Revista M&M
DISEÑO
Polímeros y su influencia en la evolución del mobiliario Observatorio del Mobiliario del Sena
C
uando se piensa en mobiliario elaborado en plástico, es común que se vengan a la mente muebles tradicionales, sencillos, que cuentan con características como bajo costo, apilabilidad, alta duración y quizás poco valor estético; sin embargo y con el paso del tiempo, los diseñadores de productos e ingenieros se han encargado de demostrar la versatilidad de los polímeros en gran cantidad de aplicaciones.
se pueden reutilizar en su estado final sometiéndolos a otros procesos o maquinados para obtener distintos productos, tienen mejor resistencia que los termoplásticos al impacto, al contacto con solventes, a temperaturas extremas y ofrecen permeabilidad de gases. Gracias a las diversas ventajas en manufactura, diseño, funcionalidad y reciclaje, las tres clasificaciones son utilizadas en el mobiliario; cada una cuenta con propiedades distintas que llevan a que sus usos, aplicaciones y procesamiento sean muy particulares.
En su mayoría, los polímeros son sustancias provenientes del petróleo que, dependiendo de su disposición molecular, dan origen a tres clasificaciones: termoplásticos, termoestables y cauchos.
Los polímeros –que pueden ser naturales, sintéticos o químicos– tienen diversas características tales como color, peso, textura, densidad, resistencia al ambiente, translucidez y acabados que pueden variar según su composición por tal razón existen diferentes tipos.
Los termoplásticos son sustancias que pueden ser procesadas varias veces y cambian de estado sólido a viscoso o fluido tras ser sometidas al calor, lo que facilita su reciclaje y les permite ser re manufacturados en el mismo o diferente producto.
Habitualmente, los polímeros termoplásticos y termoestables son llamados “plásticos” más por el estado de plasticidad que puede tomar el material cuando es sometido a calor, o por su flexibilidad y maleabilidad, que por el material
Los termoestables y cauchos, de otro lado, son sustancias que no permiten segundas fundiciones; sólo
www.revista-mm.com 66
Revista M&M
DISEÑO
• Policarbonato (PC)
Fuente: Observatorio de Mobiliario
Debido a la dificultad de distinguir los polímeros, estas marcas son utilizadas mundialmente para identificar los seis polímeros más comunes.
en sí. La plasticidad permite que el material pueda ser moldeado en diferentes formas y para diversos usos. Los primeros avistamientos de alta funcionalidad, belleza y practicidad en el mobiliario fueron posibles gracias a la aparición de los polímeros. Su historia comienza en los años 60´s con los primeros muebles hechos en serie; sin embargo, hoy las investigaciones apuntan al desarrollo de biopolímeros o polímeros naturales a través de los cuales la industria busca disminuir el impacto ambiental en todos los ciclos de producción y uso.
Los polímeros más utilizados en el Mobiliario Termoplásticos Los polímeros pertenecientes al grupo de los termoplásticos más comunes son: ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), Poliamida (Nylon), Policarbonato (PC), Polietileno (PE), Polimetilmetacrilato (PMMA), Polipropileno (PP), Poliestireno (PS), Poliéster (PET). A continuación se presentan los más utilizados para la manufactura de mobiliario.
• Polipropileno (PP) De bajo costo, ligero y dúctil, tiene baja resistencia, es más rígido y puede moldearse más fácil que el polietileno, también puede usarse en altas temperaturas. Tiene buena transparencia, acepta una gran variedad de colores vívidos, es un material inerte, muy fácil de reciclar y puede llevar en su composición retardantes de llama que hacen que se queme lentamente. Para producir el polipropileno se utilizan procesos energéticamente eficientes; es decir que no requiere del uso de maquinaria especializada, sino que se obtienen mediante reacciones químicas. Este material tiene la característica de no deteriorarse por acción de bacterias y es altamente resistente, ligero y muy flexible.
• Polietileno (PE) Es el primero de los polímeros y se conoce como un material inerte, resistente al agua, a los microorganismos que contienen los alimentos y a las soluciones a base de agua; de allí que se utilice en una gran variedad de productos para el hogar y en la fabricación de contenedores de alimentos. Comercialmente se ofrece en barras, láminas, fibras y espumas. Es rentable y muy fácil de fabricar, moldear y pigmentar.
www.revista-mm.com 67
El policarbonato es un material que tiene las propiedades mecánicas más limitadas del grupo de termoplásticos. Sus componentes le otorgan características tan particulares como transparencia óptica, buena rigidez y tenacidad incluso cuando se somete a altas temperaturas; también es fácil de pigmentar. Los procesos más comunes para su transformación son el termo formado y la extrusión, los cuales resultan ser en ocasiones limitantes para el diseño debido a que no permiten un alto grado de detalle en las formas. Puede ser inyectado en molde –que debe ser casi perfecto para que no se hagan huecos o queden esquinas filosas– cuidando dejar un buen espesor en las paredes para evitar que se pandee. Las exigencias de calidad del molde pueden incrementar los costos de fabricar con policarbonato.
• Polimetilmetacrilato o acrílico (PMMA) Conocido también como acrílico, es un material transparente que se asemeja al vidrio por su resistencia al desgaste y su fragilidad. Es un material duro y rígido fácil de pulir pero sensible a la concentración de tensión, y con baja resistencia a sustancias químicas, solventes o acetonas. Puede ser procesado por fundición, extrusión o termoformado. Es reciclable y no es tóxico.
• Poliamida (Nylon) El nylon es un material fuerte y resistente a altas temperaturas. Es fácil de inyectar, maquinar, terminar y puede ser unido por temperatura, ultrasonido o ciertos tipos de adhesivos. Es utilizado como refuerzo para otros polímeros como por ejemplo el caucho vulcanizado (neumáticos).
Revista M&M
DISEÑO
Sillón ‘Queen of Love’ por Slide. En sus formas, exhibe un estilo característico rococó, elegante, refinado y a su vez irónico por su materialidad y colores. Elaborado en polietileno reciclable, es resistente a la intemperie y fácil de limpiar.
Silla “Washington Skin” de David Adjaye, en nylon reforzado con vidrio. Proceso: Moldeado por inyección. Esta silla simultáneamente es funcional y estructural, en una misma pieza por un lado tiene la suavidad requeridas para el asiento y espaldar y por el reverso cuenta con una retícula geométrica que refuerza su estructura.
“Paisajes Italianos” por Massimo Morozzi. Es un sistema modular de estanterías y separadores de espacios, donde la diversidad de formas, colores traslúcidos y tamaños le permite ajustarse fácilmente a cualquier espacio institucional o doméstico. Los módulos son manufacturados en acrílico moldeado al calor o PMMA, estos encajan entre sí por su lado lateral, permitiendo formar diferentes composiciones, ya sea sobre una pared o en el centro de un espacio determinado. Empresa: Edra.
Silla Louis Ghost de Phillipe Stark, en policarbonato transparente y en varios colores con una línea Luis XV. Louis Ghost es el ejemplo más representativo de lo que puede lograrse con este material mediante su inyección en un molde. Es estable y resistente, a prueba de golpes y agentes atmosféricos, también se pueden apilar hasta seis unidades.
Esta una silla de oficina que ofrece un respaldo dinámico que permite al usuario moverse y estirarse. Inyectado directamente en material “3D inteligente” compuesto de hilos producidos en elastómero (poliamida) que cambian de grosor y tensión a fin de brindar mayor apoyo en la zona de la columna y menor apoyo en las otras partes de la espalda. Además, el diseñador se enfocó en utilizar menos piezas y materiales para disminuir el impacto del medio ambiente.
www.revista-mm.com 68
Revista M&M
DISEÑO
Termoestables Los polímeros pertenecientes al grupo de los termoestables son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Poliéster y el Poliuretano (PU).
• Poliuretano (PU) El poliuretano, material comúnmente conocido como espuma, se presenta de muchas formas en la vida diaria. Es utilizado como aislante para neveras, congeladores, en la construcción y en el mobiliario para tapicería como acolchado de muebles. Las espumas son de bajo costo, fáciles de moldear y tienen un buen rendimiento estructural.
Sillón Blueberry. Diseñador: Carlo Colombo. Proceso: Inyección. Son 220 bolas de espuma de poliuretano a prueba de golpes cubren la estructura en madera del sillón y tiene una cubierta hecha en ABS con acabado brillante, resistente al rayado.
• Poliuretano rígido El poliuretano rígido tiene diferentes modos de aplicación entre los que destacan los artículos de imitación madera, es muy utilizado en la construcción como aislante térmico. Tiene una alta resistencia a la absorción de agua, dificulta el crecimiento de hongos y bacterias. Es altamente resistente y liviano a la vez, por lo tanto su uso en el mobiliario resulta ser bastante conveniente.
• Policloruro de vinilo (PVC) Es uno de los polímeros más usados en ingeniería por su versatilidad y rentabilidad, según los aditivos que se le incorpore, puede ser flexible o rígido, fuerte y duro. En ambas presentaciones, rígido y flexible, puede ser espumado para uso en aplicaciones de tapicería para autos y muebles domésticos. Para el diseño y construcción de mobiliario resulta un material muy práctico ya que su presentación en tubería incluye accesorios que facilitan la obtención de múltiples formas, con otras ventajas adicionales como bajo costo, ligereza y versatilidad. Como aspecto desfavorable se encuentra el poco valor estético que este aporta al diseño de muebles.
Silla y Mesa Referencia “Tarta” Por: Roberto Paoli para Slide. Proceso: Moldeo por Inyección. Elaborada en poliuretano rígido con patas de madera, su forma se caracteriza por la combinación geométrica de módulos hexagonales que se asemejan al caparazón de una tortuga. Da la sensación de ser una silla resistente pero también acogedora y confortable.
Muebles con estructura en tubería de PVC.
www.revista-mm.com 70
Revista M&M
Compuestos Son uno de los grandes desarrollos en el campo de materiales del siglo XX. Los que tienen la más alta rigidez y resistencia están elaborados en fibras continuas de carbón o vidrio que se ubican al interior de capas de resina termoestable como poliéster o epóxica. Las fibras llevan las cargas mecánicas mientras que la matriz del material trasmite las cargas a las fibras, hecho que le da ductilidad y rigidez al objeto.
DISEÑO
Plastic Chair de Charles y Ray Eames. Sus versiones iniciales en los años 40’s fueron elaboradas en resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio. El reto para lograr esta pieza era llegar a una carcasa de asiento de una sola pieza moldeada para adaptarse a los contornos del cuerpo humano. En la actualidad estas sillas las fabrican en polipropileno. Este diseño supuso una nueva tipología de mueble multifuncional, gracias a la versatilidad de la carcasa que puede combinarse con diferentes bases.
• Resina de poliéster y fibra de vidrio Este material se destaca por su moldeabilidad, rigidez, sensación agradable al tacto e idoneidad para los métodos de fabricación industrial. Con la resina de poliéster, que hasta los años 40´s era desconocida en la industria del mueble, sus creadores Charles y Ray Eames lograron diseños ideales para la fabricación en serie.
• Resina Acrílica La resina acrílica tiene excelentes propiedades ópticas, incluso mejores que las de vidrio, resistente a la intemperie, de fácil procesamiento y gracias a estas, es un material elegido por diversas industrias desde el sector automotriz, construcción y mobiliario.
Ventajas y desventajas de los polímeros Las ventajas de los muebles elaborados en materiales polímeros, comparados con los muebles elaborados tradicionalmente en madera o en estructuras metálicas fueron, son y siguen siendo muy altas a razón de su bajo costo, ergonomía, flexibilidad, durabilidad, ausencia de elementos de fijación o ensamble y producción masiva, por mencionar algunas.
Gracias a la implementación del plástico en el desarrollo de mobiliario fue posible adicionar nuevas funciones a los muebles para la optimización de espacios, facilitar el transporte, diseñar elementos livianos y estructurales, mejorar la apilabilidad y obtener una buena resistencia eléctrica. Referente a las desventajas, los polímeros generalmente son sensibles
a la radiación UV y a ambientes extremadamente oxidantes por lo que requieren protección especial; de hecho se ha comprobado que se forman películas de polvo en su superficie al estar en contacto permanente con el sol. Adicional, la familia de los termoestables presenta dificultades para ser procesado y una fragilidad que lo hace altamente quebradizo.
Mesas de Cristal de Saerom Yoon por proceso de superficies pigmentadas luego de ser fundidas. Usando resina acrílica, el diseñador coreano creó una serie de tablas que asemejan estar hechas en cristal. Sus piezas se caracterizan por el gradiente que se logra al pigmentar las superficies y pegarlas luego de ser fundidas.
www.revista-mm.com 71
Revista M&M
DISEÑO
Adicional está también su impacto en el medio ambiente pues, como se mencionó anteriormente, la base para la producción de polímeros es el petróleo, un recurso natural no renovable.
puede aprovechar para usar correctamente los materiales y obtener productos con alta carga emocional y estética, características que diferencian un producto de otro.
Si bien la familia de los termoplásticos produce elementos reciclables y la mayoría son altamente durables y no son tóxicos, estas características dificultan su disposición final pues no se degradan con facilidad y los ha llevado a ser vistos como poco amigables con el medio ambiente. Otro factor asociado a esta visión de los polímeros es el alto consumo energético que requieren para su fabricación y procesamiento.
A continuación se presentan los procesos productivos más utilizados en la elaboración de mobiliario polimérico.
Procesos productivos de los polímeros en mobiliario Los procesos productivos aunque hacen parte de la etapa final del proceso de diseño no son menos importantes en la obtención del objeto o producto. En el proceso, las consideraciones productivas del objeto que se va a crear, requiere del diseñador una visión proyectual en todas las etapas.
• Rotomoldeo El moldeo rotacional o rotomoldeo se utilizaba principalmente en los años 50 en la fabricación de piezas relativamente grandes como tanques de almacenamiento de agua, contenedores, juguetes o maniquís. Conforme pasan los años, en la década de los 80’s se introducen nuevos plásticos como el policarbonato, poliéster y poliamida, que también permitieron utilizar este proceso en la fabricación de muebles. Es un proceso relativamente lento y consiste en depositar el polímero en polvo o viscoso en un molde preferiblemente de aluminio
–favorece la conductividad térmica– , el cual es sometido a calor mientras gira en dos sentidos perpendiculares entre sí, y por medio de la gravedad, se fuerza al material recubrir las superficies del molde. Luego se deja enfriar el molde para crear piezas completamente huecas. Los espesores de la pieza se controlan a partir de la cantidad de material depositado en el molde. Ventajas • Alta resistencia mecánica de los productos. • Las paredes del producto tienen pocos esfuerzos internos pues el material recubre libremente el molde, cosa contraria a lo que sucede en el proceso de inyección. • Alto control dimensional del producto. • Permite realizar cambios en las superficies. • Bajo costo de las herramientas de producción en comparación con el proceso de inyección.
Nuvola es un sillón caracterizado por sus líneas curvas y su estructura de una sola pieza, manufacturado en polietileno moldeado por rotomoldeo, ideal para exteriores por las propiedades del material. Empresa: Zanotta. Diseñador: Noé Duchaufour Lawrance. Proceso: Rotomoldeo.
A fin de lograr, en la realidad, las formas ideadas por el diseñador, es muy importante que éste tenga un conocimiento profundo sobre el comportamiento de los materiales para entenderlos en términos de lo que puede lograr con ellos teniendo en cuenta variables como el tamaño, las dimensiones, las texturas, los colores, los acabados superficiales y sus costos de fabricación. Lo ideal es el logro de un equilibrio entre el conocimiento del proceso productivo y la creatividad del diseñador, de manera que no se afecten ni que una opaque a la otra. Conocer en profundidad los procesos es una ventaja para el diseñador que
www.revista-mm.com 72
Revista M&M
DISEÑO
• Inyección
Plana es una silla producida en polipropileno moldeado por inyección reforzada con vidrio, resistente y versátil. Disponible en varios colores (blanco, negro, beige y verde fluorescente). Por su material es ideal para interiores y exteriores, además puede ser apilada en 10 unidades. De Luca Pevere y Paolo Lucidi. Empresa: Kristalia.
Proceso en el que se introduce material polimérico en forma de granos (pellets) al interior de una máquina la cual somete a calor el material y lo funde hasta que alcanza un estado plástico, al tiempo que lo transporta por medio de un tornillo interno. Luego se inyecta a alta presión dentro de la cavidad de un molde. El proceso de inyección se utiliza principalmente para desarrollar piezas de alta complejidad geométrica. Ventajas • Mejor proceso para manufacturar piezas complejas. • Precisión en detalles y acabados de excelente calidad. • Ideal para producciones de altos volúmenes, preferiblemente superior a 10.000 unidades. • La velocidad de moldeo es alta y puede variar dependiendo del producto a inyectar. • Todos los materiales termoplásticos, termoestables y elastómeros (cauchos) se pueden inyectar.
Proceso de inyección termoplástico
• Permite controlar el acabado superficial por todas las caras del producto. • Se pueden realizar un mismo producto con diferentes materiales, colores y texturas (coinyección). • Permite integrar en el diseño, perforaciones, bisagras tipo film, símbolos, texturas entre otros detalles.
• Termoformado Proceso que consiste en manufacturar un producto tridimensional a partir de una lámina de polímero únicamente termoplástico. El proceso de termoformado –que requiere de un molde macho o hembra dependiendo si el producto es convexo o cóncavo– exige evitar tener esquinas agudas y ángulos rectos, para lograr un buen moldeo y desmoldeo. Luego se posiciona la lámina y se somete a calor por un tiempo determinado hasta que el material se ablanda, posteriormente se somete a una presión de aire positiva, negativa o ambos y finalmente se realiza el desmoldeo de la pieza fría. Ventajas • Los moldes son relativamente simples y de bajo costo. • Para producciones de bajo volumen se utiliza moldes en madera o yeso. Para producciones de alto volumen se utiliza resinas de poliéster y epóxicas, aleaciones de aluminio y poliuretano. • Por su bajo costo es uno de los procesos de manufactura de prototipos plásticos más usados. Proceso de termoformado.
• Permite realizar diversas formas y posibilidades de acabados.
www.revista-mm.com 74
Revista M&M
DISEÑO
• Permite realizar piezas con láminas pre-coloreadas y texturizadas. • Impresión 3D La impresión 3D o la manufactura con adición de material es un proceso de creación de objetos tridimensionales provenientes de modelación en programas digitales paramétricos. Estos se van construyendo mediante la composición de varias capas sucesivas de material que van generando la forma del objeto proyectado en la pantalla. En un principio el proceso de impresión 3D fue muy utilizado para fabricar prototipos de manera eficiente y rentable pero con el pasar del tiempo, sus aplicaciones se han vuelto casi que infinitas. Vale señalar que como consecuencia de los rápidos avances tecnológicos, especialmente en técnicas de manufactura rápida, se vislumbra una tendencia de soluciones alternativas para sistemas de fijación y ensamble de mobiliario llamada “Fixtures”, apoyados por la impresión 3D que se implementaron con el fin de lograr ángulos poco convencionales, agilizar la instalación de elementos y permitir libertad al usuario de configurar el espacio o el mismo mueble según su deseo. Cuando se trata de alternativas para el diseño de mobiliario, son muchas las opciones que se vienen a la mente; sin embargo, son los polímeros los que han revolucionado la industria en general, derribando barreras que pueden surgir en los procesos de diseño. Incontables son los beneficios ofrecidos por este grupo de materiales tanto para diseñadores, fabricantes como el usuario final. Fuentes
Accesorios impresos en polímeros y en 3D para generar uniones prácticas de ensamble de muebles. Manufactura rápida.
- www.kristalia.it - www.zanotta.it - www.urdesignmag.com - www. vitra.com – www.furniture.stepintothedark.com
Diagramas
•
Ashby M. & Johnson K. (2009) Materials and Design “The Art and Science of Material Selection in Product Design”
•
•
Patiño Santa, L. (2005). Metodología para el diseño de objetos plásticos de uso doméstico.
Créditos:
•
Patiño Santa, L. (2012). La silla en primer planos: un objeto por descubrir
•
•
Maomao.(2008). Diseñar con plástico.
Cristina Zuluaga Penagos, Diseñadora Industrial de la Universidad Pontificia Bolivariana, Magister en Mercadeo. Especialista en Diseño de Mobiliario de la Universidad de Buenos Aires, Argentina. Investigadora del Centro Tecnológico del Mobiliario y Coordinadora del Observatorio del Mobiliario Sena, Regional Antioquia. czuluagap@ sena.edu.co
•
Sergio Gómez Arroyave, Ingeniero de diseño de producto y tecnólogo en diseño industrial. Actualmente estudiante de maestría en gestión de la innovación tecnológica, cooperación y desarrollo regional. Docente e investigador, docente en el Instituto Tecnológico Metro-
Imágenes •
www.hermanmiller.com - www.slidedesign.it - cdn.roveconcepts.com - www.stylepark.com - www.solidsmack.com
www.revista-mm.com 75
Observatorio del Mueble del Sena