Parque acuático: Toboganes (II)

Ya hemos hablado de que la fibra de vidrio es el material más adecuado para crear nuestros grandes toboganes. En esta parte veremos, sin embargo, que es necesario añadir varios componentes al polímero para que la seguridad de la atracción sea óptima. Además, revisaremos otros polímeros usados en toboganes más pequeños.

Aditivos al polímero
Nuestro material es un polímero termoplástico, como hemos tenido oportunidad de reseñar. Y su primer aditivo es el obvio: las fibras de vidrio, que le dotan de gran resistencia a tensiones. Para solucionar otros problemas, necesitamos más ingredientes:

Estabilizadores UVA:

Nuestro tobogán va a estar permanentemente a la exposición directa del Sol, por lo que debemos estudiar qué efecto tiene la radiación ultravioleta y el calor sobre nuestro material. Los polímeros siguen un ciclo de degradación químico como el que aparece en la figura.

Ciclo de dergradación de los polímeros

Como podemos ver, con la intervención del calor y la radiación UVA, las cadenas de polímeros tienden a oxidarse. Estas cadenas oxidadas, reaccionan con otras cadenas oxidándolas también. Con esto se consigue la degradación de las propiedades mecánicas.

Para evitar este proceso de degradación, podemos añadir unas substancias químicas que actúan como sumideros para los rayos UVA. Son llamados estabilizadores. Se usan habitualmente benzofenonas, benzotriazoles o fotoreguladores. Al recibir la radiación o el calor, se produce en estas moléculas una transferencia intramolecular de protones, que resulta reversible. De esta manera, la radiación se dispersa y el polímero no se ve afectado.

Funcionamiento de los estabilizadores UVA, ilustrado con una benzofenona

Elementos antiestáticos

Otro de los problemas que podemos encontrarnos es la acumulación de electricidad estática en la superficie, ya que hay mucha interacción con otras superficies cargadas (las personas que bajan en el tobogán). Para evitar esta acumulación, debemos bajar la impermeabilidad del polímero, introduciendo elementos antiestáticos.

Estos aditivos atraen la humedad hacia la superficie del plástico, mejorando su conductividad eléctrica, y evitando la acumulación de carga en dicha superficie. Los elementos usados más frecuentes suelen ser aminas y compuestos cuaternarios del amonio, o ésteres fosfóricos y de polietilenglicol.

Colorantes

A la hora de darle color al polímero, es necesario que introduzcamos unas sustancias químicas determinadas, que suelen ser bien pigmentos o tintes. La diferencia entre ellos es la solubilidad: los tintes son solubles en agua, con lo que tienden a absorber la luz que les llega, mientras que los pigmentos son partículas no solubles que se dispersan por el medio y reflejan la luz.

El colorante más adeuado para este caso son los pigmentos, ya que se dispersan mejor por todo el polímero, mientras que los tintes tienden a concentrarse más en ciertas zonas, dando menos solidez al color.

 

Otros polímeros

No sólo de fibra de carbono vive el hombre. Este material resulta muy útil para crear grandes estructuras, pero si lo que queremos es un tobogán para "andar por casa", para una piscina pequeña, resulta poco rentable. Podemos reurrir a polímeros no reforzados con fibras, ya que la resistencia a esfuerzos que van a recibir no es tan alta. 

Se recurre a polímeros termoplásticos que de por si, ya tengan cierta resistencia a tracciones, como el polietileno de baja densidad o el poliéster de vinilo. Aún así, es necesario incorporar estabilizadores UVA e inhibidores antiestáticos

Conclusión

Hemos visto que para fabricar grandes toboganes, es necesario usar un material como los polímeros, lo suficientemente ligeros, pulidos y maleables para crear la forma que queramos. Sin embargo, es necesario dotarles de ciertas propiedades, y para ello debemos reforzarlos con elementos de diversa especie química:

• Para resistencia mecánica, usamos fibras de vidrio
• Para bajar la degradación debido a la luz solar y al calor, usamos estabilizadores UVA
• Para suprimir los efectos de la electricidad estática, usamos elementos inhibidores estáticos.
• Para dotar al polímero de color, usamos pigmentos.

Esperamos que os haya gustado la sección y os resulte útil. Ya no veréis los toboganes de la misma manera cuando vayáis al Aquopolis.