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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN 
 
 
 
PROPUESTA PARA EL DISEÑO DE UNA PLANTA DE ESPUMA DE 
POLIURETANO: 
 
 
 
TESIS 
 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE : 
INGENIERO QUÍMICO 
 
 
 
PRESENTA: 
FRANCISCO RUÍZ ROCHA 
 
 
ASESOR: I.Q. MARÍA ELENA QUIROZ MACÍAS 
 
 
CUAUTITLÁN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO, 2015 
 
 
 
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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN 
UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR 
DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES 
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SU~E8CUÁUTOtAN 
AvlOnoMA DE 
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M. en C. JORGE ALFREDO CUELLAR ORDAZ 
DIRECTOR DE LA FES CUAUTITLAN 
PRESENTE 
ASUNTO: .... vu"'TORIO 
Jefe 
Con base en el Reglamento General de Exámenes, y la Dirección de la Facultad, nos pennitimos a 
comunicar a usted que revisamos el: Trabajo de Tesis 
Propuesta para el diseño de una planta de espuma de poliuretano 
Que presenta la pasante: Francisco Ruiz Rocha 
Con número de cuenta: 303231950 para obtener el Título de: Ingeniero Químico 
Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL 
correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. 
ATENTAMENTE 
"POR MI RAZA HABLARA EL EspíRITU" 
Cuautitlán Izcalli , Méx. a 25 de Noviembre de 2014. 
PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO 
NOMBRE 
PRESIDENTE LQ. Margarita Casti llo Agreda 
VOCAL 1. Q. María Elena Quiroz Macias 
SECRETARIO LA. Ana María Soto Bautista 
ler. SUPLENTE LA. Ana María Sixto Berrocal 
2do. SUPLENTE LA. Dulce María Oliver Hernández 
NOTA: los sinodales suplentes están obligados a presentarse el día y hora del Examen Profesional (art. 127). 
HMI/iac 
FIRMA 
 
 
 
 
Dedicado a mi abuela Virginia, 
 gracias por brindarme amor y cariño en momentos difíciles. 
 
A mis tíos Josefina y Marcelino, 
por compartir las enseñanzas y su tiempo, 
gracias a ello hicieron de este hombre un ser más humano. 
 
A mis hermanos Verónica, Jesús, Aarón y Ulises 
porque juntos podemos superar cualquier adversidad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
ÍNDICE 
 
 
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 5 
 
OBJETIVOS ......................................................................................................................... 6 
 
Capítulo 1. ANTECEDENTES DE LA ESPUMA DE POLIURETANO.................... 7 
1.1.Historia ................................................................................................................. 7 
1.2.Definiciones .......................................................................................................... 9 
1.3.Espuma rígida de poliuretano PUR .................................................................... 14 
1.4.Empresas del plástico en México ....................................................................... 19 
1.5.Diseño del proyecto ............................................................................................ 25 
 
Capítulo 2. BASES DEL DISEÑO ................................................................................ 29 
2.1.Capacidad y factor de servicio ............................................................................ 29 
2.2.Espumaje de materia prima y producto terminado ............................................. 30 
2.2.1.Propiedades físicas y químicas de la materia prima y producto 
terminado .................................................................................................................. 33 
2.2.2.Embalaje .............................................................................................. 38 
2.3.Proceso de fabricación ........................................................................................ 38 
2.3.1.Diagrama de bloques del proceso ........................................................ 42 
2.4.Servicios ............................................................................................................. 43 
2.5.Impacto ambiental del producto ......................................................................... 44 
2.6.Balance de materia y energía .............................................................................. 48 
 
Capítulo 3. DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS .................................................................... 57 
3.1.Listado y justificación de áreas ........................................................................... 58 
 
Capítulo 4. EQUIPO Y MAQUINARIA ....................................................................... 69 
4.1.Listado y hojas de especificación de equipos ..................................................... 70 
 
Capítulo 5. LÍNEAS DE SERVICIO ............................................................................ 74 
5.1.Hojas de especificación ...................................................................................... 75 
 
Capítulo 6. CÁLCULOS DEL TRANSFORMADOR Y SUBESTACIÓN ............... 81 
6.1.Listado de motores del equipo ............................................................................ 83 
 2 
6.2.Secuencia de cálculo y selección del transformador .......................................... 84 
6.3.Cálculo de conductores ....................................................................................... 89 
6.4.Selección de subestación eléctrica ...................................................................... 91 
 
 
CONCLUSIONES .............................................................................................................. 94 
 
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 95 
 
ANEXOS ............................................................................................................................. 99 
Anexo 1.Hojas de especificación de equipos ......................................................... 100 
 
Anexo 2.Hojas de especificación de líneas de servicio .......................................... 111 
 
Anexo 3.Tabla de cargas de alumbrado general en locales .................................... 116 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
ÍNDICE DE GRÁFICAS Y TABLAS 
Gráfica 1. Producción de plásticos en México 1993-2006 ............................................... 19 
 
Gráfica 2. Consumo doméstico de plástico en México .................................................... 20 
 
Gráfica 3. Evolución del mercado de plásticos en México 2006-2011 ........................... 21 
 
Gráfica 4. Segmentación por tipo de plástico en México 2011 ....................................... 22 
 
Gráfica 5. Segmentación por tamaño, fabricantes de plásticos en México 2011 .......... 22 
 
Gráfica 6. Fabricantes de artículos plásticos, ubicación por tamaño en México 2011 23 
 
Gráfica 7. Procesos de transformación de plásticos en México 2011 .............................23 
 
Gráfica 8. Fabricantes de artículos de plástico ubicación por proceso ......................... 24 
 
Gráfica 9. Plásticos en la construcción en México 2012 .................................................. 24 
 
Tabla 1. Densidades de bloques de espuma Kg/m3 y unidades de producción diarias 29 
 
Tabla 2. Tolerancias respecto al valor nominal 1, basadas en diversos estudios 
intercompañías productoras de poliuretano .................................................................... 30 
 
Tabla 3. Propiedades físicas de PUR con densidad de 30-50 Kg/m3 ............................ 37 
 
Tabla 4. Diferentes densidades de bloques de espuma de PUR ..................................... 38 
 
Tabla 5. Cantidad promedio mensual de colchones y cortes de espuma de PUR para 
tapicería ............................................................................................................................... 40 
 
Tabla 6. Número de tanques y capacidad para TDI, poliol y agua de incendio ........... 60 
 
Tabla 7. Potencia para cada uno de los motores y equipo en la producción de espuma 
de poliuretano ..................................................................................................................... 85 
 
Tabla 8. Cargas de alumbrado general de acuerdo al tipo de local ............................... 86 
 
Tabla 9. Especificaciones de transformador con capacidad de 150 KVA ..................... 88 
 
Tabla 10. Valores de diámetro de conductor y tamaño de conduit para los motores 
utilizados en el proceso ....................................................................................................... 90 
 
Tabla 11. Especificaciones de subestación eléctrica con capacidad de 150 KVA ......... 91 
 4 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1. Reacción gelificante............................................................................................ 10 
 
Figura 2. Moldeo por inyección con reacción química ................................................... 11 
 
Figura 3. Vista microscópica de las celdas de PUR ......................................................... 15 
 
Figura 4. Plano de ubicación de la planta de PUR .......................................................... 26 
 
Figura 5. Diagrama de bloques de proceso ...................................................................... 42 
 
Figura 6. Balance de materia en equipo de dosificación automática ............................. 50 
 
Figura 7. Balance de materia en equipos de corte vertical y horizontal ....................... 51 
 
Figura 8. Balance de materia en equipo de trituración de espuma ............................... 52 
 
Figura 9. Balance de materia en equipo de repegado de espuma .................................. 54 
 
Figura 10. Diagrama de flujo ............................................................................................ 56 
 
Figura 11. Plano de distribución de áreas ........................................................................ 68 
 
Figura 12. Plano de distribución de equipos .................................................................... 73 
 
Figura 13. Plano de distribución de líneas de servicio .................................................... 80 
 
Figura 14. Diagrama unifilar ............................................................................................. 92 
 
Figura 15. Plano de distribución de cargas ...................................................................... 93 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5 
INTRODUCCIÓN 
 
La inyección de poliuretano es un proceso químico que se produce por medio de la 
mezcla de dos compuestos. Las materias primas proceden de dos componentes: el 
petróleo y el azúcar; para obtener, después de un proceso químico de transformación, 
dos componentes básicos llamados genéricamente isocianato y poliol (Gianni, B. & 
Franco, C, 1992). La mezcla de estos dos componentes proporcionará, según el tipo de 
cada uno de ellos y los aditivos que se incorporen, un material macizo o poroso, rígido 
o flexible, de celdas abiertas o cerradas, entre otros (Ramos, L. F, 2000). 
 
La mezcla de los dos componentes, poliol e isocianato, que son líquidos a temperatura 
ambiente, produce una reacción química exotérmica. Esta reacción química se 
caracteriza por la formación de enlaces entre el poliol y el isocianato, consiguiendo una 
estructura sólida, uniforme y muy resistente (Plastic engineering handbook of the 
society of the plastics industry, 2000). Si el calor que desprende la reacción se utiliza 
para evaporar un agente hinchante, se obtiene un producto rígido que posee una 
estructura celular, con un volumen muy superior al que ocupaban los productos 
líquidos. Es lo que se denomina espuma rígida de poliuretano o PUR (Asociación 
Técnica del Poliuretano Aplicado, 2009). 
 
En México existen diferentes plantas que atienden el mercado de espumas rígidas de 
poliuretano de 3 formas. A) Dan servicio directamente en campo por medio de 
aplicaciones de espumas rígidas de poliuretano y sus recubrimientos con su flotilla de 
equipos móviles, con la cual se presta el servicio de instalación de las espumas rígidas 
de poliuretano por el método de aspersión, para aislamiento térmico de confort 
residencial o industrial, así como refrigeración media y criogénica en cualquier parte de 
la República. B) Sistemas de vaciado o inyección, para fabricación de puertas, paneles, 
medias cañas y blocks. Y C) Sistemas para moldeado o inyección de piezas 
estructurales o decorativas en espuma de poliuretano de diferentes densidades (Mink, 
W, 1981). 
 
 
 6 
OBJETIVOS: 
 
General: 
 Desarrollar la propuesta para el diseño de una planta de espuma de poliuretano de 
alta, media y baja densidad, considerando las bases de la ingeniería básica. 
 
Particular 1: 
 Compilar información de diversas fuentes bibliográficas sobre las bases del diseño y 
del proceso de fabricación de espuma de poliuretano. 
 
Particular 2: 
 Desarrollar los elementos de la ingeniería básica para el diseño de la planta de 
espuma de poliuretano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 7 
CAPÍTULO 1. ANTECEDENTES DE LA ESPUMA DE POLIURETANO 
 
1.1. HISTORIA 
El descubrimiento del poliuretano se remonta a la década de 1930, gracias a las 
investigaciones desarrolladas por Otto Bayer. Se comenzó a utilizar en la década de los 
años 50´s ya que hasta entonces no existían máquinas capaces de procesarlo. Otto Bayer 
y sus colaboradores en Leverkusen, Alemania, hicieron por primera vez poliuretano en 
1937. Lo nuevos polímeros tienen algunas ventajas sobre los plásticos existentes que 
fueron hechos por polimerización de olefinas, o por policondensación, y que no fueron 
cubiertos por las patentes obtenidas por Wallace Carothers de poliésteres. El trabajo 
inicial se centro en la producción de fibras y espumas flexibles las cuales se aplicaron 
en una escala limitada como recubrimiento de aviones durante la Segunda Guerra 
Mundial (Randall, D. & Lee, S, 2002). Los poliisocianatos comenzaron a 
comercializarse en 1950 y la producción de espuma de poliuretano flexible comenzó en 
1954 con diisocianato de tolueno y polioles de poliéster. Estos materiales también 
fueron utilizados para producir las espumas rígidas, de caucho goma y elastómeros. Las 
fibras lineales se producen a partir de diisocianato de hexametileno y 1,4-butanodiol. 
 
En 1956 DuPont introdujo polioles de poli éter específicamente poli glicol, la fábrica 
badense de bicarbonato de sodio y anilina (BASF, por sus siglas en alemán) y Dow 
Chemical empezaron a vender glicoles de polialquileno en 1957, el poliol de poli éter 
era más barato, más fácil de manejar y más resistente al agua que los polioles de 
poliéster por esto se hizo más popular. Unión Carbide y Mobay, una empresa conjunta 
Monsanto/Bayer EE.UU., también comenzaron a hacer los productos químicos de 
poliuretano. En 1960 se produjeron más de 45,000toneladas métricas de espumas 
flexibles de poliuretano. La disponibilidad de agentes de soplado clorofluoroalcano, 
polioles de poli éter de bajo costo y de metileno difenil diisocianato permite espumas 
rígidas de poliuretano para ser usados como materiales de alto rendimiento. En 1967, se 
introdujeron uretano modificados, espumas rígidas de poliisocianurato, ofreciendo 
mejor estabilidad térmica y resistencia a la inflamabilidad (Randall, D. & Lee, S, 2002). 
 
 
 8 
Durante la década de los 60´s, los componentes de seguridad interior de los automóviles 
tales como instrumentos y paneles de las puertas fueron producidos por vuelta de 
llenado de pieles termoplásticas con espuma semirrígida. En 1969, Bayer exhibió un 
coche completamente plástico en Düsseldorf, Alemania. Partes de este coche, tales 
como la fascia y paneles de la carrocería se fabricaron utilizando un nuevo proceso 
llamado RIM (Reaction Inyection Molding), moldeo por inyección reactiva en la que 
los reactivos se mezclan y se inyectan en un molde. La adición de cargas tales como 
vidrio molido, mica y fibras minerales procesadas dio lugar a un RIM reforzado, que 
proporciona mejoras en el módulo de flexión, la reducción en el coeficiente de 
expansión térmica y estabilidad térmica. Esta tecnología se utilizó para hacer el primer 
automóvil cuerpo de plástico en los Estados Unidos de América, el Pontiac Fiero. En 
1983, nuevos aumentos en la rigidez se obtuvieron mediante la incorporación de fibra 
de vidrio precolocada en la cavidad de moldeo RIM, también conocido ampliamente 
como el moldeo por inyección de resina o RIM estructurales (Gianni, B. & Franco, C, 
1992). 
 
A partir de la década de los 80´s, se han utilizado espumas flexibles microcelulares 
sopladas con agua para moldear las juntas de los paneles de automóviles y los sellos del 
flujo de aire, en sustitución de plastisol para aplicaciones de automoción debido a esto 
ha aumentado considerablemente la cuota de mercado. Las espumas de poliuretano se 
utilizan ahora en las aplicaciones de filtro de aceite de alta temperatura (Mink, W, 
1981). 
 
Con la espuma de poliuretano se hace el uso de pequeñas cantidades de agentes 
espumantes para dar una mejor absorción de amortiguación/energía o aislamiento 
térmico. A principios de 1990, debido a su impacto en la reducción del ozono, el 
protocolo de Montreal limita el uso de muchos agentes espumantes que contienen cloro, 
como el triclorofluorometano. A finales de 1990, el uso de agentes espumantes como el 
bióxido de carbono, pentano, 1,1,1,2-tetrafluoroetano y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano se 
utiliza ampliamente en América del Norte y la Unión Europea. 
 
 9 
En la década de los 90´s, se utilizó poliuretano nuevo llamado el híbrido de poliuretano 
que es un elastómero de poliurea utilizado para la pulverización y aplicaciones marinas 
militares para la marina de los EE.UU. Un poliuretano de un componente se especifica 
como recubrimientos de alta durabilidad de la cubierta bajo la norma militar de los 
Estados Unidos de América especificaciones de rendimiento: recubrimientos de 
cubierta, alta durabilidad (MIL-PFR-32171) para la marina de los EE.UU. Esta técnica, 
para el recubrimiento, crea un compuesto duradero, resistente a la abrasión con el 
sustrato metálico y elimina la corrosión y la fragilidad asociada con la gota en 
revestimientos de cama termoplásticos. 
 
 Los crecientes costos de las materias primas petroquímicas y un deseo público 
mejorado para los productos respetuosos del medio ambiente levantaron interés en 
polioles derivados de aceites vegetales. Uno de los partidarios más acérrimos de estos 
poliuretanos hechos usando polioles naturales de petróleo es la Ford Motor Company 
(Gianni, B. & Franco, C, 1992). 
 
1.2. DEFINICIONES 
El poliuretano: es una resina sintética que se caracteriza por su escasa permeabilidad a 
los gases, alta resistencia química y excelente aislamiento eléctrico. Son de la clase de 
compuestos llamados polímeros de reacción, que incluyen epoxis, poliésteres 
insaturados y compuestos fenólicos. Los poliuretanos se producen haciendo reaccionar 
un isocianato (N=C=O) que contiene dos o más grupos isocianatos por molécula; con 
un poliol que contiene, en promedio, dos o más grupos hidroxilo (OH-R) por molécula 
en presencia de un catalizador. 
Las propiedades de un poliuretano están muy influidos por los tipos de isocianatos y 
polioles utilizados en su elaboración. Los poliuretanos son resinas que van desde las 
formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los disolventes hasta los cauchos 
sintéticos resistentes a la abrasión y espumas flexibles. La obtención de los poliuretanos 
se basa en la gran reactividad del enlace doble del grupo isocianato que adiciona 
fácilmente compuestos con hidrógenos activos en reacciones de condensación como la 
 10 
que se muestra en la figura 1 (Plastic engineering handbook of the society of the 
plastics industry, 2000): 
 
Figura 1. Reacción gelificante 
 
En algunos aspectos, una pieza de poliuretano puede ser considerada como una 
molécula gigante. Como consecuencia de esto, es que los poliuretanos típicos no se 
ablandan o funden cuando se calientan, son polímeros termoestables. Las elecciones 
disponibles para los isocianatos y polioles, además de otros aditivos y condiciones de 
procesamiento tienen una muy amplia gama de propiedades que los convierten en tales 
polímeros ampliamente usados. 
 
Los poliuretanos se clasifican en dos formas principalmente: rígidas y flexibles, los 
poliuretanos flexibles son ampliamente utilizados como espumas resilentes, elsatómeros 
durables, adhesivos y selladores de alto rendimiento, pinturas, fibras, sellos, empaques, 
preservativos, bajo alfombras, partes automotrices, industria de la construcción, del 
mueble y miles de aplicaciones más (Randall, D. & Lee, S, 2002). 
 
La resilencia es la “capacidad de memoria” de un poliuretano flexible, es decir, a la 
resistencia a la deformación por compresión mecánica. Se puede mezclar con 
pigmentos tales como el negro de humo u otro pigmento para aplicaciones en 
automóviles y muebles modernos. Su formulación se basa en poliuretanos de bajo 
número de hidroxilos combinados con isocianatos de bajo contenido en grupos 
funcionales (N=C=O), unido a propelentes especiales y una elevada relación de agua, 
toda la fórmula esta estequiométricamente diseñada para lograr una espuma de gelado 
rápido y con una determinada densidad. Algunas aplicaciones de poliuretanos flexibles 
 11 
abarcan la industria del empaque en que se usan poliuretanos anti-impacto para 
embalajes de piezas delicadas; su principal característica es que son de celdas abiertas y 
baja densidad (12-15 Kg/ ). 
 
Los poliuretanos rígidos o RIM (Reaction Inyection Molding) como se muestra en la 
figura 2. Son flexibles y rígidos y de densidad más elevada (30-50 Kg/ ) que los 
anteriores, pero tienen características muy parecidas. Se pueden formar paneles que son 
usados ampliamente para el aislamiento térmico. La capacidad de aislamiento térmico 
del poliuretano se debe al gas aprisionado en las celdillas cerradas del entramado del 
polímero. 
 
 
Figura 2. Moldeo por inyección con reacción química (Bayer Product Center Polyurethanes, 2005). 
 
Un poliuretano de 2.5cm de espesor puede aislar térmicamente un ambiente interno que 
permanecerá a 20ºC por una cara, mientras que por el lado exterior de la cara pueden 
fluctuar -5ºC. 
 
Una variedad de los poliuretanos rígidos son los poliuretanos Spray; son formulaciones 
de alta velocidad de reacción y son usados en revestimientos sujetos a la fuerza de 
gravedad, tales como aislamiento de bodegas, estanques de almacenamiento e incluso 
tuberías o cañerías. Otra variedad de rígidos son los poliuretanos PIR. Estos son usados 
 12 
en revestimientos de cañerías en zonas extremadamente húmedas y además conducenfluidos a alta temperatura, su principal característica es la naturaleza ureica del 
polímero (Randall, D. & Lee, S, 2002). 
 
Los polioles: son líquidos viscosos, cuya principal característica química son los grupos 
hidroxilo (OH), constituidos por oxígeno e hidrógeno. Estos grupos reaccionan con los 
grupos isocianato del poliisocianato dando lugar a grupos uretano. Los polioles 
destinados a la fabricación de espuma rígida se obtienen fundamentalmente del óxido 
de propileno. Debido a su superior resistencia a la hidrólisis y bajo costo, los poliéteres-
polioles se emplean con preferencia a los polésteres-polioles, aunque muchos polioles 
retardantes de llama son poliésteres que contienen fósforo o halógenos. Los poliésteres-
polioles se sintetizan por la adición de óxido de propileno u óxido de etileno, a un poliol 
base. La adición de óxido de etileno produce un alcohol primario, mientras que el óxido 
de propileno produce un alcohol secundario. 
 
La funcionalidad de un poliol indica el número de grupos hidroxilo existentes en la 
molécula. Si el poliol es una mezcla de componentes de distintas funcionalidades, 
entonces se indica la funcionalidad media. Las partes que son susceptibles a reaccionar, 
por ejemplo los grupos hidroxilo, se llaman grupos funcionales. El contenido en grupos 
hidroxilo dentro de un compuesto se llama índice de hidroxilo o índice de (OH). En el 
momento de elegir un poliol, se debe conocer su naturaleza química, también es 
necesario disponer de su índice de hidroxilo (OH), de su viscosidad y de su contenido 
en agua (Plastic engineering handbook of the society of the plastics industry, 2000). 
 
Los polioles utilizados para fabricar poliuretanos no son compuestos “puros” ya que a 
menudo son mezclas de moléculas similares con diferentes pesos moleculares y las 
mezclas de moléculas que contienen diferentes números de grupos hidroxilo, por lo que 
la “funcionalidad media” se menciona a menudo. Los polioles utilizados para fabricar 
poliuretanos rígidos tienen pesos moleculares que oscilan de cien a diez mil, mientras 
que los utilizados para hacer poliuretanos flexibles tienen pesos moleculares de hasta 
diez mil o más. 
 13 
Los isocianatos: se entiende por isocianatos a aquellos compuestos químicos que están 
provistos de grupos funcionales isocianato (N=C=O). Los elementos constitutivos de un 
grupo isocianato son el nitrógeno, el carbono y el oxígeno. 
Los isocianatos son materiales muy reactivos, requieren un cuidado especial en el 
manejo y uso. Los isocianatos aromáticos, diisocianato de difenil metano o diisocianato 
de tolueno son más reactivos que los isocianatos alifáticos, tales como diisocianato de 
hexametileno o diisocianato de isoforona. La mayor parte de los isocianatos son 
disfuncionales, es decir, tienen exactamente dos grupos isocianato por molécula, esto 
los hace útiles en la fabricación de polímeros. Una excepción importante a esto es el 
diisocianato de difenilmetano polimérico, que es una mezcla de moléculas con dos, tres, 
cuatro o más grupos isocianato. (Plastic engineering handbook of the society of the 
plastics industry, 2000). 
 
Los catalizadores: los catalizadores de poliuretano se pueden clasificar en dos grandes 
categorías, compuestos de amina y los complejos de metal. Catalizadores de amina 
tradicionales han sido aminas terciarias como la trietilendiamina, 
dimetilciclohexilamina, y dimetiletanolamina. Se utilizan para controlar y/o equilibrar 
tanto la reacción gelificante como las reacciones de formación de gas o de espumado 
responsables por la formación de espuma. Aunque se pueden usar varios compuestos 
organometálicos o sales como catalizadores en la producción de poliuretanos, muchos 
fabricantes de poliuretanos usan ya sea aminas alifáticas terciarias o alcanolaminas. Los 
catalizadores de amina son típicamente un 0,1 a un 5,0 por ciento de una formulación 
de poliuretano. 
 
 Los catalizadores de amina terciaria se seleccionan en función de la reacción de 
uretano, la reacción de urea o la reacción de trimerización de isocianato. Los 
catalizadores que contienen un grupo hidroxilo o amina secundaria, que reaccionan en 
la matriz polimérica, pueden reemplazar a los catalizadores tradicionales, reduciendo de 
este modo la cantidad de amina que puede salir del polímero. Los compuestos 
metálicos basados en mercurio, plomo, estaño, bismuto y zinc se utilizan como 
catalizadores de poliuretano. Carboxilatos de mercurio, son catalizadores 
 14 
particularmente eficaces para elastómero de poliuretano, recubrimiento y aplicaciones 
de sellado, ya que son muy altamente selectivos hacia el poliol, pero son altamente 
tóxicos (Plastic engineering handbook of the society of the plastics industry, 2000). 
 
Los carboxilatos de bismuto y de zinc se han utilizado como alternativas. Carboxilatos 
de alquilo, óxidos de estaño y óxidos de mercapturos se utilizan en todos los tipos de 
aplicaciones de poliuretano. Mercapturos de estaño se utilizan en formulaciones que 
contienen agua, algunos son susceptibles a la hidrólisis como el carboxilato de estaño. 
 
Los surfactantes: se utilizan para modificar las características de ambos productos: 
espuma de poliuretano y polímeros distintos de las espumas. Toman la forma de 
copolímeros tales como polidimetilsiloxano-polioxialquileno, aceites de silicona, 
etoxilatos de nonilfenol y otros compuestos orgánicos. En las espumas, se utilizan para 
emulsionar los componentes líquidos, regular el tamaño de la celda y estabilizar la 
estructura de la célula para evitar el colapso y huecos sub-superficiales. En aplicaciones 
de no espuma se utilizan como liberación de aire y agentes antiespumantes, como 
agentes humectantes y se usan para eliminar los defectos superficiales tales como 
agujeros de alfiler y marcas de hundimiento (Plastic engineering handbook of the 
society of the plastics industry, 2000). 
 
1.3. ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO (PUR) 
Es un material plástico con distribución de celdas abiertas formado por una agregación 
de burbujas, conocido también por el nombre coloquial de goma espuma la cual se 
muestra en la figura 3. Se forma básicamente por la reacción química de dos 
compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite 
múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera dióxido de carbono, gas que va 
formando las burbujas básicamente y según el sistema de fabricación dividen los tipos 
de espumas de poliuretano en dos: 
 
 15 
 
 Figura 3. Vista microscópica de las celdas de PUR (Bayer Product Center Polyurethanes, 2005). 
 
 Espumas en caliente: son las espumas que liberan calor durante su reacción, 
fabricadas en piezas de gran tamaño, destinadas a ser cortadas posteriormente. Se 
fabrican en un proceso continuo, mediante un dispositivo llamado espumadora, que 
básicamente es la unión de varias máquinas, de las cuales la primera es un 
mezclador, que aporta y mezcla los diferentes compuestos de la mezcla; la segunda 
es un sistema de cintas sin fin, que arrastra la espuma durante su crecimiento, 
limitando su crecimiento para darle al bloque la forma deseada; y la parte final de la 
espumadora es un dispositivo de corte, para cortar el bloque a la longitud deseada. 
Generalmente son las más baratas, las más utilizadas y conocidas por el público 
(Gianni, B. & Franco, C, 1992). 
 
 Espumas en frío: son aquellas que apenas liberan calor en la reacción, se utilizan 
para crear piezas a partir de moldes; como rellenos de otros artículos; como 
aislantes, entre otros. Se fabrican mediante una espumadora sencilla, que consiste en 
un dispositivo mezclador. Normalmente suelen ser de mayor calidad, aunque su 
costo es bastante mayor (Gianni, B. & Franco, C, 1992). 
 
 16 
1.3.1 Agentes espumantes: tal como se ha mencionado antes, durante la reacción 
de isocianato y agua se forma dióxido de carbono que actúa comoespumante. En este 
acaso se habla de un proceso de expansión química, este proceso conlleva algunos 
inconvenientes, por lo cual solo juega un papel secundario en la fabricación de espuma 
rígida de PUR. La expansión propiamente dicha se logra con un espumante físico, que 
consiste en un líquido de punto de ebullición bajo que se evapora por el calor liberado 
en la misma reacción. 
 
Los espumantes deben tener buena solubilidad en los componentes de la reacción y en 
su mezcla, deben permanecer atrapados dentro de las celdillas de la espuma y poseer 
una conductividad térmica baja, deben de ser prácticamente insolubles en el poliuretano 
y no plastificarlo. Además, deben de ser inocuos desde el punto de vista ecológico y 
toxicológico. 
 
Los clorofluorocarbonos (CFC) utilizados durante largo tiempo cumplían 
estupendamente la mayoría de los criterios anteriores, pero eran preocupantes en el 
aspecto eclógico. El CFC 11 favorecía el efecto invernadero (potencial del 
calentamiento global, GWP) y su contribución a la destrucción de la capa de ozono en 
la estratosfera (potencial de depleción de ozono, ODP) obligó a prescindir el acuerdo de 
Montreal de 1987 el cual es un tratado internacional diseñado para proteger la capa de 
ozono, reduciendo la producción y el consumo de numerosas sustancias que reaccionan 
con el ozono y se cree que son responsables del agotamiento de la capa de ozono 
(Center for Chemical Process Safety, 2012). 
 
El dióxido de carbono es soluble en el poliuretano y por tanto, escapa de las celdillas de 
la espuma por difusión cuando dicha espuma no está cubierta con una capa que impida 
tal difusión. A raíz de la disminución de la presión interna de gas, la espuma puede 
derrumbarse. Además, la poliurea formada con el dióxido de carbono puede al mismo 
tiempo fragilizar la espuma, mermando sobre todo la adherencia a las capas de 
cobertura. 
 
 17 
En lugar del CFC 11 se utilizan actualmente hidrocarburos (pentanos), hidrocarburos 
hidrogenofluorclorados (H-CFC) e hidrocarburos hidrogenofluorados (H-CF). Estos 
espumantes no son sustitutos perfectos del CFC 11, ya que para alcanzar el nivel de 
propiedades exigido de las espumas se tienen que adaptar los polioles y los aditivos. 
Los pentanos (n-, ciclo- e isopentano) son líquidos muy inflamables, cuyos vapores 
forman mezclas explosivas con el aire. Por consiguiente, su utilización como 
espumantes obliga a adoptar medidas de seguridad que implican el consiguiente coste 
económico. La gran ventaja del pentano estriba en su bajo precio. Para fabricar espuma 
rígida de PUR en el sector de la construcción se utiliza mayormente n-pentano porque 
es muy económico y a diferencia del ciclopentano, no presenta ningún efecto 
plastificante aunque la solubilidad del n-pentano en los componentes de la reacción no 
es buena y sus vapores tienen una conductividad térmica más alta. 
 
Los países signatarios del acuerdo de Montreal se fijaron un periodo limitado para el 
uso del H-CFC, al tener éste un ODP y un GWP menores, aunque todavía muy 
considerables. De los H-CFC que pueden fabricarse a escala industrial (H-CFC 22, 
142b y 141b) sólo se utiliza actualmente el H-CFC 141b (Center for Chemical Process 
Safety, 2012). Su ventaja consiste en la baja conductividad térmica del gas, pero su 
inconveniente es que tiene efecto plastificante. El H-CF 134a, que junto con el 152a es 
el único producto disponible de esta categoría, tiene una aplicación limitada. Se emplea 
licuado a presión y no se disuelve bien en los componentes de la reacción. Cuando cesa 
la presión se evapora espontáneamente, por lo cual espuma de inmediato a la mezcla 
reaccionante y no se reparte bien. Como espumantes del futuro cabe citar el H-CF 245fa 
y el 365mfc que estarán disponibles a medio plazo. Ambos productos son líquidos a 
presión normal y se disuelven aceptablemente en la mezcla reaccionante. 
 
1.3.2. Estabilizadores de espuma: la espuma formada por acción del espumante 
generado “in situ” o evaporado es inestable, en la mayoría de los casos sin la adición de 
estabilizadores se derrumbaría a medida que progresa la reacción. Como estabilizadores 
de espuma se utilizan casi exclusivamente los compuestos orgánicos de silicio 
(poliéster-polisiloxanos) que despliegan una acción tensioactiva pero actúan también 
 18 
como emulsionantes. Los estabilizadores de espuma regulan la estructura, el carácter 
abierto o cerrado de las celdillas y también su tamaño, es decir, tienen una influencia 
fundamental en las propiedades de la espuma. 
 
1.3.3. Características y usos de la espuma de poliuretano: estas espumas son un 
material muy versátil ya que, según los aditivos y los sistemas de fabricación 
utilizados, se pueden conseguir características muy distintas y espumas destinadas a 
usos muy diferentes. Desde los bien conocidos bloques de espuma elástica para 
colchones hasta espumas casi rígidas para juguetería, automoción o calzados. 
 
El principal parámetro de comparación es la densidad, pero sólo sirve cuando se habla 
de espumas con la misma composición, ya que distintas fórmulas dan características 
diferentes. En unas espumas se busca mayor duración posible, en otras el precio más 
económico, la capacidad aislante, la facilidad de perfilar o dar forma, ligereza, entre 
otros. 
 
La espuma de poliuretano tiene múltiples usos en el mundo actual. Algunos de ellos 
son: 
 En colchones como relleno principal o como integrante de los acolchados. 
 En muebles en asientos de sofás y sillas, relleno de acolchados, entre otros. 
 En la construcción, como aislante térmico o como relleno. 
 En automoción como elemento principal de salpicaderos, asientos, entre otros. 
 En otros artículos más como juguetes, prendas de vestir, esponjas, calzados, 
almohadas, cojines, envases y en general todo tipo de acolchados o rellenos. 
 Aislamiento térmico de superficies en la construcción (suelos, paredes, 
cubiertas, techos). 
 Aislamiento térmico de instalaciones de climatización y frío. 
 Aislamiento de barcos, naves industriales y ganaderas. 
 
 
 
 19 
1.4. EMPRESAS DEL PLÁSTICO EN MÉXICO 
La industria del plástico es uno de los sectores más dinámicos de la economía 
mexicana, pues mantiene una taza de crecimiento anual superior al 7%, lo que 
demuestra su solidez y sus perspectivas de desarrollo. De acuerdo a la Asociación 
Nacional de Industrias del Plástico (ANIPAC), si se mantiene esta tendencia en los 
próximos años, México tendrá la planta industrial más moderna en América Latina. 
 
México ocupa el primer lugar de consumo de plástico en América Latina, Chile se 
ubica en el segundo lugar como consumidor de este producto. Se estima que en Europa 
Este y Oeste, el consumo de este material tendrá un incremento del 70%. 
 
Un ejemplo de esto, lo refleja la inversión que recibió el sector por 2 mil 562 millones 
de dólares durante el periodo de 1990-1997. A partir de 1994 las importaciones de 
maquinaria para la inyección de plástico han alcanzado la cifra de más de 350 millones 
de dólares anuales. 
 
 
Gráfica 1. Producción de plásticos en México 1993-2006 (ANIPAC, 2014). 
 
A finales de los noventa en México, se presenta un escenario político y económico de 
cambios estructurales tendientes a disminuir el proteccionismo, el retiro paulatino del 
Estado en actividad económica así como la lucha contra la inflación, circunstancia que 
 20 
ocasionó el encarecimiento del crédito de divisas. Referente a la industria del plástico, 
esta situación se manifiesta en el año 2001, por un descenso significativo en su 
producción mostrado en la gráfica 1, sin embargo, en el periodo de 2004–2006 se 
presenta un incremento importante de un 3.3 al 4.6% lo que representa un aumento 
importante de inserción en el mercado y como consecuencia aportaciones significativas 
a la economía Nacional, destacando el incremento de oferta de trabajo. Lainversión 
adicional para el periodo 1998–2005 fue de 600 millones de dólares al año. 
 
En el país se han dado cambios significativos respecto a la demanda de productos 
elaborados con plástico por lo que se ha generado un importante incremento en el 
consumo de ese producto durante los años del 2003–2006 el cual se muestra en la 
gráfica 2, mostrando un crecimiento del 3.1 al 5.1% y del consumo en el año 2004–
2006 de 4,459 a 4,801 unidades (Conde, P, 2012). 
 
 
Gráfica 2. Consumo doméstico de plástico en México (ANIPAC, 2014). 
 
Es importante destacar que la industria del plástico en México es un componente clave 
para agregar valor al petróleo producido en el país, ya que incorpora hasta 70 veces el 
valor mediante la transformación vía la fabricación de materias primas petroquímicas, 
resinas y aditivos, así como la transformación de diferentes y variados materiales 
plásticos utilizados por el 95% de las industrias, así como diversos usuarios de 
productos terminados. La cadena industrial del plástico involucra la producción de 8.7 
 21 
millones de toneladas de productos derivados del petróleo a partir de 2.5 millones de 
toneladas de petróleo (Conde, P, 2012). 
 
 
Gráfica 3. Evolución del Mercado de Plásticos en México 2006-2011 (Conde, P,2012). 
 
En la actualidad, la industria del plástico mundial se encuentra entre las más dinámicas, 
por debajo de sectores como el de telecomunicaciones, computación, electrónica y 
envases. La industria del plástico en México registra un gran crecimiento en su cadena 
productiva generando una producción de 2.6 millones de toneladas en el año 2006, 
hasta una producción de 3.5 millones de toneladas en el año 2011 mostrado en la 
gráfica 3, lo cual impacta directamente en otras actividades como el envase, la 
electrónica, la construcción, adhesivos, muebles, industria automotriz y agricultura. En 
la gráfica 4 se puede observar el consumo aparente en toneladas por año de espuma de 
poliuretano (PUR) en el año 2011 (Conde, P, 2012). 
 
 22 
 
Gráfica 4. Segmentación por Tipo de Plástico en México 2011 (Conde, P, 2012). 
 
Actualmente en México existen más de 2,500 empresas dedicadas a la industria del 
plástico como se muestra en la gráfica 5, de esta cifra el 30% son micro empresas, el 
28% son pequeñas empresas, el 33% son medianas empresas y el 9% restante son 
grandes. 
 
 
Gráfica 5. Segmentación por tamaño Empresas Fabricantes de Plástico en México 2011 (Conde, 
P,2012). 
 
Por distribución geográfica, el Distrito Federal ocupa el primer lugar con 600 empresas, 
le sigue el Estado de México con 480, Jalisco con 275, Nuevo León con 200 y 
 23 
Guanajuato con 150; el resto se distribuye en las demás entidades como se muestra en 
la gráfica 6. Este sector da empleo directo a más de 143mil personas y se estima que en 
forma indirecta genera más de 600mil (Conde, P, 2012). 
 
 
Gráfica 6. Fabricantes de Artículos de Plástico Ubicación por tamaño en México 2011 (Conde, P, 2012). 
 
En México existen diferentes tipos de transformación para el plástico, en la gráfica 7 se 
muestran algunos procesos. El método de inyección es el más empleado, principalmente 
para la fabricación de envases. 
 
Gráfica 7. Procesos de Trasformación de Plásticos en México 2011 (Conde, P, 2012). 
 
Como se puede observar en la gráfica 8, el Distrito Federal, Estado de México, Jalisco, 
Nuevo León, Guanajuato, Baja California, Puebla, Querétaro, Coahuila, Morelos, 
Chihuahua y San Luis Potosí son los principales transformadores del plástico utilizando 
 24 
el método de inyección, seguido por el de extrusión de película, extrusión de tubería y 
perfiles, extrusión de lámina, soplado, termoformado y como último método el 
rotomoldeo. 
 
 
Gráfica 8. Fabricantes de Artículos de Plástico Ubicación por Proceso (Conde, P, 2012). 
 
En México existe una producción total de PUR del 5% ver gráfica 4, y tiene un 
consumo aparente en el sector de construcción del 3% ver gráfica 9. El gobierno 
mexicano bautizó al 2012 como “El año de la infraestructura” en el cuál se llevó a cabo 
una inversión de 25 millones de pesos, México ocupa el 14 lugar en el ranking de 
infraestructura y competitividad mundial en el Foro Económico Mundial (FEM) y el 5º 
en América Latina (Conde, P, 2012). 
 
 
Gráfica 9. Plásticos en la Construcción en México 2012 (Conde, P, 2012). 
 25 
 
Existe una enorme oportunidad de desarrollo para la industria local, la falta de 
normalización frena la participación de los productos de plástico, es importante 
emprender una agresiva campaña de difusión sobre los beneficios de los productos de 
plástico entre los ingenieros civiles, arquitectos y empresas constructoras (Conde, P, 
2012). 
 
1.5. DISEÑO DEL PROYECTO 
El diseño del proyecto se basará en normas y estándares nacionales e internacionales y 
en la experiencia de otras plantas similares actualmente en operación, en el Distrito 
Federal, Estado de México, Guadalajara y Monterrey. Considerando especialmente 
aspectos de seguridad y prevención de riesgos, bases de diseño, localización y equipos, 
que serán aplicados a las distintas fases del proyecto (Enriquez, H, 2000). La ingeniería 
básica juega un papel muy importante en la formulación del proyecto ya que 
proporciona la información necesaria que contribuye a establecer los aspectos técnicos 
por medio de los cuales se va a diseñar la planta además de proporcionar datos 
confiables a la ingeniería de detalle (Asociación Española de normalización y 
certificación, 2010). 
 
Las medidas adoptadas tanto en el diseño del Proyecto, como para abatir los impactos 
residuales (medidas de mitigación), garantizan el cumplimiento de la normativa y las 
exigencias impuestas por la autoridad ambiental para cada uno de los tipos de emisiones 
del Proyecto. 
 
Origen y justificación del proyecto: el proyecto consiste en la propuesta para el diseño 
de una planta de fabricación de espuma de poliuretano de alta, media y baja densidad. 
La planta incluye el dimensionado de espuma y la fabricación de artículos de 
poliuretano, tales como colchones de espuma. Como se mencionó anteriormente la 
producción total de PUR en nuestro país es del 5% y tiene un consumo aparente del 3% 
en el sector de construcción, el 2% del consumo restante se divide en la indusria 
automotriz, del vestido, envases y en general todo tipo de acolchados y relleno; por lo 
 26 
cual se cree que puede existir un crecimiento y desarrollo para la industria y producción 
de PUR en el país. 
 
Las medidas a adoptar en las diversas etapas del proyecto (construcción, operación y 
abandono) garantizan el cumplimiento de la normativa y las exigencias impuestas por la 
autoridad ambiental. 
 
Localización del Proyecto: el proyecto se propone ubicar en Calle Francisco I. Madero 
s/n, San Luis Coyotzingo, Huejotzingo, Puebla, México. La planta se localizará en este 
lugar debido al alto crecimiento de la industria automotríz y a la falta de industrias del 
plástico en el estado de Puebla. El área para la Planta de espuma estará limpia de las 
obstrucciones subterráneas tales como gasoductos, tuberías, desagües y será construido 
sobre el nivel de piso. 
 
 Plano de ubicación: 
 
Figura 4. Plano de ubicación de la planta de PUR (Google Inc, 2014). 
 
Vida útil: el proyecto se diseñará para una vida útil de 25 años. Se estima que después 
de este período el proyecto será modernizado de acuerdo al avance económico del 
sector. 
 
 27 
Utilización de mano de obra: durante la etapa de construcción, se considera la 
contratación de un promedio de 10 personas/mes. Durante la etapa de operación se 
generarán aproximadamente 15 puestos de trabajo, los que se repartirán en un turno de 
8 horas en cada uno. 
 
Las principales partes del proyecto corresponden a: 
 Bodega de materias primas. 
 Sistema de cañerías, a través de las cuales se transportará el Diisocianatode tolueno (TDI) y el poliol. 
 Sala de espumación diseñada con una capacidad de 20 bloques por día 
de moldes de forma rectangular de 2m2 de diversas densidades. Sector de 
curado donde se colocarán los moldes de espuma para su proceso de 
enfriamiento. Esta zona productiva contará con un sistema de extracción 
de vapores y gases emitidos en el proceso de reacción química. 
 Sección de corte de espuma. 
 Bodega de artículos terminados. 
 Edificios administrativos. 
 
Actividades de la etapa de construcción: la fase de construcción se caracteriza por un 
tipo de obra común, pues consiste en la ejecución de obras civiles generales que se 
inician con un movimiento de tierra, seguido de rellenos granulares con material de 
empréstito, humedecidos y compactados por capas para conformar las plataformas a los 
niveles requeridos y los diques de contención de eventuales derrames en el área de 
estanques. 
La etapa de construcción del proyecto tendrá una duración de aproximadamente 3 
meses como máximo y se realizará en una jornada diurna, y comprenderá las siguientes 
actividades: 
 Instalación de faenas. 
 Limpieza y despeje de terreno. 
 Movimientos de tierra. 
 Trazado y excavaciones para fundaciones. 
 28 
 Trazado y ejecución de redes sanitarias: agua potable y alcantarillado. 
 Vialidad y estacionamientos. 
 Obra Gruesa. 
 Instalaciones eléctricas y sanitarias. 
 
Etapa de operación del proceso productivo: como se ha señalado anteriormente, el 
presente proyecto tiene por finalidad desarrollar la propuesta para el diseño de una 
planta de espuma de poliuretano de alta, media y baja densidad para la elaboración de 
cortes de espuma para tapicería, para lo cual se construirá una nave en la comuna de 
San Luis Coyotzingo, donde se desarrollarán las siguientes etapas: 
a) Ingreso de materias primas. 
b) Fabricación de la espuma de poliuretano. 
c) Fabricación de los cortes de espuma para tapicería en general. 
d) Almacenamiento de los productos terminados. 
e) Despacho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 29 
CAPÍTULO 2. BASES DEL DISEÑO 
 
2.1. CAPACIDAD Y FACTOR DE SERVICIO 
Factor de servicio: la empresa estará en operación durante todo el año a excepción de 
los siguientes días (Ley Federal del Trabajo, 2012): 
 1 de Enero 
 1er lunes de Febrero en conmemoración del 5 de Febrero 
 3er lunes de Marzo en conmemoración del 21 de Marzo 
 1 de Mayo 
 16 de Septiembre 
 3er lunes de Noviembre en conmemoración del 20 de Noviembre 
 1ero de Diciembre de cada seis años, cuando corresponda a la transmisión del 
poder ejecutivo federal 
 25 de Diciembre 
Se cubrirán 2 turnos que constarán de ocho horas cada uno. 
 
Capacidad: la maquinaria y equipo podrán ser capaces de producir bloques de espuma 
de poliuretano de diferentes densidades, desde los 15 Kg/m3 hasta los 50 Kg/m3 dando 
un total de 20 unidades diarias, ver tabla 1. 
 
Tabla 1. Densidades de bloques de espuma Kg/m3 y unidades de producción 
diarias. 
Densidad bloques de 
espuma Kg/m3 Unidades 
15 7 
30 5 
35 5 
45 2 
50 1 
TOTAL 20 
 
 30 
 
Para controlar la densidad aparente, la dureza técnica de indentación, la dureza técnica 
de compresión, la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la resistencia al 
desgarro y la deformación remanente; la Asociación Española de Industrias del Plástico 
y el Comité Técnico de Normalización, ha elaborado el informe “AEN/CTN 53 
Plásticos y Caucho”, en el que se recomienda que se citen las tolerancias, basadas en 
diversos estudios intercompañías productoras de poliuretano (tabla 2), habiéndose 
actualizado las normas de los métodos de ensayo. 
 
Tabla 2. Tolerancias respecto al valor nominal 1, basadas en diversos estudios 
intercompañías productoras de poliuretano (Comité Técnico AEN/CTN 53 
Plásticos y Caucho, 2005). 
 
 
2.2. ESPUMAJE DE MATERIA PRIMA Y PRODUCTO TERMINADO 
Para producir espumas de poliuretano existen varias técnicas, entre las cuales se 
encuentra el proceso de una etapa (un solo disparo). Esta técnica emplea la dosificación 
y bombeo simultáneo de las materias primas, las cuales se preparan en un número de 
componentes líquidos o caudales que van al cabezal de mezcla y posteriormente son 
descargadas como un líquido viscoso que se esparce sobre una banda transportadora, en 
un carro o molde, en donde se da comienzo al crecimiento de la espuma hasta su altura 
final. 
 
 
 31 
Componentes de las maquinarias espumadoras: 
 Bombeo exacto de los componentes que van al mezclador. 
 Mezclado eficiente de los componentes en el cabezal del mezclador. 
 Descarga de la mezcla sobre la banda transportadora, carro o molde que debe 
estar forrada con papel, llevando la espuma en crecimiento y dentro de un túnel 
bien ventilado. 
 
Generalmente se trabaja con una máquina espumadora de alta presión, en la que los 
componentes se inyectan en el cabezal mezclador, con una presión que varía entre 21 a 
250Kg/ , en un rango de 2000 a 6000rpm, para asegurar la mezcla adecuada de los 
componentes que se bombean en forma continua. 
 
Dosificación y mezclado: los ingredientes se dosifican y se mezclan en cantidades y 
proporciones adecuadas; generalmente, se arranca con la corriente de poliol, seguida del 
agente de expansión, los catalizadores y por último el isocianato. 
 
Durante el mezclado se generan pequeñas burbujas de aire en la mezcla líquida que 
actúan como agentes iniciadores de espumación. 
 
Cremado y crecimiento: después de un corto periodo de inducción los gases de 
expansión (C y cloruro de metileno), empiezan a expandirse dentro de las pequeñas 
burbujas de aire, agrandándolas y dándole a la mezcla de espuma una apariencia 
“cremosa”. El tiempo que transcurre desde que se empieza la mezcla hasta que aparece 
la crema y empieza a crecer, se conoce con el nombre de “tiempo de crema”, que suele 
fluctuar entre 6 a 15 segundos. 
 
A medida que se van generando más gases de expansión, la espuma sigue creciendo y 
simultáneamente se hace más viscosa con la polimerización en la fase líquida. El 
número total de burbujas permanece razonablemente constante mientras la espuma 
crece. 
 
 32 
La reducción de la tensión superficial, producida por el surfactante de silicona, hace que 
la mezcla de componentes sea más homogénea y evita que las burbujas coalescan. 
 
Pasados unos 40 a 60 segundos después de empezada la mezcla, la reacción de 
expansión cesa, mientras que la gelificación continúa. El tiempo transcurrido desde el 
inicio hasta que la espuma sube completamente, se denomina “tiempo de crecimiento”. 
 
Gelificación y curado: la reacción de gelificación y polimerización continúa hasta el 
punto conocido como tiempo de gel, que es el transcurrido desde la descarga de los 
ingredientes en el cabezal mezclador, hasta el momento en el que la espuma se sostiene 
por si misma, por lo general 20 a 120 segundos después del tiempo de crecimiento. 
 
Los bloques de espuma se llevan luego al área de curado donde deben permanecer por 
lo menos 24 horas, para agregar una reacción de polimerización total. 
 
Manipulación de los bloques de espumas: existen dos tipos de almacenamiento para la 
espuma de poliuretano. 
 
 Almacenamiento de bloques frescos: el calor de la reacción alcanza su punto 
máximo usualmente entre los 30 a 60 minutos después del proceso de 
producción. 
 
En el área de curado, los bloques de espuma recién hechos deben colocarse 
separadamente uno del otro durante por lo menos 24 horas. Durante esta etapa, el calor 
generado basta para que se vaporicen las aminas y parte del isocianato no reaccionado, 
es por esto que se debe tener en cuenta el encogimiento del bloque después del 
enfriamiento. 
El área de almacenamiento debe tener: 
 Buena ventilación, que incluya sistemas eficientes de extracción. 
 Un sistema de rociado de agua a gran potencia. 
 33 
 Distribuciónadecuada para que el personal pueda evacuarse fácilmente en 
caso de fuego. 
 
 Almacenamiento prolongado: aunque el diseño de esta área es menos crítico, 
se necesita de un lugar amplio, con buena ventilación y suficiente para evitar 
incendios. 
2.2.1. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA MATERIA PRIMA Y 
PRODUCTO TERMINADO 
El propilenglicol (propano-1,2-diol): es un compuesto orgánico incoloro, insípido e 
inodoro. Es un líquido aceitoso claro, higroscópico y miscible con agua, acetona y 
cloroformo, se obtiene por hidratación del óxido de propileno (Dow Química, 
2008). 
 Fórmula: CH3-CHOH-CH2OH 
 Peso molecular: 76,1 g/mol 
 Punto de ebullición a 760mmHg: 369.3°F (187.4°C) 
 Punto de congelación: -74.2ºF (-59ºC) 
 Densidad relativa: 1.03877g/c 
 Viscosidad (cPs): 48.6 a 77°F (25°C) 
 Calor específico: 0.60cal/g/°C a 77°F (25°C) 
 Presión de vapor: 0.13mmHg a 77°F (25°C) 
 Tensión superficial: 36dinas/cm a 77°F (25°C) 36 
 Punto de inflamación: 220°F (104°C) 
 Solubilidad: 77°F (25°C) soluble en todas las proporciones en acetona, agua 
y cloroformo. 
 Pureza: (C3H8O2), mín. 99,8% 
 Agua: máximo 0.2% 
 Olor: prácticamente inodoro 
 
El toluendiisocianato (2,4- y 2,6-TDI): es inherentemente reactivo. Es un 
compuesto orgánico incoloro-amarillento pálido. Las propiedades químicas del TDI 
requieren atención y manejo especiales (Bayer Material Science, 2009). 
 34 
 Fórmula: CH3C6H3(NCO)2 
 Peso molecular: 174.2 g/mol 
 Punto de ebullición: 523 K (250ºC) 
 Punto de congelación: 295 K (22ºC) 
 Punto de fusión: 295 K (22ºC) 
 Presión de vapor: 0.025mmHg a 293 K (20ºC) 
 Densidad: 1.214g/c 
 Estado de agregación: Líquido (20ºC) 
 Viscosidad (cPs): 3.0 298 K (25ºC) 
 Apariencia: líquido incoloro-amarillento pálido 
 Solubilidad: insoluble en agua, reacciona y desprende gas carbónico (CO2). 
 Temperatura de auto ignición: >939 K (>666˚C) 
 
El HFC-245fa (1,1,1,3,3-Pentafluoropropano): agente espumante líquido, inocuo 
para la capa de ozono. Confiere a la espuma unas propiedades térmicas y mecánicas 
extraordinarias (Inventec performance chemicals, 2005). 
 Fórmula: CHF2 CH2 CF3 
 Peso molecular: 134 g/mol 
 Punto de ebullición: 15ºC 
 Temperatura crítica: 257ºC 
 Olor: etéreo débil 
 Estado de agregación: líquido 
 Densidad: 1.32g/c 
 Color: incoloro 
 Presión de vapor: 922.57mmHg a 20ºC 
 
Polidimetilsiloxano (PDMS o silicona): es el polímero orgánico basado en silicio 
más extensamente usado y particularmente conocido por sus propiedades reológicas 
inusuales. El polidimetilsiloxano es transparente, inerte, inocuo y no inflamable 
(Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, 2000). 
 35 
 Fórmula: (C2H6OSi)n donde “n” es el número de unidades monoméricas. 
 Densidad: 0.97g/c 
 Resistente a temperaturas extremas (-60 a 250°C). 
 Resistente a la intemperie, el ozono, la radiación y la humedad. 
 Buena resistencia al fuego. 
 Excelentes propiedades eléctricas como aislador. 
 Gran resistencia a la deformación por compresión. 
 Apto para uso alimenticio y sanitario. 
 Tiene la facultad de extenderse. 
 Permeabilidad al gas. 
 Vida útil larga. 
 Capacidad de repeler el agua y formar juntas de estanqueidad, aunque las 
siliconas no son hidrófobos. 
 
Dimetiletanolamina (2-(Dimethylamino)etanol): es un líquido claro, viscoso 
transparente e higroscópico, con un suave olor amoniacal. Se utiliza como regulador 
de pH en aditivos para textiles, en la purificación de gas natural como secuestrador 
de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono, catalizador de resinas de poliuretano y 
emulsificante para ceras (Nextbar Tecnología de fluidos, 2012). 
Fórmula: C4H11NO 
Densidad: 0.89g/cm³ 
Punto de ebullición: 133°C 
Peso molecular: 89,14g/mol 
Punto de fusión: -70°C 
Pureza: 99.20% 
Apariencia: líquido claro 
Olor: ligero olor amoniacal 
 
Propiedades físicas y químicas de producto terminado: el poliuretano es 
imputrefacto, químicamente neutro y estable a la acción de los gases en atmósferas 
industriales agresivas, en la tabla 3 se pueden observar ciertas propiedades de la 
https://www.google.com.mx/search?client=aff-maxthon-newtab&channel=t17&biw=1279&bih=608&q=dimetiletanolamina+densidad&stick=H4sIAAAAAAAAAGOovnz8BQMDgxkHnxCnfq6-gZmZYVGRlnp2spV-ckZqbmZxSVElhJWcmBOfnJ9bkF-al2KVkppXnFlSubf8TegSc1XXgHDeaTcvtDwp72h-AQBvdMx3UwAAAA&sa=X&ei=-NFKVOuyC4ma8QGB2YEg&ved=0CGwQ6BMoATAQ
https://www.google.com.mx/search?client=aff-maxthon-newtab&channel=t17&biw=1279&bih=608&q=dimetiletanolamina+punto+de+ebullici%C3%B3n&stick=H4sIAAAAAAAAAGOovnz8BQMDgw0HnxCnfq6-gZmZYVGRlm52spV-ckZqbmZxSVElhJWcmBOfnJ9bkF-al2KVlJ-Zk5mXrlCQn5lXUsHLt8ZYsaOUPa9eTFst_vAZ__XXAbH9u91ZAAAA&sa=X&ei=-NFKVOuyC4ma8QGB2YEg&ved=0CHAQ6BMoATAR
https://www.google.com.mx/search?client=aff-maxthon-newtab&channel=t17&biw=1279&bih=608&q=dimetiletanolamina+punto+de+fusi%C3%B3n&stick=H4sIAAAAAAAAAGOovnz8BQMDgw0HnxCnfq6-gZmZYVGRlm52spV-ckZqbmZxSVElhJWcmBOfnJ9bkF-al2KVm5pTkpmXrlCQn5lXorZmc-lXbo_eXTU9in6qyd18ulLWAK9_t3tZAAAA&sa=X&ei=-NFKVOuyC4ma8QGB2YEg&ved=0CHgQ6BMoATAT
 36 
espuma de poliuretano como producto terminado con una densidad de 30-50Kg/m3 , 
sus propiedades principales son: 
 La mayoría de los poliuretanos son termoestables aunque existen algunos 
poliuretanos termoplásticos para algunas aplicaciones especiales. 
 Posee un coeficiente de transmisión de calor muy bajo, mejor que el de los 
aislantes tradicionales, lo cual permite usar espesores mucho menores en 
aislaciones equivalentes. 
 El coeficiente de conductividad térmica del poliuretano es el más bajo de los 
materiales aislantes comúnmente utilizados, siendo su valor a efectos de 
cálculo 0.028 W/(m.K). 
 Mediante equipos apropiados se realiza su aplicación “in situ” lo cual 
permite una rápida ejecución de la obra consiguiéndose una capa de 
aislación continua, sin juntas ni puentes térmicos. 
 Su duración, debidamente protegida, es indefinida. 
 Tiene una excelente adherencia a los materiales normalmente utilizados en 
la construcción sin necesidad de adherentes de ninguna especie. 
 Tiene una alta resistencia a la absorción de agua. 
 Muy buena estabilidad dimensional entre rangos de temperatura desde -
200ºC a 100ºC. 
 Refuerza y protege a la superficie aislada. 
 Dificulta el crecimiento de hongos y bacterias. 
 Tiene una muy buena resistencia al ataque de ácidos, álcalis, agua dulce y 
salada, hidrocarburos alifáticos como por ejemplo la gasolina normal, el 
carburante diesel, el propano, el aceite mineral, así como los gases de escape 
y el aire industrial (S , entre otros. 
 
Comportamiento ignífugo: en el sector de la construcción se emplean 
exclusivamente materias primas que dan lugar a una espuma sintética auto 
extinguible. Mediante la combinación de una capa cubriente incombustible se 
alcanza el predicado (difícilmente inflamable), según DIN 4102 (Center for 
Chemical Process Safety, 2012). 
 37 
 
Poder adhesivo: una propiedad particularmente interesante del poliuretano es para 
el empleo como material de construcción. Durante la fabricación de la mezcla 
experimenta su estado intermedio pegajoso y en virtud de la fuerza adhesiva propia, 
automática y excelentemente se adhiere al papel, al cartón y al cartón esfaltado para 
techos, así como las maderas, a las planchas de fibras duras y de virutas prensadas, a 
la piedra, al hormigón, al fibrocemento, a las superficies metálicas y a un gran 
número de materias plásticas (Asociación Técnica del Poliuretano Aplicado, 2009). 
 
Tabla 3. Propiedades físicas de PUR con densidad de 30-50 Kg/ (BASF 
Polyurethanes GmbH, 2010). 
 
 
Propiedades mecánicas: las propiedades mecánicas dependen de la medida de su 
peso volumétrico; a medida que este aumenta, aumenta su propiedad de resistencia. 
Los pesos volumétricos más usuales se hallan comprendidos entre 30 y 100Kg/ , 
dentro los límites se obtienenlos siguientes valores (Bayer Product Center 
Polyurethanes 2005): 
 Resistencia a la tracción entre 3 y 10Kg/ 
 Resistencia a la compresión entre 1, 5 y 9Kg/ 
 38 
 Resistencia al cizallamiento entre 1 y 5Kg/ 
 Módulo de elasticidad entre 40 y 200Kg/ 
 
2.2.2. EMBALAJE 
La espuma cortada para tapicería es dejada en la zona de almacenamiento transitorio 
para ser despachada al cliente directamente durante el día o la mañana siguiente. La 
espuma cortada es acopiada en un área especialmente asignada para este fin, luego 
durante el día será retirada por los operadores. 
 
El almacenamiento de los productos terminados se hará en la bodega de despacho, 
donde se almacenarán para su posterior distribución, estos se acopiarán 
directamente en el piso de forma horizontal poniendo uno sobre otro dividiéndolos 
ya sea con láminas de papel o cartón hasta una altura de 2.5 metros, para evitar que 
estos se puedan caer, se colocarán barras verticales a su alrededor. 
 
2.3. PROCESO DE FABRICACIÓN 
La producción de espuma de poliuretano, considera la fabricación de las densidades 
mostradas en la tabla 4. 
 
Tabla 4. Diferentes densidades de bloques de espuma de PUR. 
DENSIDADES Kg/m3 
15 
30 
35 
45 
50 
 
Se propone fabricar diariamente 20 bloques de espuma, esta producción se realizará en 
5 horas de trabajo. 
 
 39 
Preparación de materia prima: la fabricación de la espuma, se inicia con la 
preparación de los carros o moldes para ello se pone un plástico en su base o papel y se 
aplica desmoldante en las paredes para evitar que la espuma de poliuretano se pegue a 
la superficie del molde. 
 
Una vez listo el carro, se pone en posición, para que el mezclador se apoye en la base de 
este e iniciar el proceso de carga de los productos. 
 
Mezclado de los productos: una vez que el mezclador se apoyó en el carro (molde) es 
vaciada la mezcla (el poliol, TDI) por medio de mangueras desde el tanque de 
almacenamiento, luego con agitación constante se agrega previamente pesados la 
silicona, amina y octoato de estaño o HFC al tanque de poliol y se mantiene la mezcla 
agitando de 5 a 10 segundos. 
 
Descarga en el molde de reacción: transcurridos 10 segundos, se comienza la 
inyección de la mezcla sobre el molde y se cubre la mayor parte o en su totalidad, 
cuando se haya logrado se detiene la inyección de la mezcla y se levanta el mezclador 
para que la mezcla se distribuya en el molde. Se cierra el molde y se mueve a la cabina 
de extracción, donde se produce la reacción entre los distintos componentes de la 
mezcla, para producir el bloque de espuma de poliuretano. 
 
Curado del bloque de espuma: transcurridos 5 o 6 minutos aún dentro de la cabina de 
extracción, se retira la tapa del molde y se traslada el bloque de espuma ya formado a la 
zona de curado, donde se mantiene hasta el día siguiente. Este ciclo se repite hasta 
completar la producción del día, en este proceso el bloque se deja como mínimo 12 
horas en reposo para que termine de eliminar todos los gases (C , cloruro de metileno 
y trazas de TDI) que se generan en la reacción y que aún estarán atrapados en las celdas 
de la estructura del poliuretano formado. 
 
Esta área de curado contará con un sistema de extracción de gases para evitar su 
acumulación en la sala de curado. 
 40 
 
El mezclador después de cada bloque, se sumerge en un recipiente con agua para 
limpiar la espuma remanente. De la superficie del agua se retira con una espátula el 
poliuretano formado (nata) que es inerte, para dejarlo en un recipiente que al final del 
día es enviado a la zona de acopio de residuos. 
 
Fabricación de los colchones y cortes de espuma para tapicería: los bloques al día 
siguiente de su fabricación, entran a la etapa de corte, donde son dimensionados 
conforme a lo programado en la hoja de producción de colchones y cortes para 
tapicería. 
 
La espuma cortada para tapicería es dejada en la zona de almacenamiento transitorio 
para ser despachada al cliente directamente durante el día o la mañana siguiente. 
 
Tabla 5. Cantidad promedio mensual de colchones y cortes de espuma de PUR 
para tapicería. 
Materia Prima Cantidad promedio 
mensual 
Colchones y cortes de espuma para tapicería 440 unidades 
 
Proceso de triturado: este proceso está diseñado para utilizar los desechos de la espuma 
de poliuretano provenientes del corte de los cochones y de la nata formada del lavado 
de la pistola de inyección. Tres cuchillos cortadores manejados por un motor cortan o 
trituran rápidamente los trozos de espuma de poliuretano en partículas muy pequeñas 
llamadas chips para posteriormente poder ser utilizadas en el proceso de reutilización de 
espuma o repegado. 
 
Proceso de reutilización o repegado de la espuma de poliuretano: ésta máquina 
presenta un tonel de mezcla y un sistema de presión hidráulica. Después que la espuma 
es triturada en pequeñas partículas o chips, esta es fundida en el tonel de mezcla. Este 
tonel de mezcla tiene un bastidor (con una sección de bombeo interna), dos cabezales 
en su parte superior y un tanque de presión. Los cabezales tienen válvulas con boquillas 
 41 
rociadoras que usan aire comprimido para la atomización de los químicos. Después de 
la atomización, se abre una escotilla y la mezcla desciende a un molde estándar. El 
molde es colocado bajo presión, transformando la mezcla en colchones de espuma 
nuevos. 
 
Almacenamiento de los productos terminados: el almacenamiento de los productos 
terminados se hará en la bodega de despacho, donde se almacenarán para su posterior 
distribución, estos se acopiarán directamente en el piso de forma horizontal poniendo 
uno sobre otro dividiéndolos ya sea con láminas de papel o cartón hasta una altura de 
2.5 metros, para evitar que estos se puedan caer, se colocarán barras verticales a su 
alrededor. 
 
Despacho: el despacho de las espumas se realizará diariamente, para ello, se prepararán 
los pedidos y cargarán los camiones para su envío o bien si el cliente prefiere podrá 
retirarlos directamente en la bodega. 
 
Se contará con el espacio suficiente en el lugar, para que los vehículos ingresen a las 
dependencias evitando de este modo cualquier molestia a peatones o afectar en tránsito 
vehicular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 42 
2.3.1. DIAGRAMA DE BLOQUES DE PROCESO 
A continuación se muestra el diagrama de bloques el cual es una representación 
ordenada de las operaciones unitarias de las que consta el proceso. 
Figura 5. Diagrama de bloques de proceso. 
 
 
IIKl'pCWIIJI' murtria 
¡wim~ p.u~ rokMntl 
''''~ 
Mr.cIiJiJo dI' lIlartr ia 
~ .. 
ApIiaJd6ll lit dt:1II~/dQn1t 
" .... 
lI«Dp!lt1t 1M rtsi4llM lit 
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mrfmoiJe 
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C'<rodlJdtI~1it 
t:SpIIIIIQ lit PUR 
~ Ih bkx¡rm dI' 
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Coneydillltll.!iiJIi~do 
de bkJqutl de aplllll~ 
JeI'UI. 
• ¿biJllIIrui4llM lit 
UfllllIlalitPUI.! 
No 
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trirvr",,/o,r 
 43 
2.4. SERVICIOS 
Dentro de cualquier ante proyecto uno de los aspectos más importantes que deben 
tomar en cuenta son los servicios que ésta requerirá para cubrir sus necesidades y 
asegurar su correcto funcionamiento. 
 
Se puede definir como un servicio a un conjunto de sistemas relacionados que trabajan 
de manera conjunta para proporcionar una funcionalidad, que permiten el 
establecimiento de las condiciones de operaciónde cada una de las etapas del proceso 
de producción. 
Algunos de los principales servicios son: 
 Agua potable 
 Agua para combate contra incendio 
 Aire 
 Combustible 
 Energía eléctrica 
 
Para el proceso de fabricación de espuma de poliuretano, los servicios a emplear son los 
siguientes: 
 
Agua para combate contra incendio: el agua destinada para este propósito también es 
un factor muy importante dentro de cualquier anteproyecto, ya que constituye un 
elemento imprescindible para la seguridad de todas las instalaciones. Esta deberá 
encontrarse almacenada en una cisterna independiente a la utilizada para el agua de 
servicio o de proceso, la cuál deberá siempre contar con suministro; con el objetivo de 
poder hacer frente a una situación de emergencia debida a un incendio. 
 
El agua para combate contra incendio deberá de cumplir con las siguientes 
características: 
 Libre de sólidos suspendidos. 
 Temperatura ambiente. 
 Bajo contenido de sales. 
 44 
Aire: este servicio se ocupará para el suministro necesario para el funcionamiento de 
diversos equipos, como la máquina inyectora, la máquina repegadora y ambas máquinas 
cortadoras, así como la limpieza de algunas áreas por medio del barrido con aire. Se 
generará dentro de los límites de batería por medio de un compresor de aire accionado 
con motor eléctrico y contará con un relevo accionado con diesel. 
 
Combustible: el combustible a emplear es diesel el cuál será suministrado por medio de 
camiones pipa los cuales descargarán a un tanque de almacenamiento ubicado en un 
área determinada para dicho propósito. 
 
Alimentación de energía eléctrica: la energía eléctrica será suministrada en una sola 
acometida en mediana tensión (23000 Volts) por la Comisión Federal de Electricidad 
(CFE) con la finalidad de poder asegurar el funcionamiento de todos los motores y 
equipos necesarios para el proceso. 
 
Alimentación de energía eléctrica de emergencia: se contará con un sistema de 
emergencia dentro del límite de batería por medio de un equipo de generación que 
funcionará a base de diesel. 
 
2.5. IMPACTO AMBIENTAL DEL PRODUCTO 
Los principales impactos ambientales ligados a la producción de espuma de poliuretano 
son el consumo de energía, la generación de residuos (tanto tóxicos como inertes), altas 
emisiones de gases contaminantes a la atmósfera y el transporte. 
 
El poliuretano, hasta el año 1996 utilizaba clorofluorocarbonos (CFC), como agentes 
espumantes y por lo tanto suponía un riesgo para la capa de ozono. Del año 1996 hasta 
el año 2004, el poliuretano se espumaba con hidroclorofluorocarbonos (HCFC), que son 
gases que tienen menor potencial de destrucción de la capa de ozono que los CFC y 
menor efecto invernadero, a partir del año 2004 se espuma con HFC. Además el hecho 
de usar poliuretano en las viviendas hace que el consumo de energía en éstas sea mucho 
menor, consumo que produce efecto invernadero, por lo que considerando un ciclo de 
 45 
vida del poliuretano de 50 años, se obtiene un balance muy positivo del efecto 
invernadero al usar poliuretano como aislamiento térmico. 
 
La espuma de poliuretano usada como aislamiento térmico está clasificada dentro del 
Grupo 3, el más bajo, por el IARC (Instituto de Investigación del Cáncer de Lyon), es 
decir, no es ni probable ni posible agente cancerígeno para el hombre. 
 
Sustancias que agotan la capa de ozono (SAO): son sustancias químicas que tienen el 
potencial de reaccionar con las moléculas de ozono de la estratosfera. El poder 
destructivo de estas sustancias es enorme porque reaccionan con las moléculas de ozono 
en una reacción fotoquímica en cadena. 
 
Una vez destruida una molécula de ozono, la SAO está disponible para destruir otra 
más, la duración de la vida destructiva de una SAO puede extenderse entre los 100 y 
400 años, dependiendo del tipo de SAO. Por consiguiente, una molécula de SAO puede 
destruir cientos de miles de moléculas de ozono. En el marco del Protocolo de Montreal 
se identificó un número de sustancias que agotan la capa de ozono y se controla la 
producción y la utilización de las mismas. Las SAO son básicamente hidrocarburos 
clorados, fluorados o bromados e incluyen: 
 Clorofluorocarbonos (CFC) 
 Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) 
 Hidrobromofluorocarbonos (HBFC) 
 Halones 
 Bromoclorometano 
 Metilcloroformo 
 Tetracloruro de carbono 
 Bromuro de metilo 
 
La habilidad que estas sustancias químicas tienen para agotar la capa de ozono se 
conoce como potencial de agotamiento de ozono (PAO). A cada una se le asigna un 
PAO relativo al CFC-11, cuyo PAO por definición tiene el valor 1. Con anterioridad a 
 46 
los controles regulatorios, el CFC-11 era el agente espumante más común en la 
fabricación de espumas de poliuretano. Las espumas se emplean en una amplia variedad 
de productos ya mencionados y para el aislamiento. El CFC-11 se está reemplazando 
progresivamente con el HCFC-14b o con sustancias alternativas que no agotan la capa 
de ozono. 
Tecnologías alternativas: el HFC-245fa es un agente soplante que no ataca la capa de 
ozono, ininflamable y fácil de manejar, para espumas de poliuretano y poliisocianurato. 
Confiere a la espuma unas propiedades térmicas y mecánicas extraordinarias y da a los 
formuladores la flexibilidad necesaria para encontrar soluciones rentables. 
Actualmente se está procediendo a la retirada de HCFC-141b en cumplimiento del 
protocolo de Montreal sobre productos que destruyen la capa de ozono. La agencia de 
protección medioambiental estadounidense ha aprobado el HFC-245fa como agente 
soplante conforme al SNAP (programa de nuevas alternativas significantes). Además, la 
sustancia ha sido notificada y admitida en la lista de la Unión Europea ELINCS (nº de 
notificación 96-02-0171, nº ELINCS 419-170-6), así como los registros de numerosos 
países, incluyendo Australia, China, Japón, Corea, Nueva Zelanda y Taiwán. 
 
Inconvenientes: el inconveniente principal que tienen las espumas de poliuretano, es 
que son degradadas por los rayos ultravioleta, por lo cual no pueden quedar expuestas a 
la radiación solar, debiendo ser protegidas de los mismos en el caso de aplicaciones 
exteriores. También hay que tener en cuenta que para que se produzca la reacción de 
gelificación es necesario que el sustrato a aplicar tenga una temperatura mínima de 
10ºC. 
 
Reciclaje: otro gran inconveniente que presentan los poliuretanos en general, es que son 
difíciles de reciclar o el proceso es poco rentable. 
 
Reciclaje mecánico: los poliuretanos pueden ser triturados y una vez que están 
convertidos en polvo pueden reutilizarse en la producción de nuevas espumas. Los 
gránulos de espuma flexible finalmente triturados pueden ser enlazados entre ellos 
dando lugar a una variedad de productos que se usan en las prendas deportivas. Estos 
 47 
productos enlazados se pueden enlazar otra vez dando lugar a un ciclo de 
aprovechamiento que puede llegar a ser bastante largo. 
 
Sometidos a elevada presión los gránulos de poliuretano se envuelven con un material 
que se adhiere a ellos, si en ese momento se curan en condiciones de calor y presión 
óptimas se puede obtener un material aprovechable como por ejemplo el piso del 
habitáculo de un coche. Si se moldean por compresión se producen espumas rígidas de 
poliuretano, dando lugar a un material tridimensional que se usa para alojar el motor de 
los coches. 
 
Recuperación energética: se están estudiando nuevas tecnologías para convertir los 
poliuretanos de desecho en energía utilizable. En algunos experimentos propuestos por 
la PURRC (Polyurethanes Recycle and Recovery Council, USA) se aumentó la 
cantidad de desperdicios quemados por una planta incineradora en un 20% en peso con 
poliuretanos, encontrando que las emisiones de ceniza no habían aumentado 
significativamente. En Europa la ISOPA (European Isocyanate