Espumas inyectadas flexibles: versatilidad hecha comodidad

Camilo Marín Villar

Periodista

El poliuretano inyectado representa una de las soluciones más eficientes y versátiles para la industria del mueble actualmente. Estas espumas ofrecen un espectro cada vez más amplio y creciente de aplicaciones y beneficios, ya que pueden mejorar la apariencia de un producto, alargar su vida útil y aumentar la satisfacción y el confort de los usuarios finales.

Los poliuretanos han sido materiales tradicionales en la fabricación de diferentes tipos de espumas para el reforzamiento, acolchado y tapizado de muebles. Por su amplia versatilidad y múltiples aplicaciones han hecho parte de esta industria durante décadas, estando presentes, principalmente, en la elaboración de colchones, somieres, sillas y sofás.

Constantemente, la industria química desarrolla nuevas formulaciones para espumas, con mejores y más prestaciones. No obstante, la gran mayoría de muebleros casi siempre emplean los mismos materiales para tapizar, especialmente las espumas laminadas; son muy pocas las empresas que asumen el reto de buscar y probar otras alternativas dentro del amplio portafolio que ofrece el poliuretano, y así diversificar sus productos y líneas de negocio.

Una de estas alternativas es la espuma inyectada de alta densidad, también llamada goma espuma en algunos países hispanoparlantes. Por sus excelentes características y propiedades, este material puede ser usado en una gran variedad de productos, con diferentes formas, colores, tamaños y funcionalidades. El límite es quizás la imaginación y la creatividad del industrial.

En Colombia no solo hay un gran número de compañías que ofrecen piezas terminadas de este producto –como espaldares, asientos, reposabrazos, cabeceros, cojines y accesorios en espuma inyectada– también es muy sencillo encontrar las materias primas, los insumos y la maquinaria para fabricar y, por qué no, ofrecer el servicio al resto del sector.

Tal como explica Jorge Lara, ingeniero mecánico y gerente de Manupol Ltda., la idea es innovar a partir de la adaptación de una tecnología conocida y probada para desarrollar productos técnicos, con alto valor agregado y con una amplia funcionalidad, de tal forma que sea posible ofrecer mayor variedad y alta calidad a los usuarios de los muebles.

“Puede que no sea fácil para todas las industrias capitalizar la oportunidad que representa integrar en los productos tradicionales materiales poliméricos con características mecánicas y físicas especiales y, a partir de esto, crear nuevos modelos de negocio. Sin embargo, los poliuretanos proporcionan oportunidades que debemos aprovechar al máximo”, explicó el ingeniero, quien lleva veinte años fabricando muebles, especialmente para oficina.

Lara agregó: “este no es un tema nuevo; las espumas inyectadas fueron desarrolladas hace más de medio siglo, lo que sucede es que el sector ha desaprovechado la versatilidad del producto y no lo explota como debe ser”.

Tipología de la espuma

Pero, en sí, ¿qué son las espumas de poliuretano y cuál es la gran diferencia entre una espuma laminada y una inyectada?

Para entender esto, es conveniente explicar que las espumas de poliuretano son materiales plásticos que se obtienen a través de la reacción exotérmica de un poliol con un isocianato. Dos polímeros que, al combinarse en su forma líquida, generan dióxido carbónico, provocando la expansión de su masa hasta adoptar una forma sólida de espuma o un plástico rígido.

A la mezcla del poliol e isocianato se adicionan algunos agentes catalizadores, tensoactivos, agentes soplantes y entrecruzantes que permiten controlar la velocidad de la reacción, el tamaño de la celda (poros) de la espuma, la densidad del material y modificar la dureza del producto final, entre otras características.

Según sea necesario, y dependiendo del know how de cada fabricante y de sus formulaciones, se pueden conseguir desde espumas con densidades muy bajas como 6 Kg/m3, hasta plásticos de alta dureza con densidades de 1.220 Kg/m3. Vale la pena recordar que la densidad es la propiedad que permite medir el peso de un material, cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado parecerá.

Existen tres tipos principales de espumas definidos por su densidad: espumas flexibles, espumas rígidas y elastómeros. Las primeras son utilizadas, básicamente, en la fabricación de mobiliario; por su parte, las rígidas y los elastómeros, similares a los plásticos, se usan para conformar suelas de calzado, como sellante de juntas, impermeabilizante o como aislamiento térmico y acústico en la construcción de vivienda.

Se estima el consumo mundial de poliuretano en cerca de dieciséis millones de toneladas anuales, según las cifras entregadas, en septiembre de 2013, durante el “Polyurethanes World Congress” de Phoenix, Arizona.

Específicamente, las espumas flexibles para muebles se caracterizan por tener una celda abierta, en la cual el agente soplante no reside dentro de la estructura, ya que se pierde durante el proceso, esto hace que las densidades del producto varíen en un intervalo de 10 a 80 Kg/m3.

La inyección de espuma flexible es una producción en serie que se realiza en moldes fabricados de resina epóxica y aluminio.

Este tipo de material se puede fabricar en bloques, para luego ser cortado en láminas, producto que se conoce como espuma laminada, con densidades entre 15 y 30 Kg/m3, y que representa, aproximadamente, el 75% del mercado de las espumas flexibles. También se fabrica a través de moldeo por inyección, proceso con el que se pueden obtener espumas de altas densidades, de entre los 30 y 75 Kg/m3.

En el caso de las espumas inyectadas, tema principal de este artículo, las materias primas para la fabricación (poliol, isocianato y agentes) se inyectan a través de bombas independientes a un cabezote de mezcla hermético, utilizando un sistema de alta o baja presión, después la mezcla se dosifica en moldes individuales, por lo general abiertos, con la forma del producto que se desee obtener. En el interior del molde los componentes reaccionan y se produce el efecto exotérmico. (Véase el recuadro: Tecnología para la inyección de poliuretano).

Adopta la forma y los detalles del molde en el cual se inyecta, no es necesario realizar procesos de corte o conformado posteriores.

Pasados un minuto y medio o tres minutos, la reacción de expansión cesa, y continua la fase de gelificación hasta el momento en el que la espuma se sostiene por sí misma, por lo general, entre 20 segundos y dos minutos después del tiempo de crecimiento. Las propiedades generales de las espumas inyectadas dependen, principalmente, de la mezcla de poliol y de isocianato utilizado. El uso de polioles de alto peso molecular y alta funcionalidad genera una mayor estabilidad de la espuma y una mejora en la resistencia a la ruptura. Mientras que, la dureza de la espuma depende principalmente de la cantidad de isocianato y del agua de la formulación.

La principal ventaja del método de inyección es que, durante la mezcla, en el interior del cabezal, no hay presencia de aire, lo que favorece no sólo una producción de espuma continua y pareja sino también la obtención de un material con una celda o poro uniforme que mejora las propiedades físicas y mecánicas del producto final.

Además de mayores densidades, las espumas inyectadas presentan alta resistencia al desgaste y alta resiliencia; es decir, comparadas con los materiales laminados, cuentan con una mejor capacidad de recobrar su forma original después de haber sido sometidas altas presiones, por esta razón, se utilizan para aplicaciones en muebles y colchonería de alta calidad, permitiendo una mayor durabilidad y confort.

Dentro del grupo de espumas inyectadas se destaca la espuma de piel integral –también llamada “self-skinning foam”, por su nombre en inglés– con una amplia gama de densidades, de entre 50 Kg/m3 y 80 Kg/m3, para los muebles de alto tráfico, los descansabrazos, o los apoyacabezas, especialmente usados en las sillas de los vehículos de transporte de pasajeros. En Colombia empresas como Marcopolo y Scania utilizan este material para los asientos de sus autobuses.

La espuma inyectada ofrece una gran gama de formas, estilos y colores. Literalmente, se adapta a las necesidades del industrial.

Ventajas prácticas

Desde el punto de vista práctico, la inyección de espumas tiene la ventaja de que ofrecer un producto ecológico, de alta densidad, con una mejor relación costo beneficio al de las espumas laminadas y con funcionalidades especiales para muebles ortopédicos y ergonómicos. A continuación, los detalles de estas ventajas:

Ecológica: Aunque el poliuretano se deriva de recursos no renovables como el petróleo, el balance medioambiental es positivo ya que la espuma flexible se puede reciclar y la espuma rígida se puede incinerar para aprovechar la energía generada. Esto va acorde con la legislación medioambiental aplicable al sector de fabricación de muebles en Colombia, y permite que las empresas cumplan las normas.

Alta durabilidad: Existen datos que avalan la utilización de la espuma inyectada de poliuretano en la fabricación de muebles y que muestran una vida útil de hasta 10 años. Gracias a la excelente resistencia química y biológica de este material, su gran estabilidad, incluso bajo condiciones especiales (temperaturas extremas, ambientes muy húmedos y altos esfuerzos) y la amplia gama de densidades que se adaptan a cualquier condición, la espuma inyectada puede ofrecer la mejor garantía de durabilidad. A su vez, este producto tiene excelente desempeño mecánico, resistencia a la elongación y al desgarre.

Sillas de oficina con espuma inyectada.

Sus celdas abiertas permiten circulación óptima de manera uniforme del aire y proporcionan una mayor elasticidad; también es resistente a la humedad.

Economía: Aunque el aspecto de calidad ha sido una de las razones primordiales que explican la elección de las espumas inyectadas, hoy en día, gracias a las mejoras de las tecnologías productivas, y de las técnicas de inyección, este material se ha vuelto mucho más competitivo, en términos de costo, que en el pasado.

Según explica, Jorge Lara, en la actualidad hay muchas empresas que exigen para sus muebles espuma inyectada, especialmente, del sector automotor, el financiero, las entidades del gobierno y las compañías promotoras de salud, cuyos empleados deben permanecer durante largas jornadas en sus puestos de trabajo. Gracias a su alta durabilidad, este tipo de espuma permite ahorrar en los costos de mantenimiento o en el reemplazo de los muebles, por lo que, a mediano y largo plazo, la inversión inicial en muebles de espuma inyectada se recupera.

“Mientras que, por ejemplo: un trozo de espuma laminada naranja, con densidad de 30 Kg/m3, para fabricar el asiento de una silla de oficina, cuesta $4.000; los insumos necesarios (el isocianato y el poliol) para elaborar el mismo producto en espuma inyectada, de alta densidad (45 Kg/m3), valen entre $8.000 y $10.000. No obstante, la durabilidad del poliuretano inyectado es dos veces la del material laminado. Además, al ser moldeada, la pieza se adapta al cuerpo del usuario, garantizando ergonomía y confort. Al final, la cuestión es de costo/beneficio”, enfatizó el ingeniero Lara.

Adicionalmente, Lara comentó que incluir muebles con espumas inyectadas dentro de su portafolio le ha permitido ofrecer valor agregado y un diferencial en el producto. “No es posible reemplazar por completo las espumas laminadas, pues también son materiales con excelente calidad y muy útiles en el tapizado de muebles; sin embargo, no tener el poliuretano inyectado se puede convertir en una limitante para la empresa. Incluso, al combinar las espumas laminadas con las inyectadas, se reducen los espacios de almacenamiento, y, con los moldes necesarios, se pueden fabricar productos específicos bajo pedido”, dijo el gerente de Manupol.

Por su durabilidad, resistencia y capacidad de ser ergonómica, la inyección de espuma se emplea en la mayoría de muebles con aplicaciones de alto tráfico.

Ergonomía: Los muebles deben ser concebidos especialmente para un sitio y un usuario específicos, por ejemplo, en el caso de las sillas, la realidad muestra que cada aplicación necesita un asiento acorde a l

unción, a las dimensiones y el servicio que prestará. Al ser moldeada, la espuma inyectada adopta las dimensiones y la forma interna de la cavidad del molde, por lo que ya no hay que cortar la espuma para darle la forma ergonómica al mueble.

Los moldes para inyección de poliuretano son diseñados en programas especializados con dimensiones y medidas exactas para que la pieza de espuma se adapte a la forma del cuerpo distribuyendo el peso y dando un mayor confort y descanso al usuario final.

Versatilidad de diseño y fabricación: Gracias al proceso de moldeo, con espuma inyectada se pueden fabricar muebles personalizados para cada destinario (niños, adultos, hombres, mujeres, personas con problemas lumbares, etc.), o para un sector o producto específico (para el hogar, para la oficina, para el transporte ferroviario, aéreo, naval, las motocicletas, los automóviles, el transporte público, para salas de cine, auditorios, restaurantes y lugares de descanso, entre muchos otros).

La espuma flexible inyectada se puede cubrir con todo tipo de telas, pieles o materiales sintéticos, adicionalmente, al tener poros más pequeños que una espuma laminada, los adhesivos permanecen en la superficie del material, y no se absorben en su interior, lo cual facilita la unión con los revestimientos.

La industria también emplea revestimientos de vinilo previamente termoformados, que luego son instalados directamente en una espuma moldeada ergonómicamente. Este proceso facilita la producción de asientos de formas complejas, elimina las costuras del revestimiento de vinilo y aumenta al mismo tiempo la impermeabilidad, la durabilidad y la resistencia antibacteriana y antimicrobiana de la espuma, ya que los recubrimientos termoformados cuentan con estas propiedades.

Línea de muebles Giovanetti Collezioni en espuma inyectada de alta densidad.

Estas soluciones resultan ideales para: carros de golf; tractores de uso agrícola y muebles de jardín; motos, vehículos todoterreno y utilitarios, cojines y camillas para uso médico.

En general, la variedad de propiedades que posee este material abre una enorme gama de posibles aplicaciones; por ende, es una alternativa útil para abrir nuevos mercados en una industria altamente competitiva como es la del mobiliario.

Un buen ejemplo de esto es la presentación de la nueva línea de muebles Giovanetti Collezioni, en la que los diseñadores italianos Enrico Buscemo y Piergiorgio Leona, exhibieron una serie de sofás hechos, ciento por ciento, con una nueva generación de espumas inyectadas de 140 Kg/m3.

Basados en el clásico modelo Chesterfield, los creadores intentaron revitalizar la idea mediante el uso de moldes de grandes dimensiones y colores vivos y excéntricos, aplicados sobre espuma inyectada de altísima densidad, muy resistente y en cierta medida novedosa.

Por todo esto, la espuma de poliuretano reúne condiciones importantes que la convierten en una alternativa interesante para ser tenida en cuenta.

Al respecto, el ingeniero Lara comentó que los ejemplos internacionales demuestran que estas espumas representan una opción y que se puede adaptar a las necesidades de la industria nacional, ya que tiene incontables prestaciones y opciones de diseño.

“Es cierto que en Colombia influye mucho el factor precio y que esta espuma terminó asociándose con un material costoso; aún más en el último año si se tiene en cuenta que los insumos se han encarecido como consecuencia del alza del dólar. Pero la devaluación también aumenta los costos de los muebles importados, y es allí donde se abre la oportunidad para que los fabricantes nacionales compitamos con productos de calidad y con valor agregado”, aseguró Lara.

Fuentes

Jorge Lara. Gerente general de Manupol Ltda. manupol@manupol.com.co

Manuel Lanuza García. Director general de Maquiuretanos Lanuza S.A., maquiuretanoslanuza@gmail.com

www.polioles.com.mx – www.espumlatex.com.co – alcoplastcolombia.com – www.poliuretanosrivas.com – poliuretanoinsumos.com.ar – www.preformadosdecolombia.com – www.kraussmaffei.com

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