¿ Cual es el mejor aislante de calor ?

El mejor aislante de calor es aquel que utiliza todos los recursos que le ha dado la naturaleza. Aquí le revelaremos cuales son: 

Aislamiento de calor

Para elegir el mejor aislante de calor, hay que tener en cuenta:

 

  1. Uso de aislantes de calor reflectantes (por ejemplo el aislamiento térmico reflexivo)
  2. Instalación de aislante de calor en base a materiales orgánicos como la celulosa o corcho
  3. Aplicación acabados de los aislantes de calor en colores como el blanco
  4. Aislante de calor de pintura en pinturas térmicas (blancas)

1. El uso de materiales reflectantes

 

Es evidente que al reflejar parte de la energía térmica en un material, si este es aislante de calor es a su vez reflectante, podrá evitar que parte de esa energía entre en la vivienda. El papel del aluminio es un ejemplo interesante para visualizar el poder que tiene a la hora de actuar como aislante de calor. 

Existen sistemas de aislamiento térmico reflexivo como los aislantes reflexivos, algunos de los que contienen también burbujas de aire. Para que estos sistemas funcionen bien, sin embargo es preciso crear una cámara de aire alrededor de estos, es decir unos tabiques interiores hechos por rastreles o similar, y eso es difícil de ejecutar, complica y encarece el sistema. 

Por eso el uso de materiales reflectantes como aislantes de calor apenas está extendido.  

2. El uso de materiales orgánicos como la celulosa o el corcho:

El uso de aislamientos térmicos ecológicos, es decir tipos de aislante térmico orgánicos, en contraste con materiales sintéticos como las lanas minerales, tales como la lana de roca, lana de vidrio, el poliestireno expandido, el poliestireno extruido o la espuma de poliuretano, tienen la ventaja que tienen una altísima capacidad de absorción de calor. 

Por eso, a la hora de elegir un aislante de calor en verano, nuestros materiales favoritos siempre serán orgánicos. Estos aislantes de calor también pueden usarse como aislamiento acústico gracias a que se trata de materiales porosos o fibrosos.

En la física, esa capacidad aislante de calor se mide, contemplando 4 factores determinantes:

  1. La Masa, es decir densidad del material. Los aislantes de calor como la celulosa, como el corcho tienen un masa alta, es decir una densidad medida en kg/m2 elvada.
  2. La capacidad específica de almacenamiento de calor. Esta capacidad específica de aislante de calor se da sobre todo en materiales orgánicos y naturales, como son la celulosa, o el corcho. 
  3. El volumen del aislante de calor (espesor)
  4. La conductividad térmica del aislante de calor (capacidad del material para conducir). La resistencia térmica se obtiene dividiendo espesor / conductividad. Un gran espesor dará lugar a una alta resistencia térmica.
  1. Materiales de construcción, Densidad, Conductividad y Capacidad específica de almacenamiento, Comparativa

Material

Densidad

ρ

[kg/m³] 1)

Conductividad

λ
[W/(m·K)]

Capacidad específica de almacenamiento de calor c

[J/kg·K]

Aire

~1 

0,026

1005

Agua

~1000 

0,556

4183

 

Hormigón

2100

2,100

850

Madera

400

0,410

1900

Aislantes

Fibra de madera

38 – 80

0,038 – 0,055

2000 – 2100

Cáñamo

20 – 150

0,038 – 0,045

840 – 1000

Celulosa

25 – 80

0,037 – 0,045

2100

Lana mineral 

20 – 200

0,034 – 0,045

840 – 1000

EPS

10 – 35

0,033 – 0,040

1500

Si escogemos por ejemplo la celulosa como aislante de calor [sucede lo mismo con  la fibra de madera o el corcho], veremos que el resultado de la multiplicación de los 3 factores determinantes como

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO  C =  Densidad [kg/m3 ] X Coeficiente de Calor Específico J/[Kg*K] x Volumen [m3] , será mucho mayor que si escogiéramos otros materiales o aislantes de calor.  

Existen estudios de la casa isofloc en los que se compara el aislamiento en verano de la celulosa con fibra de vidrio, como resultado el espesor necesario comparable para un aislamiento estival es 5 veces superior en verano en el caso de la fibra de vidrio, comparado con la celulosa. La resistencia al paso del calor de estos materiales es impresionante.

En invierno sin embargo, la capacidad de almacenamiento de calor no tiene relevancia, y las conductividades son muy similares, por lo que aíslan por igual. Aquí no habrá apenas diferencia en términos de ahorro de energía.  

Aislar contra el calor

Diagrama comparativo lana mineral vs celulosa

En este diagrama comparativo podemos observar una sección constructiva de una fachada exterior. Esta pared tiene un revestimiento exterior de 20 mm, un aislamiento y un freno de vapor en el interior unido con una cinta adhesiva, para evitar el paso de vapor de agua al interior del aislante de calor.

El ciclo en rojo, es el ciclo de temperaturas exterior, calor máximo a las 14.00h y su fase mas fría a las 3 de la madrugada. 

El ciclo en azul marca la temperatura que alcanza el aislante en el interior. 

Como se podrá observar la curva de la fibra de vidrio (izquierda) es muy similar a la curva de ciclo en rojo. Tienen un desfase de 3.9 h, conocido también como «inercia térmica».

En la curva de la celulosa (derecha), el desfase es mucho mayor (9,5h). También la temperatura de la celulosa parece estar mucho mas estable. 

Por tanto al usar un aislante de calor como la celulosa, implica tener una inercia térmica mucho mayor, a la vez que la temperatura en el interior de la vivienda se estabiliza.

Finalmente queremos aclarar que estos efectos de inercia térmica de los aislantes de calor solo funcionan bien, si se acompaña por una ventilación nocturna (ventilación de 8.00h a 8.00h) y un cierre hermético de la vivienda de día.  

De esta forma logramos mantener el «fresquito matutino» durante todo el día, hasta que ventilando, permitimos a la celulosa desprenderse del calor acumulado durante el día.

3. Otros efectos de aislamiento hacen que bajen las altas temperaturas 

El aislamiento con elementos reflexivos como puede ser el propio aislante térmico reflexivo, o bien el color de la pintura, como el color blanco, pueden ayudar a que el calor (que no es otra cosa que la radiación electromagnética), se refleje, y así rebote y no sea absorbida por el elemento constructivo.

El color blanco de per se tiene un efecto de baja acumulación de calor, actuando como si fuera un color reflectante. Si pintamos los paramentos de color blanco, contribuiremos a bajar las altas temperaturas en verano en cubiertas y en fachadas.

Las pinturas térmicas no funcionan por interrupción de la conducción, sino por reflexión. Por tanto el efecto físico que aplican no tiene nada que ver con el aislamiento tradicional. 

Funcionan bien para eliminar puentes térmicos y por tanto puede contribuir a bajar las temperaturas en verano. Pero sin duda contribuirán a mejorar la eficiencia energética, aunque sea de manera complementaria.    

 

Aislamiento de calor en una buhardilla no habitada en verano. Mediante proyectado en seco o soplado de celulosa, se consigue mejorar sustancialmente el aislamiento estival, con aislantes de calor.

4. El uso al que está destinado el aislante de calor

No es lo mismo aislar un inmueble contra el calor que proviene del sol, especialmente para ahorrar aire acondicionado, que aislar del calor para otros fines, tal como:

  • Chimeneas
  • Conductos, tuberías
  • Aplicaciones industriales de calorifugado
  • Aplicaciones de protección pasiva  contra incendios

En estos casos, ya no interesa utilizar un aislante de calor orgánico, ya que estos no suelen resistir temperaturas muy superiores a los 100 ºC, con el agravante que se pueden secar y acercarse al punto de autoignición (autoconsumo). 

En los casos de mayores temperaturas o aplicaciones industriales, hace falta usar materiales aislantes de calor alto con la máxima clasificación contra el fuego, A1, como la lana de roca.  Todo ello está regulado en el Código Técnico de Edificación.  

En el caso de las chimeneas, usaremos lana de roca para aislarlas directamente o las cámaras de aire que aislamos próximas. 

La razón es que la lana de roca es el mejor aislante de calor contra las altas temperaturas, ya que no se deforma con altas temperaturas que a veces superan los 500 grados Cº. 

En el caso del aislamiento insuflado, instalaremos unas franjas de lana de roca a cada lado de la chimenea, de esta forma protegeremos el resto de los materiales insuflados de las altas temperaturas de la chimenea. 

También podemos rellenar las cavidades de la chimenea que no entren en contacto con el tiro de la chimenea o sirvan como conducto para el reparto del aire. 

En el caso del aislamiento de conductos y tuberías usaremos coqueras o revestimientos de fibra de vidrio o lana de roca revestidos con una barrera de vapor. 

En este caso partimos de la base de temperaturas mas bajas por lo que podremos escoger también otros materiales. Sin embargo enfatizaremos que sean sostenibles, no tengan el origen en el petróleo y sean reciclados o reciclables.   

En las aplicaciones de calorifugado por ejemplo para calderas, podemos distinguir dos tipos. Los que usan aislamientos flexibles (por ejemplo coquillas de lanas minerales) o los que utilizan sistemas rígidos (por ejemplo espuma de vidrio). 

En el primer caso se puede revestir el aislamiento con chapa, que a su vez, hace de barrera de vapor, y es un material mas adecuado para el mantenimiento, la limpieza, la protección contra rotura del aislamiento, la protección contra el impacto.

También es importante resaltar que en los procesos productivos en industria, se pueden generar altas temperaturas, que con la técnica de calorifugado, hace que no terminen en derroche energético, sino se aprovechen para otros fines o bien mejoren la eficiencia energética del conjunto. 

En fábrica existe el peligro de quemadura, por lo que un buen calorifugado será la principal opción para reducir accidentes al mínimo y velar por la seguridad y salud del personal. 

Finalmente el calorifugado puede ser necesario para conseguir acertar con los objetivos térmicos de la propia producción, ayudando a regular la temperatura que debe darse en cada proceso industrial de forma eficaz.   

La aplicación de lana de roca mezclada con cemento y con agua, se ejecuta para la protección pasiva contra incendios. En este caso, la lana es proyectada con el aglutinante cementoso. 

El objetivo es alargar el tiempo de colapso de una estructura en caso de incendio. En función del espesor que se proyecte, se podrá alargar el tiempo que tarde el potencial incendio en alcanzar una temperatura alta en las estructuras. Así podremos proyectar para una resistencia R30 hasta una resistencia R240 minutos. 

Es el tiempo que se garantiza que la estructura aguantará con el espesor del aislante calculado. El espesor lo determina siempre el arquitecto que ha diseñado la nave o el local. 

Se calcula en función de las caras de la estructura expuestas al fuego, y la relación entre el área de la sección constructiva del acero y la superficie de la envolvente. 

Se calcula el factor de masividad, y con este, entrando en unas tablas específicas del fabricante, se podrá determinar el espesor necesario en función de los minutos de resistencia al fuego requeridos..    

Aisla y Ahorra, S.L c/ Colmenas 14, 28280 Colmenarejo (Madrid)

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