La fabricación de textiles de alta temperatura ha evolucionado de forma notable en los últimos 40 o 50 años. Hoy existe en el mercado una amplia gama de soluciones fabricadas con fibras artificiales que son muy seguras en comparación con las materias primas tradicionales utilizadas anteriormente. Entre las opciones modernas se encuentran la fibra de vidrio, la fibra cerámica, el granito, la arcilla, el basalto, el hierro, el acero inoxidable o combinaciones específicas de estos materiales. Presentan distintos gramajes, pesos, densidades y propiedades, y se transforman, según los requisitos concretos y los acabados superficiales, en lana, cordones, tejidos, fundas, tubos y fieltros.
Los tejidos pueden incorporar recubrimientos de PTFE, vermiculita, grafito, lámina de aluminio, acrílico, silicona y neopreno.
Sin embargo, durante años la principal materia prima para fabricar tejidos de alta temperatura en todo el mundo fue el amianto, utilizado para protección contra el fuego, mantas de soldadura y aplicaciones de aislamiento térmico. El amianto cuenta con varias propiedades ventajosas y singulares y, al encontrarse en la naturaleza, llegó a convertirse en un material casi universal. No obstante, los riesgos para la salud han hecho que hoy esté prácticamente en desuso.
Se desarrollan y perfeccionan continuamente nuevas tecnologías que permiten crear una amplia gama de productos aislantes modernos. Estos productos de aislamiento actuales pueden soportar variaciones de temperatura.
Muchos tejidos refractarios pueden adaptarse fácilmente para fabricar juntas a medida y aislamientos especiales. Entre sus ámbitos de uso se incluyen los sistemas de escape de motores y los equipos de proceso industrial.
Según la especificación requerida, los tejidos de alta temperatura pueden modificarse para ofrecer una excelente resistencia a la abrasión, a los productos químicos, a la suciedad, al viento, al ruido y a las vibraciones.
Gracias a las tecnologías modernas de corte por chorro de agua y confección, un fabricante especializado puede transformar fieltros, mantas y tejidos en juntas, juntas de dilatación y soluciones de aislamiento. Estos tejidos pueden coserse con hilos de fibra de vidrio o de kevlar. Un equipo de fabricación profesional también puede producir distintos tipos de materiales laminados para aislamiento termoacústico.
Estos tejidos, como el tejido de fibra de vidrio, el tejido de sílice, los textiles con recubrimiento acrílico y los textiles laminados, tienen muchas aplicaciones útiles tanto en entornos comerciales como residenciales. Veámoslas con más detalle.
Información básica sobre los tejidos de alta temperatura
En las últimas décadas, los tejidos de alta temperatura han experimentado importantes innovaciones. Desde que se hicieron públicos los riesgos para la salud del amianto, la industria del aislamiento térmico tuvo que buscar alternativas capaces de satisfacer la creciente demanda de tejidos resistentes al calor.
Actualmente, los tejidos resistentes al calor se fabrican principalmente con fibras sintéticas que superan el rendimiento que se esperaba en el pasado. Estos tejidos están disponibles en diferentes dimensiones, aunque las formas más habituales incluyen placas, cordones y tubos.
Se fabrican mediante distintos procesos y, al mismo tiempo, se suministran en configuraciones variadas de espesor y anchura. Veamos cómo se utilizan estos tejidos.
Usos comerciales
Los sistemas de aislamiento con fibras de alta temperatura se han vuelto indispensables en la mayoría de los sectores de todo el mundo. A continuación se indican algunos ejemplos de uso comercial.
Aplicaciones de defensa militar
Aislamiento industrial
Aplicaciones hidráulicas
EPI (equipos de protección individual):
Industria y construcción
Servicios de emergencias médicas y sector de bomberos
Industria del automóvil
Industria aeroespacial
Industria metalúrgica
Industria de la confección
Aislamiento en aplicaciones militares
Las mantas aislantes flexibles, desmontables y de alta eficacia se utilizan desde la Segunda Guerra Mundial. Se empleaban principalmente para aislar térmicamente tuberías calientes, partes de motores y zonas de escape en buques militares y embarcaciones de guardacostas.
En la década de 1970, la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) acordó la exportación de petróleo a Estados Unidos continental. A partir de entonces, el sector industrial estadounidense empezó a planificar el uso de aislamientos desmontables y reutilizables.
En aquella época, la mayoría de las instalaciones comerciales prestaban poca atención a las tuberías y a la maquinaria interna, salvo que el control del proceso o la calidad del producto estuvieran en riesgo inmediato. Hoy, en maquinaria sin aislar que requiere mucho mantenimiento y trabaja a 150 °C, el retorno de la inversión puede situarse aproximadamente en un año.
A temperaturas superiores a 260 °C, o cuando se cubre con un aislamiento ligero desmontable o reutilizable, ese plazo se reduce a dieciséis o dieciocho semanas. Los tejidos y métodos de fabricación modernos permiten reutilizar fácilmente las mantas desmontables ligeras en repetidas ocasiones. En procesos de hasta 760 °C pueden reutilizarse varias veces sin que se produzcan vibraciones que normalmente deteriorarían otros tipos de aislamiento.
Aislamiento térmico
El mercado actual ofrece excelentes opciones de textiles de alta temperatura que resisten con facilidad distintos niveles de alcalinidad en procesos a alta temperatura, sin vibrar ni sacudirse.
También existen versiones mejoradas de textiles de alta temperatura para fabricar mantas destinadas a un aislamiento acústico completo. Las bandas textiles flexibles de un solo uso o reutilizables son solo algunas de las aplicaciones de las fibras de alta temperatura.
Aislamiento de conductores calientes y mangueras hidráulicas
Las fundas trenzadas de alta temperatura están fabricadas con sílice amorfa de calidad, carbono o una combinación de otros elementos similares.
Estos materiales trenzados o entrelazados pueden ofrecer excelentes propiedades aislantes para conductores de alta temperatura y alta tensión, así como para tubos llenos de aire.
Los conductores, conductos y tubos aislados suelen estar situados dentro de las máquinas y son esenciales para el correcto funcionamiento del sistema. Cuando es necesario proteger un equipo frente al fuego o aislarlo de temperaturas elevadas, se utilizan textiles con excelentes propiedades aislantes.
Protección personal y otros usos
Industria y construcción
Los textiles tejidos de alta temperatura se utilizan en la industria y la construcción. Estos tejidos se emplean en forma de cortinas altamente resistentes al calor y mantas de soldadura, que protegen tanto a los operarios como a las máquinas frente a chispas u otras fuentes de calor que podrían provocar un incendio.
Durante paradas, reparaciones o revisiones, las fábricas pueden señalizar ciertas zonas de la instalación como peligrosas. Estos tejidos se utilizan entonces como barreras térmicas para proteger a los trabajadores, a otras personas implicadas y a los equipos.
En caso de incendio por grasa, la mayoría de las cocinas comerciales utilizan mantas ignífugas modernas para sofocar las llamas, ya que añadir agua solo agravaría el incendio.
En caso de incendio, muchos cines y otros espacios utilizan tejidos de alta temperatura como medida de protección. Los avances recientes en cortinas ignífugas han llevado al uso de materiales con recubrimiento de PU, que dejan pasar la luz y al mismo tiempo ofrecen protección frente al humo.
Servicios de emergencias médicas y sector de bomberos
En entornos calientes y condiciones exigentes, los equipos de emergencias y los bomberos llevan prendas fabricadas con lana altamente resistente al calor. En el sector público se están imponiendo fibras sintéticas especializadas y mezclas con fibra de vidrio.
Se buscan continuamente soluciones innovadoras para ayudar a proteger a los bomberos frente a los incendios forestales que se producen en todo el mundo.
Tejidos como el algodón, la fibra de vidrio, la sílice, el carbono y el fieltro se utilizan por separado para fabricar calzado, delantales y otras prendas de protección térmica individual para los empleados.
Industria del automóvil
En la mayoría de los vehículos, los fabricantes de automóviles utilizan textiles aislantes y resistentes al calor en zonas del sistema de combustible y de escape.
En motores de mayor rendimiento, los turbocompresores y partes del escape pueden alcanzar 760 °C. Por ello, la separación del motor y de los sistemas de escape en vehículos industriales, como camiones articulados, tractores comerciales y maquinaria de construcción (grúas, etc.), es cada vez más importante.
Los coches de competición modernos utilizan tejidos con excelente aislamiento como una forma cómoda y robusta de mantener al piloto confortable, seguro y protegido durante la conducción en circuito.
Industria aeroespacial
La industria aeroespacial utiliza tejidos capaces de resistir temperaturas muy altas. Las aeronaves emplean mantas aislantes para garantizar la seguridad y la protección de todo lo situado dentro de la bodega de carga. Para fabricar materiales compuestos destinados a aviones y aeronaves comerciales se utiliza tejido de fibra de carbono de alta resistencia.
Muchas aeronaves presurizadas utilizan aire caliente sangrado del motor para climatización, ventilación y control de otras funciones. Los tejidos resistentes al calor proporcionan un alto nivel de aislamiento y seguridad al aislar los sistemas de sangrado de aire de las aeronaves, incluidos conductos de captación y desconexión, mangueras, líneas, partes del motor y escapes.
Industria metalúrgica
Los fabricantes del sector metalúrgico utilizan textiles de aislamiento de alta temperatura en una amplia variedad de procesos útiles.
Los textiles de alta temperatura se transforman en mantas aislantes que protegen a los trabajadores de acerías y fundiciones frente al calor excesivo generado durante el procesamiento de metales fundidos y cerca de equipos sensibles al calor. Estos tejidos también se utilizan a menudo en tratamientos térmicos y recocido, donde ayudan a mantener un enfriamiento estable y controlado.
Industria de la confección
Los textiles de alta temperatura se utilizan en fabricación cuando los trabajadores necesitan llevar prendas con propiedades de protección térmica. Ya se empleen en calzado, delantales o uniformes completos, estos textiles reducen de forma notable la inflamabilidad y ofrecen una excelente protección frente a altas temperaturas. Un uso habitual de estos materiales tejidos se encuentra en el automovilismo, donde los pilotos de carreras e incluso los mecánicos de boxes deben llevar monos de protección térmica.
Tuberías calientes
Las tuberías calientes forman parte esencial de la producción, ya sea en la construcción, el procesamiento químico o incluso el transporte marítimo. Los textiles de alta temperatura se utilizan para cubrir tuberías que podrían transmitir calor a maquinaria cercana, dañarla o afectar a determinadas operaciones en curso. Con el foco puesto en la seguridad laboral, se han implantado cubiertas resistentes al calor y soluciones similares que ayudan a prevenir lesiones de los empleados y a mejorar las condiciones de trabajo.
Barreras
Los textiles de alta temperatura se utilizan para proteger al personal frente a chispas y salpicaduras en forma de cortinas industriales y otros tipos de barreras. También protegen a los trabajadores que operan cerca de máquinas con una alta emisión térmica, como hornos y equipos motorizados.
Fieltros y mantas de fibra de vidrio
En el mercado existen dos tipos de fieltros y mantas de alta temperatura que son ignífugos, sin amianto y adaptables. Los materiales punzonados de vidrio E resisten temperaturas de hasta 650 °C.
Se utilizan con frecuencia en maquinaria, ya que el vidrio E reduce las vibraciones. Los textiles de sílice ayudan a proporcionar a los equipos un aislamiento térmico suficiente y, al mismo tiempo, soportan una temperatura máxima de servicio continuo de hasta 980 °C. Gracias a su uso a altas temperaturas, también son una buena opción para sistemas de escape de motores.
Los materiales compuestos de fibras de sílice y fibra de vidrio combinan la rentabilidad de la fibra de vidrio con las propiedades materiales de las fibras de sílice. Sus aplicaciones incluyen el aislamiento térmico y las almohadillas de alivio de tensiones en equipos de proceso y sistemas de escape de motores.
Al tratarse de un material duradero, puede ser útil en aplicaciones que requieren textiles de un solo uso o reutilizables. Se pueden añadir correas para que los productos a medida sean fáciles de instalar y retirar.
Tejidos tratados
Los tejidos también pueden tratarse para aplicaciones de alta temperatura. Los tejidos de fibra de vidrio con recubrimiento de silicona son una buena opción para revestimientos aislantes. Además de resistencia térmica, ofrecen resistencia a la abrasión y un sellado impermeable. Los tejidos de fibra de vidrio con recubrimiento de PTFE se utilizan cuando se requiere resistencia química. El PTFE es un fluoropolímero plástico químicamente inerte frente a la mayoría de ácidos y bases.
Entre los materiales tratados térmicamente también se incluyen tejidos de sílice, láminas de fibra de vidrio y mantas trenzadas de acero inoxidable. Los tejidos de sílice fabricados con hilos de sílice de alta pureza y baja emisión de polvo pueden presentar una resistencia a la tracción útil a 980 °C y un punto de fusión de 1650 °C.
Los materiales aluminizados de fibra de vidrio proporcionan una barrera de vapor eficaz frente a la humedad y otras sustancias. Están formados por láminas y películas plateadas laminadas sobre materiales de fibra de vidrio. Las fundas trenzadas de acero inoxidable están compuestas por pequeños alambres de acero inoxidable muy resistentes.
Juntas de grafito
A diferencia de otros tipos de productos de estanqueidad, las propiedades mecánicas del grafito tratado para altas temperaturas mejoran a medida que aumenta la temperatura. El grafito puede combinarse en una estructura tipo sándwich con otros materiales de estanqueidad, como láminas, en componentes multicapa para crear juntas térmicas y soluciones de aislamiento a medida. El grafito también es flexible y muy resistente, cualidades adecuadas para aplicaciones exigentes sin cargas ni aglutinantes que puedan limitar el rendimiento de sellado.
Mantas térmicas
Las cubiertas de ventilación están compuestas por placas de fibra de vidrio recubiertas de silicona, tejidos resistentes y cordón de kevlar/aramida o de fibra de vidrio.
Muchos productos utilizan corchetes, mientras que otros emplean cierre de velcro como solución totalmente no metálica y resistente a la corrosión. Los elementos de fijación integrados que suministramos se colocan fácilmente y quedan firmemente sujetos en su posición, pero también pueden retirarse cómodamente cuando es necesario realizar el mantenimiento del motor.
Aplicaciones con vapor
Sector energético
Las centrales eléctricas utilizan textiles de alta temperatura de forma intensiva. La mayoría de los equipos de condensación emplean mantas aislantes para tuberías, válvulas y equipos.
Los equipos de vapor utilizan mantas resistentes al calor modernas y confeccionadas a medida en la zona de la turbina para evitar la formación de condensado. Los generadores, los sistemas de escape y los sistemas accionados por gas natural también utilizan estos textiles por sus propiedades aislantes.
Sector alimentario
Los tejidos de alta temperatura se utilizan en la industria alimentaria para aislar hornos y otros equipos, como chimeneas.
Los tejidos de PTFE se emplean para fabricar cintas transportadoras destinadas a la producción de alimentos procesados. Los textiles de alta temperatura especialmente impregnados con PTFE o teflón también se utilizan ampliamente en la industria de transformación como protección contra salpicaduras químicas para proteger los productos.
Industria de la celulosa y el papel
La industria de la celulosa y el papel utiliza textiles resistentes al calor en sus procesos. Gracias a la protección frente al calor radiante y a la resistencia a productos químicos agresivos, los tejidos de fibra de vidrio impregnados con PTFE se utilizan con frecuencia como cubiertas.
Las grandes salas de calderas generan una cantidad considerable de vapor para el proceso de secado durante la fabricación de papel y aportan otras ventajas al proceso. Aquí se utilizan mantas desmontables para evitar que el vapor suponga un riesgo para las personas durante el proceso.
Textiles aislantes de alta temperatura
El aislamiento fibroso ha ayudado a separar gran parte de los equipos más robustos y complejos creados por el ser humano.
El objetivo para los próximos años es seguir mejorando las fibras de alta temperatura para que soporten temperaturas elevadas, sean químicamente resistentes y seguras, ya se trate de fibra de seda, hilos de fibra de vidrio, ligamento satén, tejidos cerámicos, etc.
¿Qué más se puede añadir?
Los textiles de alta temperatura, como los tejidos de fibra de vidrio, los tejidos cerámicos reforzados con alambre, los tejidos recubiertos y los productos laminados, tienen hoy una gran demanda. Estos productos ofrecen un alto nivel de resistencia al calor, a las variaciones de temperatura y a fallos en equipos eléctricos.
Los tejidos tratados para altas temperaturas se utilizan en la fabricación de cubiertas aislantes flexibles, revestimientos para conductos, placas de cubierta de generadores, cubiertas para válvulas y bridas, cortinas de soldadura y cubiertas para tubos de escape de motores.
Los tejidos de alta temperatura son adecuados para un rango de 150 °C a 1260 °C. Muchos están fabricados con hilos resistentes al calor y pueden incorporar distintos aditivos y recubrimientos.
Muchos sectores utilizan estos tejidos en sus actividades diarias para proteger maquinaria y personal frente a lesiones relacionadas con el calor. La industria aeroespacial, la defensa, el sector sanitario, la maquinaria móvil, la industria del acero inoxidable y la industria alimentaria utilizan estos tejidos a diario para protegerse frente a fallos repentinos de equipos eléctricos y sobrecargas térmicas.
Estos tejidos también pueden emplearse en sectores que utilizan a diario grandes cantidades de calor para fabricar distintos productos. Los tejidos tratados resistentes al calor pueden mantener el calor fuera del espacio protegido y proteger los objetos que se encuentran en su interior. Son adecuados para su uso en entornos calientes.
