AISLANTES TÉRMICOS

Un aislante térmico es un material usado en la construcción y en la industria, caracterizado por su alta resistencia térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en temperatura, impidiendo que el calor traspase los separadores del sistema que interesa (como una vivienda o una nevera) con el ambiente que lo rodea.

En general, todos los materiales ofrecen resistencia al paso del calor, es decir, son aislantes térmicos. La diferencia es que de los que se trata tienen una resistencia muy grande, de modo, que espesores pequeños de material presentan una resistencia suficiente al uso que quiere dársele. El nombre más correcto de estos sería aislante térmico específico. Se considera que son aislantes térmicos específicos aquellos que tiene una conductividad térmica, λ < 0,08 W/m·ºC.

Uno de los mejores aislantes térmicos es el vacío, en el que el calor sólo se trasmite por radiación, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza mayoritariamente aire con baja humedad, que impide el paso del calor por conducción, gracias a su baja conductividad térmica, y por radiación, gracias a un bajo coeficiente de absorción.

El aire transmite calor por convección, lo que reduce su capacidad de aislamiento. Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas. Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de poro cerrado —formados por burbujas no comunicadas entre sí, como en el caso del poliuretano proyectado—, el gas utilizado como agente espumante es el que queda finalmente encerrado. También es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido.

Materiales Aislantes Térmicos

Aluminio:

Aunque el aluminio es un metal de alta conductividad térmica (λ= 204 W/m·ºC), puede utilizarse como aislante en ciertas condiciones. Los aislantes de alumino consisten en varias capas delgadas unidas por otras láminas plegadas formando algo parecido al cartón aligerado. Las pérdidas térmicas pueden ser por cambio de estado (evaporación), por contacto (o convección) o por radiación (que crece con la cuarta potencia de la diferencia de temperaturas), logrando el aluminio reflejar, y así reducir, en un 97% las pérdidas por radiación térmica (tanto para enfriar protegiendo del sol, como ante el frío, para conservar el calor interior), siendo esta propiedad independiente del espesor de la capa de aluminio. Además el aluminio ofrece otra ventaja, al ser totalmente estanco/impermeable, e impedir el paso de agua y aire, bloqueando así las pérdidas por evaporación. El plegado de las láminas se encarga de limitar la convección.

Corcho:

Es el material empleado más antiguamente para aislar. Normalmente se usa en forma de aglomerados, formando paneles. Habitualmente, estos paneles se fabrican a partir de corcho triturado y hervido a altas temperaturas. En general, no es necesario añadir ningún aglomerante para compactar los paneles.

Su contenido en agua es inferior al 8%, y está compuesto en un 45% por suberina. Estas dos condiciones hacen que sea un producto imputrescible, al que no hay que tratar para protegerlo de hongos o microorganismos, al contrario que la madera.

Otra ventaja respecto a otros materiales aislantes es la elevada inercia térmica que presenta. Esta característica lo convierte en un material idóneo para sistemas de aislamiento térmico por el exterior S.A.T.E.

El 53% de la producción mundial de corcho se realiza en Portugal, y el 32% en España.

Algodón:

Se trata de papel de una manta de algodón.

• Densidad: 25-40 kg/m³ (lana soplada), 20-60 kg/m³ (lana en manta)
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,04 W/(m·K)
• μ - 1 a 2 MN·s/g·m
• c (calor específico) aproximadamente 840 J/(kg·K)

Lino:

• Densidad: 40-50 kg/m³ (materia prima), 20-40 kg/m³ (en manta)
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,04-0,05 W/(m·K)
• μ - 1 a 2 MN·s/g·m
• c (calor específico) aproximadamente 1500 J/(kg·K)

Celulosa:

Se trata de papel de periódico reciclado molido, al que se le han añadido unas sales de borax, para darle propiedades ignífugas, insecticidas y antifúngicas.

Se insufla en las cámaras o se proyecta en húmedo. Es un potente aislante estival e invernal, y tiene también propiedades de aislamiento acústico. Su mayor ventaja es que se comporta como la madera, equilibrando puntas de temperaturas a la vez que tiene una gran capacidad térmica de almacenamiento, se comporta de forma anticíclica durante 12 horas, manteniendo así el frescor matutino en verano durante las tardes. En invierno protege contra el frío de forma similar a como lo hace la madera.

• Densidad: 30-60 kg/m³ (o según otras fuentes, de 25 a 90 kg/m³)
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,039 W/(m·K)
• μ - 1 a 2 MN·s/g·m
• c (calor específico) aproximadamente 1900 J/(kg·K)

Paja:

• Densidad: 80 a 600 kg/m³
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,045-0,13 W/(m·K)
• mu - 1 a 10 (prensado de 35 a 40)
• c (calor específico) aproximadamente - J/(kg·K)

Lana de roca:

La lana de roca es un material aislante térmico, incombustible e imputrescible. Este material se diferencia de otros aislantes en que es un material resistente al fuego, con un punto de fusión superior a los 1200°C.

Las principales aplicaciones son el aislamiento de cubierta, tanto inclinada como plana (cubierta europea convencional, con lámina impermeabilizante autoprotegida), fachadas ventiladas, fachadas monocapa, fachadas por el interior, particiones interiores, suelos acústicos y aislamiento de forjados. Cuando se tiene un techo de teja con machihembrado, se utiliza un fieltro sin revestimiento o bien otro con un papel kraft en una cara, lo que favorece la colocación. Además, se utiliza para la protección pasiva tanto de estructuras, como de instalaciones y penetraciones.

La lana de roca se comercializa en paneles rígidos o semirígidos, fieltros, mantas armadas y coquillas. También es un excelente material para aislamiento acústico en construcción liviana, para suelos, techos y paredes interiores.

• Densidad: 30-160 kg/m³. Según EN 13162, en fibra de 20 a 150, en piedra de 25 a 220.
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,034 a 0,041 W/(m·K). Según EN 13162, 0,035 a 0,05
• μ = 9 MN·s/g·m
• c (calor específico) aproximadamente 840 J/(kg·K)

Paneles rígidos:

Se trata de paneles aglomerados con alguna resina epoxídica, que da una cierta rigidez al aislante. Sirve para elementos constructivos verticales y horizontales por la parte inferior, a cambio de tener un coeficiente de conductividad ligeramente inferior al de la manta.

Lana de vidrio:

Cuando se tiene un techo de tejas con un machihembrado y se lo desea aislar con lana de vidrio se debe usar un producto para tal fin, que es una lana de vidrio en paneles con mayor densidad, hidrófugo e higroscópico. Cuando se tiene un techo de chapa, la línea de producto que se debe utilizar es el trasdosado con una hoja de aluminio reforzado en una cara para que actúe de resistencia mecánica, como barrera de vapor y como material reflectivo. Como en el caso anterior se vende en forma de manta, de paneles aglomerados y coquillas de aislamiento de tuberías.

• Coeficiente de conductividad térmica lana vidrio: 0,032 W/(m·ºK) a 0,044 W/(m·ºK)

Poliestireno expandido (EPS):

El material de espuma de poliestireno es un aislante derivado del petróleo y del gas natural, de los que se obtiene el polímero plástico estireno en forma de gránulos. Para construir un bloque se incorpora en un recipiente metálico una cierta cantidad del material que tiene relación con la densidad final del mismo y se inyecta vapor de agua que expande los gránulos hasta formar el bloque. Este se corta en placas del espesor deseado para su comercialización mediante un alambre metálico caliente.

Debido a su combustibilidad se le incorporan retardantes de llama, y se le denomina Difícilmente Inflamable.

• Posee un buen comportamiento térmico en densidades que van de 12 kg/m³ a 30 kg/m³
• Tiene un coeficiente de conductividad de 0,034 a 0,045 W/(m·K), que depende de la densidad (por regla general, a mayor densidad menor coeficiente de conductividad)
• μ de 140 a 250 MN·s/g·m según densidad
• Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se debe proteger de la luz del sol
• Posee una alta resistencia a la absorción de agua
• No forma llama ya que al quemarse se sublima
• Coeficiente de conductividad térmica: 0,040 a 0,045 W/(m·K)

Aerogel:

Como aislante térmico, el aerogel se presenta en mantas flexibles (rango de servicio: -40ºC a 650ºC o -270ºC a 90ºC). Solo se presenta en espesores de 5 mm y 10 mm. Tiene propiedades mecánicas grandes para el rendimiento que ofrece, es hidrófobo (repele la humedad), es permeable (deja pasar el aire/vapor), previene la corrosión bajo el aislamiento, es ignífugo (no se incendia) y es sumamente resistente al trato duro (pisotones, golpes, etcétera). Su instalación es intuitiva como sencilla, el material se puede cortar con tijeras o cutters, disminuyendo el tiempo y los costos de mano de obra excesivos.

• Densidad: 0,020 g/cm³ (Aerogel monolítico), de 0,13 g/cm³ a 0,18 g/cm³ (Aerogel en manta flexible)

Propiedades del Aislante Térmico