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Es posible utilizar el término aislante térmico para referirse a cualquier material que posee la capacidad de oponerse al paso del calor. Por su importancia, los aislantes se encuentran en muchas industrias y son una medida efectiva de protección durante un incendio.
¿Qué es un aislante térmico?
Los aislantes térmicos, de acuerdo con la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), son los “materiales que tienen la capacidad de oponerse al paso del calor por conducción, convección y radiación, y se evalúan por su capacidad de aislar térmicamente”.
Para entender mejor el concepto, es conveniente precisar en qué consisten los tres tipos de transmisión de calor:
- Conducción. La transmisión ocurre desde las zonas de alta temperatura hacia las de baja temperatura, entre sólidos contiguos que alcanzan un equilibrio térmico.
- Convección. Este fenómeno ocurre debido a los movimientos en la masa de un fluido.
- Radiación. La transmisión se da por ondas electromagnéticas, no es necesario que exista un contacto entre el emisor y el receptor.
En la composición de estos materiales hay más de un 90% de gas, el cual se encuentra contenido en sólidos que forman pequeños espacios, lo que impide su movimiento.
Este tipo de materiales deben ser “resistentes a la intemperie, presentar resistencia mecánica, formar barreras para el paso del vapor, ser resistentes al fuego y autoextinguibles”, explica la UANL.
La Norma Oficial Mexicana NOM-018-ENER-2011, “Aislantes térmicos para edificaciones. Características y métodos de prueba”, establece las características que deben cumplir los termoaislantes que se colocan en techos, plafones y muros:
- Densidad
- Conductividad térmica
- Permeabilidad al vapor de agua
- Adsorción de humedad y absorción de agua
La UANL también señala que “un edificio se compone de varios elementos estructurales complejos, incluyendo los materiales de aislamiento, que no se consideran una producción independiente de energía o un sistema de conservación, por lo tanto, tienen que ser evaluados como un componente integral de diseño y construcción de un edificio”.
¿Para qué sirve el aislante térmico?
La utilización de los aislantes, se debe, en parte, a que contribuyen a la eficiencia energética, porque son capaces de mantener una temperatura adecuada en los espacios interiores, ya sea de una casa, un área industrial e incluso, en los aviones, que también están hechos de aislantes.
Según la NOM-018-ENER-2011, los materiales, productos, componentes y elementos termoaislantes, en sistemas de techos, plafones y muros, pueden colocarse sobre las estructuras de soporte hechas de concreto, mampostería, madera y metal,
También es posible utilizar un aislante térmico en techos planos e inclinados, en los entrepisos, plafones, muros divisorios, en un doble muro y muros de carga, añade la norma.
En tanto, la UANL señala que los termoaislantes reducen la dependencia de sistemas mecánicos y eléctricos para dar confort a las edificaciones, entre ellos, los equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado. De igual manera, reducen los niveles de ruido que podrían filtrarse desde el exterior.
Importancia de los aislantes térmicos
Los aislantes térmicos son fundamentales en la construcción y en muchas otras aplicaciones debido a su capacidad para reducir la transferencia de calor entre diferentes espacios o superficies. Su importancia radica en varios aspectos clave:
- Eficiencia Energética: Los aislantes térmicos ayudan a mantener temperaturas estables en interiores al reducir la pérdida de calor en invierno y la ganancia de calor en verano. Esto permite un uso más eficiente de la energía para calefacción y refrigeración, lo que se traduce en ahorros significativos en costos de energía a lo largo del tiempo.
- Confort Interior: Mantener una temperatura interior constante y agradable es esencial para el confort de las personas en viviendas, oficinas y otros espacios. Los aislantes térmicos contribuyen a crear ambientes más cómodos y habitables.
- Salud y Bienestar: Un buen aislamiento térmico no solo afecta el confort, sino también la salud y el bienestar de las personas. Ayuda a prevenir problemas relacionados con la exposición a temperaturas extremas, como resfriados en invierno o estrés por calor en verano.
- Reducción de Emisiones de Carbono: Al mejorar la eficiencia energética de los edificios, los aislantes térmicos contribuyen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto tiene un impacto positivo en la lucha contra el cambio climático y la reducción de la huella de carbono.
- Durabilidad de la Construcción: Los aislantes térmicos pueden proteger las estructuras de los cambios extremos de temperatura, la humedad y la condensación. Esto ayuda a prolongar la vida útil de los edificios y reduce la necesidad de reparaciones costosas.
- Cumplimiento Normativo: En muchas regiones, existen regulaciones y estándares de construcción que requieren un cierto nivel de aislamiento térmico en edificios nuevos o en proyectos de renovación. Cumplir con estas normativas es esencial para garantizar la seguridad y la eficiencia energética de las estructuras.
- Reducción del Consumo de Energía: La reducción de la pérdida de calor o el ingreso de calor en un edificio disminuye la carga de calefacción y refrigeración. Esto se traduce en un menor consumo de energía, lo que a su vez reduce la dependencia de fuentes de energía no renovable y la factura energética.
- Resiliencia ante Condiciones Extremas: En áreas propensas a climas extremos, como temperaturas muy frías o muy calurosas, los aislantes térmicos son esenciales para mantener la habitabilidad de los edificios y la seguridad de las personas.
Tipos de aislantes térmicos
Los aislantes se clasifican a partir de su estructura química y física, por lo que es posible dividirlos en tres familias: los orgánicos, los inorgánicos y la combinación de ambos. Sus estructuras también tienen variaciones, pueden ser fibrosas, celulares o granulares.
Poliuretanos
Considerados como plásticos aislantes, los poliuretanos se caracterizan por tener diferentes aplicaciones, que van desde el sector médico hasta la industria automotriz. En el campo de la construcción, se utilizan como aislantes térmicos y acústicos, sobre todo las espumas de poliuretano rígido, en cuya composición hay petróleo y azúcar.
La espuma de poliuretano se considera un aislante orgánico sintético, según lo indica la UANL, puntualizando que la vida útil de dicho material es de aproximadamente 38 años, tiempo en el cual debe ser reemplazado para que continúe aportando un buen aislamiento térmico.
Entre sus características podemos mencionar una rigidez estructural, tiene una buena adherencia en distintas superficies, una baja absorción de humedad y su colocación es relativamente sencilla.
Fibras minerales
Existen diferentes fibras que se utilizan como termoaislantes, las de origen inorgánico (lana de vidrio y de roca), las orgánicas naturales (celulosa, lana de oveja y lana de algodón), así como una combinación de estos dos tipos (lana de madera).
En el caso de la lana de vidrio y la de roca, se comercializan en forma de mantas o paneles; la primera de ellas destaca por ser un aislante térmico ignífugo (protege contra el fuego), y la segunda, tiene una buena capacidad como aislante acústico.
Metales
Otra barrera contra el paso del calor puede ser el metal, en específico el aluminio, que en ciertas condiciones sirve como termoaislante. Para que sea efectivo, tiene que colocarse en varias capas muy delgadas, que se unen con ayuda de láminas plegadas. Cuando se utiliza este material, también es posible impedir el paso del agua y del aire, evitando pérdidas por evaporación.
¿Cuáles son los Aislantes térmicos más usados?
Los aislantes térmicos se utilizan para reducir la transferencia de calor entre dos superficies o áreas con diferentes temperaturas. Los materiales aislantes térmicos más utilizados varían según su aplicación y propiedades, pero algunos de los más comunes incluyen:
- Fibra de vidrio: La fibra de vidrio es un aislante térmico ampliamente utilizado en aplicaciones de construcción. Se encuentra en forma de mantas o rollos y es eficaz para reducir la transferencia de calor en paredes, techos y pisos.
- Lana mineral: Similar a la fibra de vidrio, la lana mineral (hecha de roca o escoria) es otro aislante común en construcción. Se utiliza en forma de mantas o paneles y es resistente al fuego, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
- Poliestireno expandido (EPS): También conocido como poliestireno expandido o corcho blanco, el EPS es un aislante rígido y ligero utilizado en la construcción de paredes, techos y pisos. Es eficaz y tiene un buen valor R (resistencia térmica).
- Poliestireno extruido (XPS): El XPS es otro tipo de poliestireno utilizado como aislante térmico. Es más denso y tiene una mayor resistencia a la humedad en comparación con el EPS, por lo que se utiliza a menudo en aplicaciones donde la humedad es un problema.
- Poliuretano: Los paneles de poliuretano son aislantes de espuma de células cerradas utilizados en construcción y aplicaciones industriales. Ofrecen una excelente resistencia térmica y son eficaces para mantener la temperatura en sistemas de refrigeración y congelación.
- Aislantes naturales: Algunos materiales naturales, como la celulosa, el cáñamo y la lana de oveja, se utilizan como aislantes térmicos en aplicaciones de construcción ecológica. Son biodegradables y tienen buenas propiedades aislantes.
- Espuma de poliisocianurato (PIR): La PIR es una espuma rígida de alta densidad utilizada como aislante térmico en techos y paredes. Tiene una buena resistencia al fuego y al envejecimiento.
- Aerogel: Aunque más costoso, el aerogel es un material extremadamente eficiente en términos de aislamiento térmico. Se utiliza en aplicaciones especiales donde se requiere un alto rendimiento aislante en un espacio limitado.
- Películas reflectantes: Estas películas aislantes reflejan el calor en lugar de absorberlo, lo que las hace útiles en techos y paredes para reducir la ganancia de calor en verano.
La elección del aislante térmico depende de factores como el entorno, el presupuesto, la eficiencia energética deseada y las regulaciones locales. Es importante seleccionar el material adecuado para cada aplicación específica.
Aislantes térmicos, protección pasiva contra incendios
Con el uso de un aislante térmico es posible garantizar la integridad estructural de un edificio, que llega a dañarse por “movimientos térmicos adversos ocasionados por altos cambios de temperatura”, subraya la UANL.
Si se utilizan este tipo de protecciones, se mantienen las fluctuaciones mínimas de temperatura que requieren los inmuebles para asegurar la integridad de su estructura, ante daños como los incendios.
“En caso de incendio algunos aislantes térmicos cuentan con retardante de flama que puede ayudar a retrasar el calor y evitar la propagación de la flama en la edificación”, señala la universidad citada a lo largo de este artículo.
Según la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), los materiales inorgánicos poseen un comportamiento frente al fuego idóneo para su uso en fachadas ventiladas, entre ellos están la lana de vidrio, la lana de roca, la arcilla expandida, el hormigón celular, el aerogel y el vidrio celular.
Esta medida de seguridad que se integra en los inmuebles, forma parte de la protección pasiva contra incendios, entendida como los medios técnicos de detección y alarma que se instalan para vigilar la aparición del fuego, evitando su propagación y el daño a las personas.
Dentro de este tipo de protección se encuentran los elementos constructivos que funcionan como una barrera para impedir el paso de las llamas y el humo, los más conocidos son las puertas cortafuego, que crean zonas seguras para que las personas se resguarden, mientras los equipos de emergencia llegan a rescatarlos.
Actualmente, los aislantes térmicos han cobrado una mayor relevancia porque aportan seguridad a las edificaciones, sobre todo si tomamos en cuenta que un incendio muchas veces no puede evitarse, son accidentes que se originan por fallas ajenas a las personas, por ejemplo, los desastres naturales.
Cuando los inmuebles tienen termoaislantes, como los que contienen las puertas cortafuego, permiten que las personas que los habitan se mantengan en espacios seguros, que favorezcan las evacuaciones de emergencia cuando sean necesarias.
