Tema Central

Usos y propiedades de la silicona como elemento de construcción

Autor: Constructor, publicado el

La resistencia, durabilidad y adhesión son algunas de las virtudes más importantes de este material. Nota escrita por Sergio Olmos, docente de la Escuela de Construcción de Duoc UC, sede Maipú. 

En la construcción y en especial las terminaciones, cada vez son más utilizados los productos con mejor adhesión, sellado y acabado, y que cumplan las exigencias que demandan los diferentes materiales involucrados. 

Antes de la aparición de la silicona es necesario recordar los principios que motivaron este elemento, pues inicia con los adhesivos y selladores. 

Los adhesivos

Los adhesivos son utilizados desde hace cientos de años, y han sido empleados extensamente a lo largo de la historia hasta la actualidad. Existen ejemplos naturales de adhesión, como es el caso de las telas de araña, de los panales de abejas o de los nidos de pájaros. Se han hallado vestigios del uso de la sangre animal como adhesivo durante la Prehistoria. Como sistema de unión y/o sellado de materiales, los adhesivos ocupan un lugar que en ocasiones comparten con otros sistemas de unión. 

Se puede definir adhesivo como aquella sustancia que aplicada entre las superficies de dos materiales permite una unión resistente a la separación. El conjunto de interacciones físicas y químicas que tienen lugar en las superficies recibe el nombre de adhesión.

Las uniones adhesivas presentan ventajas con respecto a otros métodos de ensamblaje de materiales, como la distribución uniforme de tensiones, rigidización de las uniones, no se produce distorsión del sustrato, permiten la unión económica de distintos materiales, uniones selladas, aislamiento, reducción del número de componentes, mejora del aspecto del producto, compatibilidad del producto, uniones híbridas.

Como inconvenientes de los adhesivos, podemos señalar la necesidad de preparación superficial, espera de los tiempos de curado, dificultad de desmontaje, resistencia mecánica y a la temperatura limitada, inexistencia de ensayos no destructivos.

Los adhesivos son puentes entre las superficies de los sustratos, tanto si son del mismo, como si son de distinto material. El mecanismo de unión depende de la fuerza de unión del adhesivo al sustrato o adhesión, da fuerza interna del adhesivo o cohesión.

Una primera clasificación de los adhesivos es dividirlos en función de su origen o naturaleza. Por lo tanto, existen adhesivos de origen natural y adhesivos de origen sintético. La principal característica y punto en común de los adhesivos sintéticos es que todos están basados en polímeros.

Un adhesivo es un material no metálico que mantiene unidas dos superficies, es decir, cuando se aplica sobre una superficie esta se adhiere a otra por medio de adhesión y cohesión.

Por lo tanto, el adhesivo es un material que une dos superficies mientras que un sellador es un material para rellenar y dar cerramiento.

Los adhesivos son más rígidos, pues son productos que permiten obtener una adherencia permanente de los materiales que se desea unir, pero los selladores tienen una mayor elongación que los adhesivos.

Los selladores

Un sellador es un material no metálico que cambia a estado sólido cuando se aplica. Une dos superficies y rellena el espacio entre ellas para que así no entren o se fuguen materiales sólidos, líquidos o gaseosos.

Algunos sellantes y adhesivos más utilizados en la industria y construcción pueden ser selladores acrílicos; que tienen el agua como base y se utilizan principalmente en acabados de puertas, ventanas e interiores. No son muy flexibles, se usan para estructuras que no tengan mucho movimiento.

Las siliconas

Entonces la silicona irrumpe como un elemento que podría cumplir funciones de adhesión y de sellante. La silicona es un polímero derivado del polisiloxano, está constituido por una serie de átomos de silicio y oxígeno alternados. 

Es inodoro e incoloro. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes y en aplicaciones médicas y quirúrgicas.

Las principales propiedades de la silicona son la resistente a temperaturas extremas (-60 ºC hasta 180 ºC de manera permanente – hasta 250 °C o superior por períodos de tiempo reducidos),  elástico a bajas temperaturas (por debajo de -100 ºC como sellado estático y en condiciones dinámicas hasta -75 ºC), reducida deformación permanente, incluso a temperaturas extremadamente bajas o altas, resistente a la intemperie, ozono, radiación y humedad, características hidrofóbicas, absorbiendo pequeña cantidad de agua y evaporando rápidamente, excelentes propiedades eléctricas como aislante, larga vida útil, gran resistencia a la deformación por compresión, apto para uso alimenticio y sanitario. 

Algunas de las características propias de la silicona son flexibilidad y suavidad al tacto, no mancha ni se desgasta, no envejece, no exuda (evitando su deterioro y ensuciamiento, así como la corrosión sobre los materiales que estén en contacto con la misma). Además, tiene gran resistencia a todo tipo de uso, no es contaminante y se puede colorear ampliamente. 

Respecto a las propiedades mecánicas, la silicona posee una resistencia promedio a la tracción de 6,8 MPa, con una elongación promedio del 400%. A diferencia de otros materiales, la silicona mantiene estos valores aun después de largas exposiciones a temperaturas extremas. 

En cuanto a las propiedades eléctricas, la silicona posee flexibilidad, elasticidad y es aislante, manteniendo sus propiedades dieléctricas ante la exposición a temperaturas extremas donde otros materiales no podrían soportar. La biocompatibilidad de la silicona está formulada por completo con la FDA para productos medicinales. 

La silicona es inodora, insípida y no actúa como soporte para el desarrollo de bacterias. Respecto a la resistencia química, la silicona resiste algunos químicos, incluyendo algunos ácidos, oxidantes químicos, amoniaco y alcohol isopropílico. 

Las siliconas son de más alta calidad que los acrílicos y se usan principalmente para sellar superficies lisas. 

Actualmente la presencia de las siliconas en la construcción de edificios y en obras civiles es casi hegemónica en el campo de los adhesivos, hasta el punto de que la expresión “arquitectura de la silicona” se ha convertido en habitual y en las publicaciones sobre sistemas de cerramientos su tratamiento es considerado como temas específicos. 

Principales usos

La silicona se introdujo en la construcción como sellante, vinculado a las uniones del vidrio, uso en el que ha ocupado totalmente el mercado. Sin embargo, en muy pocos años la investigación ha permitido desarrollar una amplia variedad de productos que han superado con claridad los parámetros de referencia de sus competidores, a la vez que disminuye progresivamente la diferencia de precio que durante algún tiempo limitó su completa expansión en el mercado.

Por sus propiedades, la silicona se utiliza en muchas ramas de la industria y la construcción. Se puede encontrar en casi todos los tipos de aceites y lubricantes industriales, entre otros en aceites de motor y lubricantes para engranajes y motores. Estos compuestos también son componentes importantes de las resinas. La estructura y las propiedades de la silicona dan a la resina una estructura mucho más estable y la convierten en un aglutinante más eficaz. 

La silicona se aplica principalmente como acabado (por ejemplo, para rellenar huecos en esquinas) y como sellador. Después del curado (a temperatura ambiente), las siliconas forman una estructura sólida e impermeable, que llena perfectamente los huecos y los protege contra la penetración de líquidos. Las siliconas especiales se utilizan ampliamente en medicina, principalmente en implantes mamarios y en la producción de apósitos. 

Una de las formas de clasificación de los sellantes de silicona es dividirlos en neutros y acéticos, teniendo en cuenta que en los sellantes neutros es donde encontramos una más amplia variedad de productos.

La clasificación de los usos de la silicona está definida también en la normativa de ensayo y clasificación, que hace una separación clara de cada uno de los productos de silicona existentes en el mercado.

Los usos de los sellantes de silicona para la construcción se clasifican principalmente en los tipos siguientes: acristalamientos, fachadas, sanitarios y otras aplicaciones industriales (fuera de la arquitectura).

Es innegable el gran valor que la silicona da a una fachada, siendo un producto cuyo costo en el total de la fachada es pequeño en comparación con el resto de materiales. Sin embargo, tiene unas funciones muy importantes.

También sería conveniente añadir un hecho que, por obvio, a veces parece insignificante, sin serlo. Se trata de que la silicona ha añadido transparencia a la edificación, una característica que otros materiales (masillas, etc.) no tienen. 

La silicona también ha permitido la incorporación masiva del vidrio en la arquitectura. Podríamos decir que la silicona ha dado un mayor protagonismo al vidrio, dando a los edificios una notable mejora estética, un valor añadido muy apreciado actualmente.

Durabilidad

Tampoco debemos olvidarnos de otra característica importante de la silicona: su probada durabilidad en el tiempo. Tenemos el ejemplo de edificios construidos hace más de 30 años, en los que se empleó silicona estructural, y que siguen conservando las mismas prestaciones que el primer día. 

Hay que puntualizar que la silicona es la sustancia química más resistente que existe. Tiene la misma base química que la arena o el cuarzo, por lo cual resiste como ningún otro producto a la intemperie y a la radiación UV.

Otro punto importante: los sellantes de silicona aportan un importante ahorro energético.

Lo que se ha conseguido con la silicona hasta ahora es muy importante y todavía nos queda un amplio campo de desarrollo por delante.

Uno de los compromisos de los fabricantes debería ser el de informar y, sobre todo, formar al sector, especialmente a los aplicadores. Es complicado, pero es una tarea que debe hacerse. Ahora existen muchas marcas y productos y es evidente que la información debe ser un tema básico, para que los resultados finales sean satisfactorios.