El poliuretano (PU) es una familia de plásticos (polímeros) que se forma cuando dos componentes líquidos, un poliol y un isocianato, reaccionan entre sí. Al variar el tipo y la proporción de los componentes, la misma química da una espuma blanda para acolchado, una espuma aislante rígida, un recubrimiento flexible o una pieza moldeada resistente. Por eso la espuma de un colchón, un panel para cámaras frigoríficas y el aislamiento de un refrigerador proceden de la misma familia de materiales.

1. Cómo se forma el poliuretano

El poliuretano se obtiene a partir de dos materias primas principales: un poliol y un isocianato. Un poliol es una molécula con dos o más grupos hidroxilo (OH). El isocianato suele ser MDI o TDI y tiene dos o más grupos NCO reactivos. Al mezclar ambos se inicia una reacción que libera calor y forma enlaces de uretano, que unen las moléculas entre sí. El polímero toma su nombre de este enlace.

Un sistema de dos componentes: componente A y componente B

En la industria, el poliuretano se suministra normalmente como un sistema bicomponente. En Europa y en Turquía, el componente A suele ser la mezcla ya formulada del poliol con catalizadores, surfactantes, agentes espumantes y otros aditivos, y el componente B es el isocianato adecuado para esa mezcla. En América del Norte las letras suelen usarse al revés, por lo que conviene seguir siempre las etiquetas de los bidones y de las fichas técnicas. Una máquina dosificadora mezcla los dos componentes en una proporción fija y envía la mezcla a un molde, a una línea de paneles o directamente sobre la superficie que se quiere aislar.

Cómo se forma la espuma

Al fabricar una espuma se producen dos reacciones al mismo tiempo. En la reacción de gelificación, el poliol y el isocianato construyen la red polimérica. En la reacción de espumación, el isocianato reacciona con el agua y libera dióxido de carbono. Este gas, junto con el agente espumante físico que pueda llevar el sistema (pentano o HFO, por ejemplo), convierte la mezcla líquida en espuma. El equilibrio entre ambas reacciones determina la estructura celular y la densidad de la espuma. La amina que se forma en la reacción de espumación reacciona con más isocianato y forma enlaces de urea, por lo que la mayoría de las espumas contienen algunos grupos urea además de los grupos uretano.

Por qué una misma química da tantos productos

Las cadenas largas y flexibles de poliol dan productos blandos que recuperan su forma. Los polioles cortos y muy ramificados forman una estructura rígida y muy reticulada. Pequeños cambios en la formulación modifican directamente la densidad, la dureza, el valor de aislamiento y el tiempo de curado. Por eso se habla del poliuretano como de un sistema adaptado a cada aplicación y no como de un único producto. Nuestra guía Poliol e isocianato explica con más detalle las dos materias primas.

Breve historia

El poliuretano lo obtuvieron por primera vez en 1937 Otto Bayer y sus colaboradores en IG Farben, en Leverkusen (Alemania). Se utilizó a pequeña escala durante la Segunda Guerra Mundial, por ejemplo como recubrimiento de aviones, y en la década de 1950 se extendió el uso de las espumas rígidas, los elastómeros, los adhesivos y las espumas flexibles. Hoy es uno de los plásticos más importantes: en 2019 la producción mundial rondó los 25 millones de toneladas, alrededor del 6 % de todos los polímeros.

2. Tipos de poliuretano

En el lenguaje cotidiano, «poliuretano» suele referirse a la gomaespuma o a una espuma aislante. Sin embargo, la misma química abarca grupos de productos muy distintos:

Espuma flexible de poliuretano (gomaespuma)

Una espuma blanda de celda abierta que recupera su forma después de comprimirse y que se utiliza en mobiliario, colchones y asientos de automóvil. Se obtiene en grandes bloques (espuma en bloque, o slabstock) que después se cortan, o bien se moldea. Según la aplicación, su densidad va de unos 10 a 300 kg/m³.

La espuma flexible se fabrica con polioles poliéter o poliéster. En general, los tipos poliéter resisten mejor el agua, mientras que los tipos poliéster resisten mejor los solventes y la abrasión. La densidad es la masa de espuma por metro cúbico (kg/m³). Por sí sola no describe la firmeza, porque la dureza se mide por separado (por ejemplo, mediante un ensayo de indentación según ISO 2439), de modo que dos espumas de la misma densidad pueden sentirse distintas.

Espuma viscoelástica (memory foam)

Una espuma flexible que recupera su forma lentamente después de presionarla. Como se adapta a la forma del cuerpo, se utiliza en colchones, almohadas y cojines de uso médico.

Espuma rígida de poliuretano: PUR y PIR

Una espuma ligera, de celda mayoritariamente cerrada y con un alto valor de aislamiento. Se utiliza en paneles sándwich, paneles para cámaras frigoríficas, refrigeradores, carrocerías frigoríficas de camión y depósitos de agua caliente. El PIR (poliisocianurato) es una espuma rígida elaborada con isocianato adicional, que forma estructuras en anillo y es más estable frente al calor. Ambos se diferencian por la proporción entre isocianato y poliol (el índice): el PUR se fabrica con un índice cercano a 100 y el PIR con uno mucho más alto, normalmente superior a 180. El nombre por sí solo no determina la clasificación al fuego; esta consta en el informe de clasificación del producto. Nuestra guía Paneles aislantes PIR o PUR compara ambos.

Espuma de poliuretano proyectado

Los dos componentes se proyectan en obra con una máquina especial y la espuma se expande en cuestión de segundos. En cubiertas, fachadas y almacenes forma una capa de aislamiento continua, con pocas juntas o ninguna.

Espuma de piel integral

Un sistema que forma una piel exterior densa y un núcleo de espuma más ligero en una sola colada dentro del molde. Se utiliza en volantes, reposabrazos, piezas de mobiliario y productos decorativos.

Elastómeros, recubrimientos y adhesivos

El poliuretano se emplea también en formas que no son espumas: piezas de elastómero resistentes al desgaste, como ruedas y rodillos, recubrimientos de suelos y otras superficies, adhesivos y selladores. El poliuretano termoplástico (TPU), que puede volver a moldearse con calor, pertenece a la misma familia.

Poliuretano y poliurea: la diferencia

El poliuretano se forma cuando un isocianato reacciona con un poliol; la poliurea se forma cuando un isocianato reacciona con una amina. La poliurea tiene un curado muy rápido y suele aplicarse con máquinas de proyección en caliente y a alta presión para impermeabilización y recubrimientos de protección. También existen sistemas híbridos que combinan ambos materiales. Para saber cómo deciden los aplicadores, consulte Espuma proyectada o poliurea.

¿La espuma expansiva en aerosol también es poliuretano?

Sí. La mayoría de las espumas en aerosol que se venden en ferreterías son espumas de poliuretano monocomponente que curan con la humedad del aire. Se diferencian de los sistemas bicomponentes que la industria utiliza para fabricar paneles, espumas para acolchado y piezas moldeadas. La espuma de aerosol sin curar contiene isocianato reactivo, por lo que conviene usar guantes y protección ocular, ventilar el espacio y seguir las advertencias del envase.

TipoEstructura celularUso típico
Espuma flexibleCelda abiertaMobiliario, colchones, asientos
Espuma viscoelásticaCelda abiertaColchones, almohadas, cojines de uso médico
Espuma rígida (PUR/PIR)Celda cerradaPaneles, cámaras frigoríficas, refrigeradores
Espuma proyectadaCelda cerrada o abierta, según el sistemaCubiertas, fachadas, almacenes
Espuma de piel integralPiel densa, núcleo de espumaVolantes, reposabrazos, piezas decorativas
Poliurea (material relacionado)Recubrimiento sólido, no es una espumaImpermeabilización, recubrimientos de protección

3. Principales propiedades del poliuretano

Las propiedades del poliuretano dependen de su tipo, de su densidad y de su formulación, por lo que cada punto siguiente se aplica al grupo de productos que se menciona en él:

4. ¿Para qué sirve el poliuretano?

En resumen, el poliuretano aísla edificios, cámaras frigoríficas y refrigeradores, aporta el acolchado de muebles, colchones y asientos de automóvil, y se utiliza en recubrimientos, adhesivos y muchas piezas moldeadas.

SectorTipo utilizadoEjemplos
Construcción y aislamientoEspuma rígida, espuma proyectadaPaneles sándwich, aislamiento de cubiertas y fachadas
Cadena de fríoEspuma rígidaPaneles para cámaras frigoríficas, carrocerías frigoríficas (furgones térmicos)
ElectrodomésticosEspuma rígidaRefrigeradores, congeladores, depósitos de agua caliente
Mobiliario y colchoneríaEspuma flexible y viscoelásticaSofás, colchones, almohadas
AutomociónEspuma flexible y de piel integralAsientos, reposabrazos, volantes
DecoraciónEspuma rígidaCornisas, rosetones de techo, piezas imitación madera
Impermeabilización y recubrimientosPoliurea, recubrimientos de poliuretanoCubiertas, terrazas, revestimientos de depósitos

En las piezas moldeadas, un desmoldeante ayuda a que la pieza salga limpia del molde. JiTPOL suministra sistemas para aislamiento, espuma para acolchado, piel integral y aplicaciones de proyección: consulte nuestros sistemas rígidos, flexibles, viscoelásticos, de piel integral y de poliuretano proyectado.

5. ¿Es tóxico el poliuretano?

La respuesta depende de si nos referimos al producto terminado o a las materias primas.

El producto terminado y curado

Según la ficha de información del material de EUROPUR, la asociación europea de fabricantes de bloques de espuma flexible de poliuretano, la espuma flexible de poliuretano curada se clasifica como artículo y no como sustancia peligrosa, y no se conocen efectos sobre la piel ni sobre las vías respiratorias en condiciones normales de uso. Aun así, debe utilizarse una protección adecuada frente al polvo que se genera al cortar o lijar la espuma, y guantes al trabajar con espuma recién fabricada. Esta afirmación se refiere a la espuma flexible; para la espuma rígida, la espuma proyectada y otros productos de poliuretano, consulte las fichas técnicas del propio producto.

Las materias primas y quienes las procesan

Los isocianatos, materia prima del poliuretano, pueden causar sensibilización alérgica de la piel y de las vías respiratorias. Deben ser manipulados por personas con formación, en zonas bien ventiladas y con equipos de protección individual adecuados. En la Unión Europea, el Reglamento (UE) 2020/1149 exige a los usuarios industriales y profesionales de productos que contengan un 0,1 % o más en peso de diisocianatos que completen una formación antes del uso; se aplica desde el 24 de agosto de 2023 y la formación debe renovarse como mínimo cada cinco años. Lea siempre la hoja de seguridad (SDS) de cada producto.

Combustión

Al quemarse, el poliuretano libera humo denso y gases tóxicos, por lo que los residuos de poliuretano nunca deben quemarse al aire libre.

6. ¿El poliuretano es inflamable?

Sí, el poliuretano es un material combustible. Su comportamiento ante el fuego depende del tipo de producto, de su densidad, de si contiene retardantes de llama y de cómo se integra en el panel o en la pared. En Europa, la clase de reacción al fuego de un producto de construcción se determina mediante ensayos y se clasifica según la norma EN 13501-1; consta en el informe de clasificación y en la declaración de prestaciones del producto. Hay que basarse en esos documentos y no en expresiones generales como «poliuretano ignífugo». Términos como «con retardante de llama» suelen referirse solo a ensayos de ignición a pequeña escala y no describen el peligro en un incendio de grandes dimensiones.

7. El poliuretano y otros materiales aislantes

En comparación con el EPS (poliestireno expandido), el XPS y la lana de roca, la diferencia más clara del poliuretano rígido es que su baja conductividad térmica ofrece el mismo aislamiento con una capa más delgada. Cuando importan el espesor y el peso, como en los paneles y las cámaras frigoríficas, esta diferencia decide la elección. La lana de roca, en cambio, se clasifica por lo general como no combustible (Euroclase A1 o A2; compruebe la declaración de prestaciones del producto) y puede preferirse cuando la prioridad es la clase de reacción al fuego. La elección correcta depende del valor de aislamiento exigido, del espesor, de las condiciones de humedad, de los requisitos de fuego y del presupuesto; compare cada material por su propio valor λ declarado.

8. Medio ambiente y reciclaje

La mayor parte del poliuretano es un termoestable: su estructura reticulada hace que no pueda fundirse ni volver a moldearse (el poliuretano termoplástico, TPU, es la excepción), por lo que es más difícil de reciclar que los termoplásticos, pero puede reciclarse. Los recortes de espuma flexible se trituran y se vuelven a aglomerar (rebonded) para obtener productos como las bases para alfombras. Los métodos químicos, como la glicólisis, descomponen la espuma en un producto rico en poliol que puede sustituir en parte al poliol nuevo. Los residuos no reciclables pueden destinarse a la valorización energética mediante incineración controlada con emisiones filtradas; quemarlos al aire libre nunca es aceptable. Según ISOPA, las tasas de reciclaje siguen siendo bajas por el número limitado de instalaciones y los costes elevados. En las espumas aislantes se han eliminado gradualmente los agentes espumantes que dañaban la capa de ozono (primero los CFC y después los HCFC); en Europa se sustituyeron sobre todo por pentano, y algunos sistemas utilizan agentes de tipo HFO. Para más detalles, consulte nuestra guía Reciclaje del poliuretano.

9. Cómo elegir el sistema adecuado

El poliuretano que conviene utilizar depende del producto que se fabrica y de cómo se fabrica. Estas preguntas conducen al sistema adecuado:

Las empresas que desarrollan mezclas bicomponentes ya formuladas para responder a estas preguntas se denominan casas de sistemas. JiTPOL es una casa de sistemas de poliuretano con sede en Bursa que desarrolla y suministra este tipo de sistemas. Podemos ayudarle a elegir el sistema y enviarle la ficha técnica (TDS) y la hoja de seguridad (SDS) que necesite.

Preguntas frecuentes

Fuentes

  1. ISOPA: ¿qué es el poliuretano? (en inglés)
  2. ISOPA: preguntas frecuentes sobre el poliuretano (en inglés)
  3. PU Europe: aislamiento de poliuretano (en inglés)
  4. EUROPUR: ficha de información del material, espuma flexible de poliuretano
  5. Ficha informativa de ISOPA: espuma flexible aglomerada (rebonded) (en inglés)
  6. Wikipedia: Poliuretano
  7. OSHA: peligros de los isocianatos (en inglés)
  8. Reglamento (UE) 2020/1149 de la Comisión (diisocianatos, anexo XVII de REACH)
Aviso: Este artículo tiene carácter informativo general. La elección del producto, la seguridad y el comportamiento ante el fuego dependen de la formulación y de la aplicación concretas; consulte siempre la ficha técnica, la hoja de seguridad y los informes de ensayo del producto.