de naftenato de cobre

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