Elemento aislante de fibras minerales para la construcción naval.

Elemento aislante en forma de una placa (4, 6, 7, 8) o de un fieltro (5) en rollo para laconstrucción naval,

de, fibras minerales ligadas, solubles en un medio fisiológico, enparticular elemento aislante utilizado como protección frente a incendios y/o el calor y/o elruido, presentando la composición de las fibras minerales del elemento aislante una razónmásica alcalino/alcalinotérreo de< 1 y la estructura de fibras del elemento aislante estádeterminada por un diámetro de fibra geométrico medio ≤ 4 μm, un peso por unidad desuperficie de desde 0,8 hasta 4,3 kg/m2 y un porcentaje del aglutinante con respecto a lamasa de fibra del elemento aislante en el intervalo de desde más del 0,5 hasta el 4% enpeso; caracterizado porque la estructura de fibras del elemento aislante está libre deperlas, es decir el porcentaje de las perlas en la estructura de fibras asciende a< 1%.

Elemento aislante de fibras minerales para la construcción naval

La invención se refiere a un elemento aislante de fibras minerales para la construcción naval en particular en forma de una placa o de un fieltro en rollo según las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Un elemento aislante de fibras minerales, que es adecuado para el aislamiento térmico y/o acústico y que con respecto a los elementos aislantes convencionales presenta una composición química mejorada con respecto a la biosolubilidad se da a conocer por ejemplo en el documento US 6.284.684 B1. Los autores tienen como meta combinar entre sí las ventajas de la lana de roca y de vidrio.

El documento WO 95/32925 se refiere a composiciones de fibra de vidrio biodegradables con diámetro de fibra medio inferior a 3 micrómetros. Planteamientos adicionales para una biosolubilidad mejorada de las fibras minerales se dan a conocer en el documento US 6.358.872 B1 y el documento US 5.346.868.

En la construcción naval la protección frente a incendios desempeña un papel fundamental en el revestimiento de paredes y cubiertas con elementos aislantes fundamentalmente en espacios y caminos accesibles al público, mientras que éste no es el caso en la protección frente al calor. Dado que para la protección frente al calor en la construcción naval por regla general no existe ningún reglamento, el armador puede tomar las medidas de protección frente al calor que considere adecuadas. Debido al peso bruto reducido se utiliza a este respecto para la protección frente al calor principalmente lana de vidrio como material aislante del calor y concretamente por ejemplo con densidades aparentes justo por encima de 20 kg/m3 y un valor de cálculo ! de 35 mW/mK correspondiente al grupo de conductividad térmica WLG 035 según DIN 18165 en la obra civil.

Sin embargo, en particular para barcos de pasajeros están prescritos al respecto de la protección frente a incendios normas mundiales por la Organización Marítima Internacional (OMI) . Éstos van desde la clase de resistencia al fuego A15 para paredes divisorias de camarote hasta la clase de resistencia al fuego A60 para rutas de evacuación, la sala de máquinas, la cocina y similares, pudiendo estar prevista la clase de resistencia al fuego A30 para otras zonas del barco de pasajero. Al igual que en otros campos de aplicación, la clase de resistencia al fuego de una construcción de protección frente a incendios se determina exponiendo una sala cerrada en un ensayo de incendio a una temperatura correspondientemente elevada y se mide la duración hasta alcanzar una temperatura límite predeterminada en una sala contigua, separada de la construcción de protección frente a incendios. La clase de resistencia al fuego indica este tiempo como tiempo mínimo en minutos. Es conveniente, referirse como parámetro decisivo para la determinación de los materiales aislantes adecuados en la construcción naval, en la que los grosores de material aislante son muy diferentes, al peso por unidad de superficie, dado que este parámetro representa las dos magnitudes de influencia fundamentales densidad aparente y grosor.

Para construcciones de protección frente a incendios de este tipo con la clase de resistencia al fuego A30 o superior se usa hasta la fecha fundamentalmente lana de roca como material aislante debido a su resistencia a la temperatura. La lana de roca de este tipo se genera habitualmente en un procedimiento de soplado con toberas o con centrifugación externa, por ejemplo el moldeo por centrifugación en cascada. A este respecto se generan fibras relativamente gruesas con un diámetro geométrico medio superior a de 4 a 12 ∀m de longitud relativamente reducida. Debido a la producción se produce además un porcentaje considerable de material no desfibrado en forma de componentes de fibra gruesos, que se encuentran en forma de denominadas “perlas” en el producto en un porcentaje de desde el 10% hasta el 30% y contribuye al peso, pero no al efecto aislante y con ello al efecto de protección frente a incendios.

Con respecto a fieltros, mallas o placas de lana de vidrio, la ventaja de una construcción de protección frente a incendios con lana de roca se encuentra en un mejor comportamiento de protección frente a incendios, por lo que ésta también se utiliza exclusivamente en las clases más altas de resistencia al fuego. A este respecto el material de lana de roca se usa o bien como malla de red metálica pespuntada con un contenido en aglutinante de aproximadamente el 0, 7% en peso (seco con respecto a la masa de fibra) con una densidad aparente de aproximadamente 90 kg/m3

o bien como placa sólida con un contenido en aglutinante de desde aproximadamente el 0, 5 hasta el 2% en peso y una densidad aparente de desde 80 hasta 150 kg/m3. En el caso de las placas, el elevado contenido en aglutinante con una densidad aparente elevada conduce a un aporte absoluto elevado de cantidad de aglutinante. Dado que como aglutinante se usa habitualmente un material orgánico como resina de fenol-formaldehído, con ello resulta un aumento no insignificante de la carga de incendio, que en el ensayo de incendio puede conducir a una salida de llama en el lado “frío” de la construcción de protección frente a incendios, lo que es un criterio de fallo. Sin embargo las mallas de red metálicas pespuntadas por otra parte no pueden utilizarse en todas partes.

Pero sobre todo el uso de lana de roca convencional no es compatible con otros requisitos esenciales en la construcción naval:

Un requisito central en la construcción naval es la minimización del peso, dado que cada peso adicional conduce a un aumento de la resistencia al movimiento y con ello del consumo de combustible. La densidad aparente elevada de productos de lana de roca habituales superior en cada caso a 80 kg/m3 conduce en este sentido a un aumento de peso no deseado debido al elevado volumen de material aislante para el revestimiento de paredes y cubiertas en particular de barcos de pasajeros.

En segundo lugar de los requisitos se encuentra el ahorro del espacio. Dentro del casco del barco con dimensiones predeterminadas se reduce la superficie útil con cada aumento del grosor de pared. Sin embargo, la lana de roca convencional tiene debido a sus fibras gruesas, relativamente cortas, una resistencia a la permeabilidad térmica comparativamente reducida con respecto a la lana de vidrio convencional, de modo que resulta un grosor de pared mayor, para conseguir un efecto aislante igual. Sin embargo este efecto aislante térmico es una de las condiciones previas para la capacidad de resistencia al fuego.

Además existen en un barco en el astillero condiciones espaciales muy estrechas para los operarios. Por este motivo cada grupo de trabajo puede llevar sólo aquel material a bordo, que también vaya a emplearse en una capa determinada y al terminar la capa tiene que volver a llevarse el material no empleado. De esta manera pretende garantizarse que por ejemplo el material aislante de los técnicos de aislamiento no obstaculice demasiado el trabajo paralelo por ejemplo de los electricistas. Dado que en cualquier caso debe evitarse que sobre el final de la capa se acabe el material, debe trabajarse siempre con un exceso, que en primer lugar tiene que transportarse sobre escaleras y pasadizos estrechos al lugar de trabajo en el barco y que al acabar la capa debe transportarse otra vez de vuelta. A este respecto el peso elevado y el volumen elevado de los materiales son muy molestos. A este respecto tiene en particular un efecto desventajoso, que una compresión del material de lana de roca apenas sea posible, dado que sólo presenta una recuperación elástica reducida. Si el material de lana de roca se comprime más intensamente para ahorrar espacio, entonces existe el peligro de que no consiga el grosor de construcción necesario al abrir posteriormente el paquete.

Un problema adicional consiste en la variedad de los materiales para la protección frente a incendios y de aislamiento frente al calor usados para las diferentes clases de resistencia al fuego o aislantes frente al calor que deben incorporarse. Por tanto, tiene que adoptarse para cada tipo de material la precaución logística correspondiente y en el caso de falta de un tipo de material por regla general no puede seguir trabajándose con otro tipo de material aislante. De esto resultan problemas logísticos que no deben pasarse por alto, en particular cuando debe trabajarse bajo presión y en intervalos de tiempo estrechos.

Un problema adicional de los barcos es el montaje en espacios mínimos por encima de la cabeza. Éste es especialmente laborioso con materiales pesados y se ve obstaculizado en el caso del uso de mallas de red metálicas... [Seguir leyendo]

1. Elemento aislante en forma de una placa (4, 6, 7, 8) o de un fieltro (5) en rollo para la construcción naval, de, fibras minerales ligadas, solubles en un medio fisiológico, en particular elemento aislante utilizado como protección frente a incendios y/o el calor y/o el ruido, presentando la composición de las fibras minerales del elemento aislante una razón másica alcalino/alcalinotérreo de < 1 y la estructura de fibras del elemento aislante está determinada por un diámetro de fibra geométrico medio ≤ 4 ∀m, un peso por unidad de superficie de desde 0, 8 hasta 4, 3 kg/m2 y un porcentaje del aglutinante con respecto a la masa de fibra del elemento aislante en el intervalo de desde más del 0, 5 hasta el 4% en peso; caracterizado porque la estructura de fibras del elemento aislante está libre de perlas, es decir el porcentaje de las perlas en la estructura de fibras asciende a < 1%.

2. Elemento aislante según la reivindicación 1, caracterizado porque el aglutinante es un aglutinante orgánico.

3. Elemento aislante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el porcentaje del aglutinante con respecto a la masa de fibra del elemento aislante se encuentra en el intervalo de desde el 0, 5 hasta el 3% en peso, en particular del 0, 5 al 2% en peso.

4. Elemento aislante según la reivindicación 1, en particular para el aislamiento de la cubierta de un barco, caracterizado porque el peso por unidad de superficie en el caso de una clase de resistencia al fuego A15 o similar asciende a desde 0, 8 hasta 1, 4 kg/m2, preferiblemente 1, 2 kg/m2, en el caso de una clase de resistencia al fuego A30 o similar a desde 1, 2 hasta 1, 8 kg/m2, preferiblemente 1, 6 kg/m2, y en el caso de una clase de resistencia al fuego A60 o similar a de 2, 0 a 2, 5 kg/m2, preferiblemente 2, 3 kg/m3.

5. Elemento aislante según la reivindicación 1, en particular para el aislamiento del mamparo de un barco, caracterizado porque el peso por unidad de superficie en el caso de una clase de resistencia al fuego A15 o similar asciende a desde 0, 8 hasta 1, 4 kg/m2, preferiblemente 1, 2 kg/m2, en el caso de una clase de resistencia al fuego A30 o similar a desde 2, 3 hasta 3, 0 kg/m2, preferiblemente 2, 7 kg/m2, y en el caso de una clase de resistencia al fuego A60 o similar a desde 3, 2 hasta 4, 3 kg/m3, preferiblemente 4, 0 kg/m3.

6. Elemento aislante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta un valor de cálculo ! de ≤ 35 mW/mK.

7. Elemento aislante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos aislantes para su empaquetamiento pueden comprimirse hasta a una densidad

aparente superior de 50 kg/m3 al menos en una razón 1:2, en particular hasta a una densidad aparente superior de 30 kg/m3 al menos en una razón 1:3.

8. Elemento aislante en forma de un fieltro en rollo según el preámbulo de la reivindicación 1,

caracterizado porque la composición de la fibra mineral del elemento aislante presenta una razón másica de alcalino/alcalinotérreo de < 1 y porque la estructura de fibras del elemento aislante está determinada por un diámetro de fibra geométrico medio ≤ 4 ∀m, y porque el fieltro en rollo está configurado en forma de una malla metálica pespuntada, cuya temperatura de utilización asciende a > 500ºC a densidades aparentes de entre 45 y

75 kg/m3, en particular entre 55 y 65 kg/m3 y un contenido en aglutinante < 2% en peso, en particular entre el 0, 5 y el 1, 5% en peso.

9. Elemento aislante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras minerales del elemento aislante se producen mediante una centrifugación interna en el procedimiento de cesta de centrifugación con una temperatura en la cesta de centrifugación de al menos 1.100ºC.

10. Elemento aislante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está

configurado como pieza moldeada para el aislamiento general del costillaje del barco. 20

11. Pieza moldeada según la reivindicación 10, caracterizada porque la pieza moldeada presenta un pegado por capas, como una lámina de aluminio o un velo de seda de vidrio, y está dispuesto de tal modo en el costillaje, que lo rodea en una operación de trabajo sin puente térmico.

12. Elemento aislante o pieza moldeada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras minerales del elemento aislante o de la pieza moldeada con respecto a su solubilidad en un medio fisiológico corresponden a los requisitos de la directiva europea 97/69/CE y/o a los requisitos del reglamento de sustancias peligrosas alemán párrafo IV n.º 22.

13. Elemento aislante o pieza moldeada según la reivindicación 12, caracterizado por los siguientes intervalos de la composición química de las fibras minerales en % en peso:

SiO2 39 -55% preferiblemente 39 -52%

Al2O3 16 -27% preferiblemente 16 -26%

CaO 6 -20% preferiblemente 8 -18%

MgO 1 -5% preferiblemente 1 -4, 9%

Na2O 0 -15% preferiblemente 2 -12%

K2O 0 -15% preferiblemente 2 -12%

R2O (Na2O + K2O) 10 -14, 7% preferiblemente 10 -13, 5%

P2O5 0 -3% en particular 0 -2%

Fe2O3 (hierro total) 1, 5 -15% en particular 3, 2 -8%

B2O3 0 -2% preferiblemente 0 -1%

TiO2 0 -2% preferiblemente 0, 4 -1%

Otros 0 -2, 0%