Aislamiento térmico

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Aislamiento térmico es el conjunto de materiales y técnicas de instalación que se aplican a un elemento o a un espacio calientes para minimizar la transmisión de calor hacia otros elementos o espacios no convenientes. También se aplica a la acción y efecto de aislar térmicamente.

Pérdidas de calor a través de las ventanas y de los puentes térmicos de la estructura

Existen muchas situaciones en las que es conveniente reducir el flujo de calor en una dirección determinada. El caso más común es el aislamiento de edificios para minimizar las pérdidas de calor en invierno y las ganancias en verano, aunque existen otros muchos como; el aislamiento de cámaras frigoríficas, de tuberías de distribución de líquidos calientes o fríos, de hornos y calderas y en general de todos aquellos aparatos, elementos o espacios, en los que se utiliza energía y en los que se necesita mejorar la eficiencia en su consumo.

El aislamiento térmico es la primera, más barata y más efectiva medida para el ahorro energético.[1]

Aislantes térmicos[editar]

Los materiales a utilizar son los aislantes térmicos que se caracterizan por su baja conductividad térmica.

Aunque existen muchos aislantes, se pueden simplificar o englobar en tres tipos de materiales:[2]

  • Fibrosos. Se componen de filamentos con partículas pequeñas o de baja densidad. Se colocan como relleno en aberturas o como cobertores en forma de tablas o mantas. Tienen una porosidad muy alta de alrededor del 90%. Se usan, en función de la temperatura; la fibra de vidrio para temperaturas hasta 200ºC, la lana mineral hasta 700ºC y las fibras de alúmina o sílice entre 700 y 1700ºC.
  • Celulares. Son materiales que se conforman en celdas cerradas o abiertas, por lo general formando tableros rígidos o flexibles, aunque también se pueden conformar in situ por proyección o riego. Sus ventajas son; su baja densidad, baja capacidad de calentamiento y resistencia a la compresión aceptable. Los más usados son el poliuretano y el poliestireno expandido.
  • Granulares: Son pequeñas partículas de materiales inorgánicos aglomeradas en formas prefabricadas o utilizadas sueltas, como la perlita y la vermiculita.

Elección del aislante[editar]

A la hora de seleccionar el material, la propiedad principal a tener en cuenta, es la conductividad, pero no hay que olvidar: la densidad, la estabilidad química, la rigidez estructural, la degradación y lógicamente el costo, que son fundamentales para que el material pueda culminar la función para la que se instaló. Muchos materiales pierden entre el 20% y el 5% de su calidad aislante durante el primer año de uso. En los materiales que absorben humedad, aumenta considerablemente su conductividad y pierden, o cuando menos disminuye, su funcionalidad. Los aislantes sueltos pueden apelmazarse. Todo ello hace, que al seleccionar un aislante haya que fijarse atentamente en sus propiedades, las cuales deben de estar reflejadas en la documentación que el fabricante debe, preceptivamente, acompañar al material[3] y que son:

  • Conductividad: expresada en W/(m.K). Tendrá que estar indicada la temperatura para la que es válido el valor de conductividad indicado, ya que ésta es variable con la temperatura. También es variable con la humedad, por lo que se supone que el valor dado se refiere al material seco.
  • Permeabilidad: expresada en g/(m.s.Pa). Algunos materiales pueden incorporar barreras de vapor.
  • Densidad aparente: expresada en kg/m3 . Si el material tiene un espesor fijo, puede indicarse en kg/m2.
  • Capacidad calorífica: No es necesario en caso de transmisión de calor en régimen estacionario, pero es importante para casos de análisis de comportamiento del aislante durante un tiempo.
  • Propiedades mecánicas: resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y coeficiente de dilatación térmica.
  • Absorción de agua: puede expresarse en % de volumen de agua por volumen de material. Es importante, porque la humedad hace variar valores como; la conductividad, la densidad y la capacidad calorífica.
  • Intervalo de temperaturas: Ver si hay degradación de algún tipo a partir de determinadas temperaturas.
  • Comportamiento químico: Con el paso del tiempo pueden liberarse algunos compuestos químicos que pueden ser nocivos en algún aspecto.
  • Estabilidad: Frente al fuego, a los agentes químicos y a los microorganismos.
  • Datos económicos: Tiempo de vida del material, facilidad de instalación, coste unitario. Etc.

A la vista de estas propiedades, se selecciona el más idóneo y se procede al cálculo[4] del espesor óptimo para conseguir la mejor relación costo/ahorro energético.

Aislamiento y edificación[editar]

En el momento presente, dada la situación de la energía en el mundo, el ahorro de energía es una de las preocupaciones principales de cualquier país desarrollado. En España, el consumo de energía se distribuye entre un 25% para el sector industrial, un 39% en transportes y un 36% en agricultura, pesca, alimentación y sector doméstico. El sector doméstico supone un 17% de la energía total consumida, y de él un 68% corresponde a calefacción y Agua caliente sanitaria, lo que supuso 15.015 kTep en el año 2013, o lo que es lo mismo, 175 mil millones de kW.hora.[5]

Un pequeño ahorro en este concepto supone una gran cantidad de energía. De ahí que el Plan Energético Nacional[6] prevea y obligue a una serie de medidas de ahorro, de las cuales, la primera es el aislamiento térmico de los edificios. En este sentido, el Código Técnico de la Edificación, contiene el documento básico DB-HE1[7] en el que se recogen las condiciones y los métodos para limitar la demanda energética[8] del edificio y con ella el consumo energético.[9]

Para ello, la norma establece los valores límite que deben tener las transmitancias[10] de cada cerramiento que forma la envolvente[11] del edificio, en función de la zona climática[12] en la que se asienta el edificio.

Por otra parte, las instalaciones de calefacción, climatización y ACS, están reguladas por el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE),[13] cuya instrucción técnica IT 1 en su apartado 1.2.4.2 sobre aislamiento térmico recoge las características que debe cumplir el aislamiento de tuberías, conductos y aparatos con fluidos calientes, en función de su temperatura, así como remite a la norma UNE-EN-ISO 12441[14] para el cálculo de los correspondientes espesores.


Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. http://idae.electura.es/publicacion/73/guia_practica_energia_rehabilitacion_edificios_aislamiento_mejor_solución
  2. Frank Kreith & Mark S. Bohn.Principios de Transferencia de calor, página 41.
  3. Lluis Jutglar i Banyeras. ‘’Aislamiento térmico’’.página 67
  4. IDAE. Guía técnica de diseño y cálculo del aislamiento térmico de conducciones, aparatos y equipos.http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10540_Diseno_y_calculos_aislamiento_AISLAM_GT3_07_01ee3c15.pdf
  5. Balance de energía final (1990-2013) http://www.idae.es/index.php/idpag.802/relcategoria.1368/relmenu.363/mod.pags/mem.detalle
  6. http://www.minetur.gob.es/energia/planificacion/Paginas/Index.aspx
  7. http://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DccHE.pdf
  8. Demanda energética: energía útil necesaria que tendrían que proporcionar los sistemas técnicos para mantener en el interior del edificio unas condiciones definidas reglamentariamente. se expresa en kW·h/m2.año, considerada la superficie útil de los espacios habitables.
  9. Consumo energético: es la energía necesaria para satisfacer la demanda energética de los servicios de calefacción, refrigeración , ACS y, en edificios de uso distinto al residencial privado, de iluminación.
  10. Transmitancia térmica: Es el flujo de calor, en régimen estacionario, dividido por el área y por la diferencia de temperaturas de los medios situados a cada lado del elemento que se considera
  11. Envolvente térmica: Se compone de los cerramientos del edificio que separan los recintos habitables del ambiente exterior y las particiones interiores (tabiques) que separan los recintos habitables de los no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior.
  12. Zona climática: se definen 12 zonas climáticas en función de las severidades climáticas de invierno (A, B, C, D, E) y verano (1, 2, 3, 4) de la localidad en cuestión. Se excluyen las combinaciones imposibles para la climatología española.
  13. Reglamento de Instalaciones térmicas en los edificios. http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10540_Comentarios_RITE_GT7_07_2200d691.pdf
  14. norma UNE-EN-ISO 12441 sobre:Aislamiento térmico para equipos de edificación e instalaciones industriales. Método de cálculo.

Bibliografía[editar]

  • Frank Kreith & Mark S. Bohn.(2002)Principios de Transferencia de calor. Thomson Editores.isbn 84-9732-061-1
  • Lluis Jutglar i Banyeras.(1998)Aislamiento Térmico.Ediciones Ceac.isbn84-329-6558-8