¿Qué es el policarbonato? Características y usos
El policarbonato es un plástico técnico de la familia de los termoplásticos: transparente, ligero y extraordinariamente resistente a los golpes. Esa combinación, poco habitual en un solo material, explica que se use en cosas tan distintas como las lentes de unas gafas, los faros de un coche o la cubierta de una terraza.
A menudo se presenta como una alternativa al vidrio, y en muchos usos lo es: deja pasar casi la misma luz, pesa menos de la mitad y resiste impactos que romperían cualquier cristal. A cambio, tiene sus propias debilidades, que conviene conocer tanto como sus virtudes. En este artículo repasamos de dónde viene, cómo está compuesto, qué propiedades tiene y para qué se utiliza.
Origen del policarbonato
El policarbonato se obtuvo por primera vez en laboratorio en 1898, de la mano del químico alemán Alfred Einhorn, en la Universidad de Múnich. Sin embargo, durante décadas nadie encontró cómo aprovecharlo y el material quedó olvidado.
El salto llegó en 1953, cuando dos químicos lo desarrollaron casi al mismo tiempo y sin saber nada el uno del otro: Hermann Schnell, en los laboratorios de Bayer en Alemania, y Daniel Fox, en General Electric en Estados Unidos, con apenas una semana de diferencia. Bayer lo comercializó con el nombre de Makrolon y General Electric con el de Lexan, dos marcas que siguen existiendo. La producción industrial a gran escala comenzó a finales de los años cincuenta.
Los primeros policarbonatos tenían un tono ámbar que se corrigió en los años setenta. A partir de ahí su uso no dejó de crecer, y en 1982 dio un salto de popularidad con la llegada del CD, fabricado casi por completo con este material.
Composición química del policarbonato
Como hemos mencionado, el policarbonato es un polímero. Concretamente, se trata de un tecnopolímero formado por moléculas de Bisfeno-A (BPA) que han reaccionado al fogsfeno y que están unidas en forma de cadenas con grupos de carbonato. Su fórmula condensada es la siguiente:
Propiedades físicas del policarbonato
El policarbonato es un material con unas propiedades muy concretas que lo sitúan como uno de los más útiles en la industria. En este sentido, cabe destacar:
| Densidad | 1,20 g/cm³ |
|---|---|
| Rango de temperatura de uso | -100 ºC hasta +135 ºC |
| Punto de fusión | 250 ºC |
| Combustibilidad | Ignífugo |
En este sentido, se trata de un material con una densidad relativamente baja, lo cual lo hace ligero. Además, resiste bien la temperatura aunque tiene un punto de fusión bajo, por lo que es muy fácil trabajar este materiales. Además, es ignífugo, por lo que es un buen aislante contra el fuego.
Propiedades mecánicas
| Alargamiento a la rotura | 100-150% | Elástico |
|---|---|---|
| Dureza | M70 | Baja |
| Resistencia a la abrasión | 10-15 mg/1000 ciclos | Baja |
| Resistencia a la comprensión | >80 MPa | Bastante resistente |
| Resistencia a la tracción | 55-75 MPa | Bastante resistente |
| Resistencia al impacto | 600-850 J/m | Muy resistente |
| Tensión de fluencia | 65 Mpa | Muy resistente |
| Resistencia a rayaduras | No | Se raya fácilmente |
| Reparación | No | Imposible reparar bien |
A nivel mecánico, el policarbonato es muy particular. Se trata de un material relativamente elástico, por lo que aguanta bien la presión tirante. Cabe añadir que al ser una sustancia más bien blanda, es muy resistente a impactos y soporta bien la comprensión. No obstante, eso también hace que sea fácil de rayar y, en circunstancias de rotura, es más sencillo sustituirlo que repararlo.
En cualquier caso, es extraño que este material se rompa dada su gran resistencia y estabilidad. De hecho, es 250 veces más resistente que el vidrio y 30 veces más resistente que el acrílico. Es por eso que se convierte en un material incluso a prueba de balas si tiene suficiente espesor. El mayor problema sucede cuando el policarbonato se somete a grandes esfuerzos durante mucho tiempo. Dada su maleabilidad, el material puede deformarse de forma irreversible o, en circunstancias excesivas, quebrarse.
Propiedades eléctricas
El policarbonato está considerado como un magnífico aislante eléctrico. Es por eso que, unido a su cualidad resistente, su uso como protector en la industria es generalizado.
Propiedades ópticas
| Índice de refracción | 1,585 ± 0,001 |
|---|---|
| Índice de transmisión lumínica | 90% ± 1% |
A nivel óptico, se trata de un material altamente transparente, aunque no protege especialmente bien de los Rayos UVA. Debido a esto, si no se trata con una capa protectora, termina adoptando un tono amarillo con el tiempo si está a la intemperie.
Ventajas del policarbonato como material
Las ventajas del policarbonato son las siguientes:
- Fuerte: Soporta muy bien los impactos.
- Transparente: Transparencia u opacidad según se desee.
- Maleable: Muy maleable y fácil de trabajar, pero muy resistente a la deformación térmica, por lo que mantiene su integridad.
- Rígido: Rígido y estable en su forma final.
- Flexible: Es flexible a temperatura ambiente, pero recupera su forma con facilidad.
- Resistente: Aguanta cualquier inclemencia del tiempo.
- Aislante: Protege de la electricidad y es ignífugo.
- Barato: Es un material muy asequible.
- Ligero: Es poco pesado y fácil de transportar.
- Reciclable: Se puede reutilizar fácilmente al fundirlo.
- Atóxico: En contacto, no supone un riesgo para el ser humano.
- Longevo: En condiciones óptimas, es un material que puede durar años sin perturbarse.
Desventajas del policarbonato como material
Por el contrario, las desventajas del policarbonato son:
- Sintético: No soporta bien las interacciones con muchas sustancias químicas, como los ácidos, por ejemplo. Esto lo hace vulnerable frente a muchas reacciones químicas que le harán perder sus propiedades físicas.
- Irreparable: No soporta esfuerzos prolongados y, una vez roto, es casi imposible de reparar satisfactoriamente.
- Hidrólisis: Si se encuentra en contacto con agua durante mucho tiempo y a alta temperatura, pierde su propiedades físicas.
Usos del policarbonato
El policarbonato es tan versátil que se usa en todo tipo de cosas. Desde una pieza para la calefacción hasta un cristal antibalas, las opciones son casi infinitas. De entre todas ellas, las más comunes son:
- Alimentación: bidones, garrafas y botellas de agua, moldes de cocina, etc.
- Construcción: cubiertas, cerramientos verticales, invernaderos, etc.
- Productos: juguetes, material de oficina, CD, DVD, componentes tecnológicos y analógicos, cajas, piezas de vehículos y maquinaria, etc.
- Seguridad: Cristales de alta seguridad y escudos de la policía.
El uso del policarbonato en techos y cubiertas
En construcción, uno de los usos más habituales del policarbonato es la cubierta de terrazas, patios y porches. Entre las principales características de los techos de policarbonato destacan su capacidad para dejar pasar la luz, su ligereza y su elevada resistencia a impactos, como los provocados por el granizo, las ramas o la caída de objetos. Se utiliza tanto en techos fijos como móviles, donde su bajo peso facilita además el desplazamiento de los paneles.
Un plástico que se ganó su sitio
El policarbonato pasó de ser un hallazgo de laboratorio sin aplicación a convertirse en uno de los plásticos técnicos más utilizados del mundo. Lo consiguió por una combinación difícil de igualar: la transparencia del vidrio, una fracción de su peso y una resistencia a los golpes muy superior.
Conocer también sus límites, como su sensibilidad al rayado, a ciertos productos químicos o a la radiación solar sin protección, es lo que permite aprovecharlo bien. Usado en el lugar adecuado y con la protección adecuada, es un material que dura muchos años.
