CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LOS MATERIALES AISLANTES PARA LA CONSTRUCCIÓN

por ceo@fortemwinners.com | Ene 16, 2022 | Agencia Comercial

Conceptos básicos sobre los materiales aislantes para la construcción

Las propiedades térmicas de los materiales aislantes y de otros materiales de construcción se conocen y pueden medirse con precisión. Puede calcularse la cantidad de calor transmitido (flujo) a través de cualquier combinación de materiales. No obstante, para poder calcular las pérdidas de calor es necesario conocer determinados términos técnicos y comprender tanto éstos como los factores que intervienen.
Por convención, el sufijo «-idad» se refiere a la propiedad de un material, con independencia de su espesor, y el sufijo «-ancia» se refiere a la propiedad de un cuerpo determinado con un espesor dado.

MODOS DE TRANSMISIÓN DEL CALOR Y TÉRMINOS TÉCNICOS

Es importante conocer el modo en que se produce la transferencia de calor. El calor puede transferirse por conducción, por convección o por radiación, o por una combinación de los tres modos. El calor siempre se mueve de las zonas más calientes a las más frías en busca del equilibrio. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más rápidamente fluye el calor hacia la zona más fría.

Conducción. Es la transmisión de energía calorífica, de molécula a molécula, a través de un material, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Para que el calor se transmita por conducción, deberá haber contacto físico entre partículas y cierta diferencia de temperatura. Así, la conductividad térmica es la medida de la velocidad a la que el flujo de calor pasa de una partícula a otra. La tasa de flujo de calor a través de un material específico estará determinada por la diferencia de temperatura y la conductividad térmica del material.

Convección. Es la transmisión de calor debida al movimiento del aire (o un gas) o un líquido calentado de un lugar a otro, llevando consigo el calor que contiene. La tasa de flujo de calor varía en función de la temperatura del gas o líquido en movimiento y de su caudal.

Radiación. La energía calorífica se transmite en forma de luz, como radiación infrarroja u otro tipo de ondas electromagnéticas. Esta energía emana de un cuerpo caliente y sólo puede transmitirse libremente a través de medios completamente transparentes. La atmósfera, el vidrio y los materiales translúcidos dejan pasar una cantidad significativa de calor radiante, que puede ser absorbido cuando incide en una superficie: por ejemplo, la superficie de la cubierta del barco en un día soleado absorbe calor radiante y se calienta. Es un hecho sobradamente conocido que las superficies de colores claros o brillantes reflejan más calor radiante que las superficies negras u oscuras, por lo que las primeras tardarán más tiempo en calentarse.

DEFINICIONES Y UNIDADES DE MEDIDA

Energía calorífica

Una kilocaloría (1 kcal o 1 000 calorías) es la cantidad de calor (energía) necesaria para aumentar en un grado centígrado (°C) la temperatura de un kilogramo de agua. La unidad de energía en el sistema internacional (SI) es el julio (J). Una kcal corresponde a unos 4,18 kJ (esta equivalencia varía ligeramente en función de la temperatura). Otra unidad de energía es la Btu (British thermal unit o unidad térmica británica). Una Btu equivale aproximadamente a 1 kJ.

Conductividad térmica

Si trabajas en el mundo de la construcción y tienes que manejar materiales estarás muy acostumbrado a verla. La Lambda representa la Conductividad Térmica o lo que es lo mismo, la cantidad de calor que atraviesa un material de espesor e=1m y superficie S=1m2 durante un periodo de tiempo de 1 segundo cuando la diferencia de temperatura es de 1ºC.
En el Código Técnico de la Edificación (CTE) se establece que la Conductividad térmica λ, tiene como unidad de medida W/m.K
λ Lambda nos habla de la capacidad de los materiales de transmitir calor a través del movimiento de sus moléculas. Dependiendo de la estructura de un material, éste transmite más o menos calor.
Por ejemplo, los metales tienen enlaces que facilitan que el calor y el frío viajen a través de él, frente a las lanas minerales, que presentan valores λ bajos.
De esta manera, Lambda nos ayuda a identificar a aquellos materiales con buenas propiedades aislantes, como la lana mineral, un producto idóneo para el aislamiento térmico y acústico. Estos son sólo algunos ejemplos.

En resumen, un material con un valor de conductividad térmica λ alto es un mal aislante o, lo que es lo mismo, cuanto menor sea el valor el material será más aislante. Pero ojo, eso no significa que sea suficiente para conseguir un adecuado aislamiento. Hay que tener en cuenta otros factores como el espesor y los puentes térmicos de los elementos de fijación, sin olvidarnos de la adecuación del aislamiento al sistema constructivo que se está utilizando.

Coeficiente de conductancia térmica «l» (kcal·m-2·h-1·°C-1)

Se identifica mediante la letra griega ë (lambda) y se define como la cantidad de calor (en kcal) conducido en una hora a través de 1 m2 de material, de un espesor de 1 m, cuando la diferencia de temperatura entre los lados del material en condiciones de flujo continuo de calor es de 1 °C. La conductancia térmica se determina experimentalmente y es el parámetro básico de cualquier material aislante. Puede expresarse en unidades del SI, W·m-2·Kelvin (K)-1,, o en Btu·ft-2·h-1·°F-1 (Btu por pie cuadrado, hora y grado Fahrenheit).

Resistividad térmica

La resistividad térmica es la inversa de la conductividad térmica k: (1/k).

Resistencia térmica (R)

Conocidos los conceptos de lambda y conductividad térmica, nos centramos ahora en la resistencia térmica. Su definición dice que nos permite conocer la capacidad aislante de un material.
Si en un aislamiento, con un espesor “d”, dividimos este espesor por la conductividad, se obtiene la resistencia térmica R, que es la capacidad que tiene un aislamiento al paso del flujo de calor.
Un material con un valor de Resistencia Térmica muy alta es un buen aislante. De este modo, con el valor de Resistencia Térmica es posible comparar distintas tipologías de aislamientos y espesores para poder realizar una comparación entre los mismos.

Con estas nociones en la mano podrás elegir siempre el material aislante más adecuado para tu cubierta. Eso sí, no olvides fijarte en el espesor recomendado.

Coeficiente de transmisión de calor (U) (kcal·m-2·h-1·C-1)

El símbolo U designa el coeficiente global de transmisión de calor de cualquier sección de un material simple o compuesto. Las unidades de U en el SI son kcal por metro cuadrado de sección por hora por grado centígrado (de diferencia de temperatura entre el aire interior y el exterior). Puede también expresarse en otros sistemas de unidades. El coeficiente U incluye las resistencias térmicas de ambas caras de las paredes o suelos, así como la resistencia térmica de las capas y espacios de aire que pueda contener la pared o el suelo en su interior.

Permeancia al vapor de agua (pv)

Se define como la cantidad de vapor de agua que atraviesa la unidad de superficie de un material de espesor unitario, cuando la diferencia de presión de vapor de agua entre ambas caras del material es la unidad. Puede expresarse en g·cm·mm Hg-1·m-2·día-1, en el SI, o bien en g·m·MN-1·s-1 (gramos por metro por meganewton por segundo).

Resistencia al vapor de agua (rv)

Es la inversa de la permeancia al vapor de agua y se define como rv = 1/pv.

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