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CONSTRUCCIÓN CON ACERO LIVIANO: 9.2 AISLACIÓN TÉRMICA

09/09/20013 | El propósito básico de la aislación térmica en un edificio es controlar las pérdidas de calor en invierno y las ganancias de calor en verano. Este concepto puede reducir drásticamente la cantidad de energía requerida para acondicionar los edificios respetando los parámetros de confort de las personas que lo habitan.
Obviamente esto también repercute en el dimensionamiento de los equipos de acondicionamiento, reflejándose en la reducción de los costos y en la disminución de la contaminación ambiental.

Realizar un Balance Térmico nos dará pautas para la correcta elección de los materiales a utilizar. Así mismo, la correcta ubicación e instalación de los mismos contribuirá a obtener la mejor ecuación respecto de los conceptos anteriormente mencionados.

En cualquier instante, un edificio tiene simultáneamente ganancias y pérdidas de calor. Las ganancias de energía solar se producen principalmente a través de la cubierta, paramentos y aberturas. Cuando está más frío el exterior, se invierte el proceso, y las ventanas, paredes, techos y pisos son lugares de pérdidas de calor, que se completan con las infiltraciones de aire y pérdidas por Ia envolvente del edificio.

Al acondicionar térmicamente una vivienda, aumenta la diferencia de temperatura entre el ambiente interior y el exterior, produciéndose transmisión de calor desde el ambiente más caliente hacia el ambiente más frío, de dos formas distintas:

  • A través de las paredes, techos, y suelos no aislados.
  • Por renovación del aire (ventilación e infiltración a través de las rendijas de puertas, ventanas, etc).

· Modos de transmisión del calor
Cuando una pared opaca y homogénea se coloca entre dos ambientes a diferente temperatura, se produce una transferencia de calor de la cara caliente a la cara fría.
Dicha transmisión se produce en varias fases:

  1. Del aire interior (ambiente más caliente/invierno) a la cara interna de la pared.
  2. A través de la pared.
  3. De la cara externa de la pared al aire exterior (ambiente más frío/ invierno).

La transmisión a través de Ia fase 2 se produce por conducción y en las fases 1 y 3,
por convección y radiación.

· Régimen Estacionario del Flujo de Calor (Valor R)
El Coeficiente de Resistencia Térmica, o valor-R, indica la oposición al paso de flujos calóricos por efecto de un grado de diferencia de temperatura a ambos lados de un material, por unidad de superficie y durante una unidad de tiempo:

R= e/l

Donde:

  • “e” = espesor del material al cual se le está midiendo su valor R
  •   l = Coeficiente de Conductividad Térmica característico de ese material, incluyendo la densidad del mismo, cuyas unidades son (kcal/ mhºC).

Por lo tanto, y de acuerdo a la definición anterior, las unidades en que se mide el valor R son (m2hºC/kcal) y mientras mayor sea su valor, mayor es la capacidad de aislación térmica del material.
El valor-R no indica la “resistencia R total” de la pared o del techo, sino que es la resistencia térmica del material .Combinándose varias capas de valor-R distinto, la Resistencia total (Rt) de dicha configuración será la suma del valor-R de cada una de las capas. Entre las capas mencionadas se incluyen las cámaras de aire, las terminaciones y las capas límite de aire exterior e interior.
Sin embargo, la resistencia real de la pared o techo puede ser inferior cuando existen elementos de metal en la conformación del componente. En otros términos, estos elementos constituyen puentes térmicosque disminuyen la resistencia al paso del flujo de calor.
La densidad es un factor intrínseco a cada material, incluido en el Coeficiente de Conductividad Térmica l, siendo que una mayor densidad implica una mayor resistencia al paso del calor.

9.2.1 Materiales y Características
Existen distintos tipo de materiales que, dadas sus características, son aptos para la aislación térmica. Los más comúnmente utilizados son los siguientes:

  • Poliestireno Expandido (EPS)
  • Lana de Vidrio en Rollo
  • Lana de Vidrio Proyectable
  • Espumas Celulósicas Proyectables
  • Espumas Poliuretánicas Proyectables

Cada uno de estos materiales posee ventajas y desventajas distintas respecto de los otros, diferenciándose a partir de ello en el tipo de uso y aplicación.
El valor-R y la densidad del material a adoptar para cada aplicación específica estará determinado en función del Balance Térmico.

· Poliestireno Expandido

La base del Poliestireno es el estireno, un Iíquido cuyas moléculas se polimerizan, dando origen a las macromoléculas de poliestireno. El estireno se mezcla íntimamente con agua y un agente de expansión.

  • Conductividad Térmica: El poliestireno expandido, contiene hasta un 98,5% de su volumen en aire, por lo tanto siendo que la densidad de la espuma es muy baja tiene muy poco peso. El aire en reposo dentro de las células cerradas es resistente al flujo del calor. Ello, junto a la baja conductividad térmica del material básico, da un coeficiente de conductividad térmica muy bajo para el conjunto.
  • Efectos de la humedad: Dada su estructura celular cerradas el poliestireno expandido absorbe solo cantidades minúsculas de agua Iíquida y posee una elevada resistencia a la difusión de vapor de agua. Dicha resistencia disminuye la posibilidad de daños debidos a la condensación intersticial de vapor de agua, bajo condiciones normales.
  • Comportamiento ante el Fuego: El poliestireno expandido estacionado no puede ser inflamado por chispas o escorias candentes. Solamente llamas ajenas al material en sí, y aplicadas sobre el mismo, pueden llegar a encenderlo.

El aire contenido en la estructura celular del poliestireno expandido no posee suficiente oxígeno para Ia combustión, siquiera incompleta del material ya que para ello Ia necesidad de aire es 130 veces mayor, en volumen, que el que ocupa el material. Ello significa que no puede haber combustión del material, cuando eI mismo se halla protegido por un elemento constructivo, como la placa exterior de roca de yeso, que impida Ia llegada de oxígeno,
aun cuando una llama externa (por ejemplo un cortocircuito) sea aplicada al mismo.

  • Absorción Acústica
  • Tipologías utilizadas habitualmente:
  • Poliestireno Expandible Standard: Tipo básico utilizando en todas las ramas de Ia construcción.
  • Poliestireno Expandible Difícilmente Inflamable: También denominado “autoextinguible”. Responde a materia prima para material clasificado como “difícilmente inflamable” según normas DIN 4102 o como RE2 de “muy baja propagación superficial de llamas” según normas IRAM 11575-1. Las planchas con bajo peso específico aparente (15/20 kg/m3), tienen menor resistencia a la compresión y se emplean preferentemente en casos de solicitaciones pequeñas, por ejemplo, bajo techos o cubiertas y entre elementos constructivos diversos. En casos de mayores solicitaciones, sobre todo en la aislación térmica de techos pIanos, se deben emplear las densidades de 20 y 25kg/m3.

· Lana de Vidrio
La lana de vidrio está compuesta básicamente por arena y vidrio mezclados con
un proceso especial de modo de obtener fibras tipo lanosas.

  • Conductividad Térmica: Las pequeñas bolsas de aire atrapadas en la lana de vidrio, resisten el paso del calor, la pérdida de calor en el invierno y el ingres de calor en el verano.
  • Efectos de la Humedad: La aislación perderá su capacidad aislante o valor-R cuando se moje. La lana de vidrio no es un material absorbente, por lo tanto en caso de verse expuesta a la humedad, no retendrá el agua. Se secará manteniendo su valor-R, siempre que recupere el espesor requerido por el diseño.
  • Comportamiento ante el Fuego: La lana de vidrio en si misma es inorgánica, y por lo tanto, incombustible. Sin embargo, la mayoría de los revestimientos que funcionan como barrera de vapor son inflamables. Por esta razón, se deberá evitar la exposición de aislantes con revestimiento, siendo necesaria la colocación de un material de terminación no inflamable inmediatamente después de la instalación.de la aislación (placa de yeso).
  • Absorción Acústica.
  • Tipologías utilizadas habitualmente: Lana de Vidrio Inyectada: aplicada en forma de espuma mediante un mecanismo que mezcla las fibras aislantes comunes con aire comprimido y un adhesivo para crear una crema espuma. Las burbujas actúan primero como transporte y luego encapsulan la fibra. Una vez secas, éstas adhieren entre sí a su entorno, constituyendo una superficie aislante hecha a medida.
  • Lana de Vidrio en rollo: Los rollos de lana de vidrio pueden incluir una membrana que cumple la función de barrera de vapor. Dicha membrana puede ser de papel kraft o de aluminio, y su propósito es resistir el movimiento de la humedad hacia superficies frías donde pudiera condensarse.

· Espumas Celulósicas Proyectadas (ACP)
Está compuesta por fibras de celulosa con tratamiento ignífugo combinados con un adhesivo especial. Es un material autoportante que, al combinarse con agua y adhesivo, se adhiere firmemente a la superficie proyectada requiriendo aproximadamente 48 horas de espera para que el producto este completamente seco.
Entre las principales características de la ACP está su forma de aplicación proyectada, que le permite mediante un proceso rápido y seguro cubrir el 100% de la superficie a aislar sin cortes, hasta en lugares difíciles de acceder como rincones, etc. Cumple con las normas ASTM de los Estados Unidos certificado por UL Underwriters Laboratories.

  • Conductividad Térmica:Su estructura es de celdas cerradas que no dejan pasar el aire y su método de aplicación proyectada garantiza el cubrimiento del 100% de la superficie. Térmicamente trabaja no solo en conducción, sino también en radiación y en convección. Tiene una gran densidad, que varía según la distancia de proyectado.
  • Efectos de la Humedad: Actúa como control de condensación. En la mayoría de los casos, no requiere una barrera de vapor adicional.
  • Comportamiento ante el Fuego: La celulosa es un material orgánico derivado de la madera con agregados químicos, tales como el Bórax, que lo convierten desde el momento mismo de su fabricación en un material resistente al fuego. Sus celdas cerradas evitan el paso del aire y la oxigenación del fuego, impidiendo así que los muros y/o techos aislados se conviertan en un conducto por el cual se efectúe la propagación del fuego. La ACP es considerada como material “CLASE 1”. Para que se pueda calificar así debe, según las normas ASTM E-84, tener un desarrollo de llamamenor. La celulosa tiene un desarrollo de llama de sólo 10 y su desarrollo de humo es nulo.
  • Absorción Acústica
  • Tipologías utilizadas habitualmente: Su aplicación puede ser “a la vista”, “no a la vista” o en el interior de tabiques. Se puede aplicar sobre cualquier superficie limpia, nueva o existente, que pueda ser pintada con pintura látex.