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AISLAMIENTO TERMICO

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Carlos Mariño

on 25 September 2014

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Transcript of AISLAMIENTO TERMICO

AISLAMIENTO TÉRMICO
El es la reducción de los efectos de los diversos procesos de transferencia de calor entre los objetos en contacto térmico o en la gama de influencia radiativo. El aislamiento térmico proporciona un medio para mantener un gradiente de temperatura, proporcionando una región de aislamiento en el que el flujo de calor se reduce o la radiación térmica se refleja en lugar de absorbida.
OBJETIVOS
Minimizar las pérdidas de energía por transferencia de calor hacia o desde el ambiente.

Proteger al personal y a los bienes.

Proteger el ambiente
RAZONES PARA SU UTILIZACIÓN
Seguridad de personas y bienes

Reducción de las pérdidas energéticas

Reducción de la contaminación ambiental

El CO2 y el Efecto Invernadero
MATERIALES AISLANTES
Se define así a aquellos materiales cuya principal característica física es su baja conductividad térmica.

La conductividad térmica es la característica que expresa la mayor o menor dificultad del material para permitir la transferencia de calor.
SELECCIÓN DE UN MATERIAL AISLANTE
La conductividad térmica es bastante parecida entre los materiales aislantes, por lo que no es esta característica la principal diferencia entre ellos.

La diferencia radica en sus características físico - químicas. Por lo que se deben tener en cuenta lo siguiente:
Las contracciones y dilataciones del aislante.

Su resistencia al fuego.

La acción de disolventes y agentes atmosféricos.

Las solicitaciones mecánicas.

Máxima temperatura de empleo.
NORMAS TÉCNICAS QUE DEBEN CUMPLIR
LOS MATERIALES AISLANTES
Todo material aislante debe cumplir ciertos requisitos mínimos para ser considerado como tal, los cuales deben ceñirse a normas técnicas de evaluación elaboradas por entidades especializadas.

Estos requisitos están dirigidos a obtener información acerca de lo siguiente:
• Características dimensionales.

• Densidad.

• Propiedades de transferencia de calor

• Máximas temperaturas de uso.

• Análisis químicos.

• Resistencia al fuego.

• Absorción de agua, etc.
TIPOS DE
MATERIAL AISLANTE
De origen plástico


De origen mineral


De origen vegetal


Otros
POLIESTIRENO EXTRUIDO (XPS)
El poliestireno extruido es una espuma rígida, aislante, de carácter termoplástico y de estructura celular cerrada. Por su naturaleza y características técnicas, aporta a los elementos constructivos donde se incorpora notables beneficios.
La estructura celular totalmente cerrada del poliestireno extruido le proporciona sus excelentes prestaciones frente a la absorción de agua y como aislante térmico. La elevada rigidez de la estructura celular dada por la gran homogeneidad de las celdas proporciona, a su vez, una altísima capacidad de resistencia mecánica.

Son estas tres características las que hacen idóneo al poliestireno extruido cuando se requiera un producto que reúna las siguientes prestaciones: aislamiento térmico, baja absorción de agua, elevada resistencia mecánica
POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS)
Material plástico espumado, derivado del poliestireno.

Por su versatilidad y facilidad de conformado, además de sus excelentes cualidades y propiedades, el poliestireno expandido presenta un amplio abanico de aplicaciones.
En el sector de la construcción es conocido como Icopor y se utiliza como material de aligeramiento y aislamiento térmico.

Puede tener gran variedad de espesores, con densidades que oscilan los 10 y 25 kg/m³ ; aunque esto solo sirven de referencia, pues dependiendo del fabricante estos parámetros pueden ser mayores o menores.
El poliestireno expandido comparte muchas características con el poliestireno extruido, pues su composición química es idéntica: aproximadamente un 95% de poliestireno y un 5% de gas.

La diferencia radica únicamente en el proceso de conformación; pero es una diferencia crucial, ya que el extrusionado produce una estructura de burbuja cerrada, lo que convierte al poliestireno extrusionado en el único aislante térmico capaz de mojarse sin perder sus propiedades. Las diferencias entre el extruido y expandido:

Expandido menos denso
Expandido no va machihembrado
Expandido al tener el poro abierto absorbe la humedad
Expandido menor resistencia mecánica

Por lo tanto el extruido es más utilizado en aislamiento de cubiertas y suelos mientras que el expandido se utiliza para tabiques no para fachadas.
POLIURETANO
Es un producto, cuya composición básica es el petróleo y el azúcar. Permite la formación de una espuma rígida ligera con más del 90 % de las celdas cerradas y con buen coeficiente de conductividad térmica (muy aislante).

Es un material flexible de fibras inorgánicas constituido por un entrelazado de filamentos de materiales pétreos que forman un fieltro que contiene y mantiene el aire en estado inmóvil.

Esta estructura permite conseguir productos muy ligeros con alto nivel de protección y aislamiento térmico, acústica y contra el fuego.
Como características de este producto está la rigidez estructural, la gran adherencias sobre cualquier superficie, amortigua vibraciones, no absorbe humedad ambiental y la relación precio/capacidad aislante es muy buena.

Ha sido el producto más empleado como aislamiento en los últimos años, si bien está sufriendo un descenso en su utilización debido principalmente al alto grado de combustión del mismo que hace que se esté sustituyendo por otros productos como las lanas minerales que, teniendo una capacidad de aislamiento similar, son ignífugos.
LANA DE ROCA
Los paneles de lana de roca están compuestos en un 98 % de roca de origen volcánico (basalto) y un 2% de ligante orgánico.Se obtiene fundiendo la roca a altas temperaturas, sometiéndole a movimiento para fibrarla y aplicando aglomerantes y aceites impermeables del que se obtiene un colchón que es comprimido y dimensionado, transformándolos en paneles, fieltros, mantas, etc.

Los productos de lana de roca no retienen el agua, poseen una estructura no capilar, además de ofrecer una fuerte permeabilidad al vapor de agua y además, gracias a su disposición multidireccional, aporta a los elementos constructivos una notable capacidad de aumentar el nivel de aislamiento acústico.
Ventajas:

Facilidad y rapidez de instalación
Seguridad en caso de incendio (es ignífugo)
Químicamente inerte
No hidrófilo ni higroscópico
Respetuoso con el medio ambiente
Impermeable al agua de lluvia y permeable al vapor de agua permitiendo que el sistema respire.
Sistema incombustible.
Mortero compuesto de lana de roca y cemento blanco, concebido como aislamiento térmico proyectado, sin puentes térmicos, incombustible y de una gran rapidez de aplicación. Concebido con una alta resistencia mecánica, además de sus cualidades como protección al fuego, aporta una excelente absorción acústica. Este producto no es tóxico, no contiene yeso, ni escayola, tampoco contiene cal ni emite gases tóxicos. Material imputrescible.
LANA DE ROCA
PROYECTADA
Se aplica por proyección mediante máquina neumática directamente sobre el soporte a proteger, con temperatura ambiente entre 3º y 50º, sin ningún tipo de operación previa y en espesores de hasta 70mm, sin ningún tipo de refuerzo, para espesores superiores se debe colocar una malla metálica.

Perfecta adherencia sobre cualquier tipo de soporte, que unido a su flexibilidad hacen que sea un revestimiento sin fisuras ni agrietamientos y por su incombustibilidad es un excelente producto para aplicar en naves industriales, fachadas ventiladas,…. Su utilización es adecuada sobre material cerámico, chapa metálica, yesos,…
Es un producto de origen natural, mineral, inorgánico, compuesto por un entrelazado de filamentos de vidrio aglutinados mediante una resina ignífuga. Los paneles de lana de vidrio están compuestos principalmente por arena de sílice y carbonato de calcio y de magnesio que le confiere resistencia a la humedad.

Se obtiene por un proceso similar a la lana de roca (altas temperaturas, movimiento para fibrarla y aceites y resinas para estabilizarla).
LANA DE VIDRIO
Los productos de lana de vidrio no retienen el agua, poseen una estructura de fibras cruzadas desordenadamente y gracias a la porosidad abierta, la lana mineral de vidrio permite que el aire quede ocluido en el interior de sus poros, ofreciendo una escasa conductividad, con la consiguiente capacidad como aislamiento térmico y acústico. Aportando además una total garantía de seguridad frente al fuego.

Se suministra en forma de mantas y paneles, con diferentes recubrimientos o sin ellos, lo que permite todo tipo de usos específicos en edificación residencial e industrial.
CORCHO
Es un material de origen vegetal, de estructura celular, suele presentarse aglomerado y expandido con resinas, en formato placa de diferentes dimensiones, también en sacas triturado para rellenos en cámaras.

Tiene un excelente poder aislante, se trata de un material 100% natural, reciclable y reutilizable, por lo que promueve la construcción sostenible y ecológica.
También llamado panel compuesto, se compone de capas metálicas y materiales de aislamiento (espuma de poliuretano, lana de roca, poliestireno y/u otros).

Se caracteriza por su modularidad, peso ligero, alto grado de prefabricación, propiedad de aislamiento y menor coste de montaje. Es empleado principalmente en paneles de pared y techo para los trasteros, talleres, almacenes…
Con aislamiento ecológico nos queremos referir a productos que además de ofrecer buenos resultados en acústica y térmica, sean sanos, naturales, 100% reciclables, donde todo su análisis de Ciclo de Vida (ACV) sea respetuoso con el medio ambiente.
Aislamiento de papel reciclado:
Fabricado completamente con papel reciclado de periódico, ha sido ya instalado con éxito en más de un millón de hogares en Reino Unido.

Aislamiento de lino de cáñamo:
Usa sobre todo fibra de cáñamo, a la que añade además algo de fibra de carbono para reforzar el conjunto. Actúa como un retardante de la ignición, y como el cáñamo es resistente de forma natural a polillas y escarabajos, no es necesario un tratamiento químico adicional.

Thermafleece:
Aislamiento a base de lana no utilizable en textiles, utilizado en Reino Unido. También otros productos emplean un compuesto basado en fibra de algodón o denim, un textil muy resistente
Las fibras de madera procedentes de restos de madera están aglomeradas con cemento ó magnesita, posteriormente se aglutinan entre sí a presión formando una estructura estable, resistente, compacta y duradera. Los tableros de fibras de madera son combustibles y generalmente resisten mal la presencia de humedad (hinchamientos). Ciertas atmósferas ácidas pueden favorecer el desarrollo de hongos.
FIBRA
DE MADERA
PANELES SANDWICH
ECO-AISLAMIENTO
OTROS
La Transmisión de calor se genera por:

• Conducción
• Convección
• Radiación
CONVECCION:
se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos.

RADIACION:
La emisión continua de energía radiante por un cuerpo se denomina radiación.
Como consecuencia de este fenómeno, dos cuerpos colocados en el vacío que están a diferentes temperaturas alcanzan el equilibrio térmico debido a que el de menor temperatura recibe energía radiante del otro cuerpo de mayor temperatura.

h = hr + hcv

donde:
h = Coeficiente superficial de transmisión de calor.

hr = Parte radiactiva del coef. superficial. Depende de la temperatura, del acabado superficial y de su emisividad .

hcv = Parte convectiva del coef. superficial. Depende de la velocidad del aire, la orientación de la superficie, el tipo de material, la diferencia de temperatura, etc.
VALORES DE U RECOMENDADOS EN FACHADA



VALORES DE U RECOMENDADOS EN SUELOS



VALORES DE U RECOMENDADOS EN CUBIERTAS
El montaje del material aislante se realiza, teniendo en cuenta, entre otros:


-Seleccionando el material aislante y su espesor según las especificaciones prescritas.

-Preparando el material aislante para su aplicación, conforme a las especificaciones de montaje.

-Ubicando el material aislante, sobre la superficie indicada, evitando huecos, puentes térmicos y fallos en las juntas.

-Procediendo a la sujeción del material aislante de acuerdo a las especificaciones del procedimiento de montaje empleado.

-Colocando las juntas de dilatación según las normas y procedimientos establecidos.

-Evitando el deterioro del aislante hasta su total instalación, tomando las medidas establecidas para su protección
Se ha pretendido numerosas veces estandarizar la colocación de los materiales aislantes con sus recubrimientos, como objeto de conseguir mayores rendimientos en las instalaciones industriales, pero siempre se ha tropezado con las siguientes dificultades.

1-Carencia de normalización (o si estas existen, falta de control de aplicación de las mismas)

2-Constantes cariaciones en la obra del proyecto de origen, creando problemas de acopio a los instaladores de aislamiento, asi como improvisando “in situ” soluciones cargadas de puentes térmicos por las premuras de los plazos de entrega

3-Curvas y codos denominados de “fragua”, que al no ir normalizados los radios, obligan al trabajo artesanal en obra
VALOR U: (transmisión técnica) Representa la facilidad de transmitir el calor, se utiliza para expresar el régimen de pérdidas de calor a través de un elemento constructivo de un edificio, como una fachada, una cubierta o una ventana. Una construcción con un valor de U de 1w/m2K perderá 1 watio de energía a través de un área de 1m2 por cada ºC de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Mientras menor sea el valor de U, mejor aislado estará el edificio y tendrá menos perdidas energéticas.

VALOR R: (resistencia térmica) Representa la oposición al paso del calor. Se ve afectado por la conductividad térmica del elemento y su espesor. Cuanto mayor sea el valor de R, mayor será la resistencia (mejore será el efecto aislante). Dado que las propiedades térmicas de los diferentes productos pueden variar, se deberá comprobar con el fabricante el valor de la conductividad térmica. Las unidades utilizadas para la resistencia térmica es el aislamiento térmico, cuenta que la capa que mas incidencia térmica es el aislamiento térmico.
DISEÑO DEL AISLAMIENTO TÉRMICO
Determinación del espesor del aislamiento
Transferencia de calor que se produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido- cuando existe un gradiente de temperatura.

q = (Tsi - Tse).k/d

q = flujo de calor por conducción
Tsi = temperatura interna
Tse = temperatura externa
k = Conductividad térmica del material.
d = Espesor del material.
TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONDUCCIÓN
TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN Y POR RADIACIÓN
La mayor parte de las inversiones en aislamiento tienen carácter económico: limitar las pérdidas de calor en recintos a temperaturas muy diferentes a las ambientales. Por ello es necesario introducir conceptos económicos en la elección adecuada del aislamiento.

Sabemos que:

a. Las pérdidas de energía disminuyen con un aumento de espesor de aislamiento.
b. El aumento de espesor de aislamiento supone un incremento de la inversión para su compra e instalación.

Representando gráficamente éstos conceptos para una unidad específica (p.e. M2 aislado) y para un período de tiempo previsto, se tendrá:

- Inversiones en función del espesor de aislamiento “d”
- Pérdidas energéticas + gastos de mantenimiento para el período considerado, en función de “d”.
TECNICAS GENERALES DE
MONTAJE DE AISLAMIENTO

Existen variedad de técnicas de montaje de aislamiento, cuyas características difieren generalmente en la exigencia de la zona y condiciones climáticas, por lo que siempre es necesario evaluar la conveniencia o no de dichas recomendaciones con la finalidad de no incrementar los costos del aislamiento.
Existen varios tipos de coberturas que son válidas para los diversos tipos de aislamiento. Las coberturas más usadas son:

• Planchas de aluminio.
• Planchas de acero galvanizado.
• Planchas de acero Inoxidable.
• Tela de tocuyo impregnado con un mastic.

Los espesores de las planchas varían desde 0.4mm hasta 1mm dependiendo las exigencias de la zona.
COBERTURAS DEL AISLAMIENTO
TÉRMINOS TÉCNICOS
REFERENCIAS:
http://www.miliarium.com/ATECOS/HTML/Soluciones/Fichas/Aislamiento_con_materiales_de_origen_vegetal.PDF
http://www.gerdipac.com.pe/Que%20es%20el%20Aislamiento%20Termico.pdf
http://www.ahorroenergia.org.mx/web/images/stories/PDF/01%20primer%20mdulo%20-%20aislamiento%20trmico.pdf
http://catalogs.indiamart.com/products/thermal-insulator.html
http://www.aipex.es/panel/uploads/descargas/cat_xpsESP.pdf
¡GRACIAS!
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