MARCO TEORICO INTRODUCCIONUnaislante trmicoes unmaterialusado en laconstrucciny en laindustria, caracterizado por su altaresistencia trmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderan a igualarse en temperatura, impidiendo que el calor traspase los separadores del sistema que interesa (como unaviviendao unanevera) con el ambiente que lo rodea.En general, todos los materiales ofrecen resistencia al paso del calor, es decir, sonaislantes trmicos. La diferencia es que de los que se trata tienen una resistencia muy grande, de modo, que espesores pequeos de material presentan una resistencia suficiente al uso que quiere drsele. El nombre ms correcto de estos seraaislante trmico especfico. Se considera que son aislantes trmicos especficos aquellos que tiene unaconductividad trmica, < 0,08 W/mC.Uno de los mejores aislantes trmicos es elvaco, en el que el calor slo se trasmite porradiacin, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vaco se emplea en muy pocas ocasiones. En la prctica se utiliza mayoritariamenteairecon bajahumedad, que impide el paso del calor por conduccin, gracias a su bajaconductividad trmica, y por radiacin, gracias a un bajo coeficiente de absorcin.El aire transmite calor porconveccin, lo que reduce su capacidad de aislamiento. Por esta razn se utilizan como aislamiento trmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas ms o menos estancas. Aunque en la mayora de los casos el gas encerrado es aire comn, en aislantes de poro cerrado formados por burbujas no comunicadas entre s, como en el caso del poliuretano proyectado, el gas utilizado comoagente espumantees el que queda finalmente encerrado. Tambin es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo est muy poco extendido

1. Cuantificacin de sus propiedadesLa cuantificacin de las propiedades de un aislante es compleja, ya que cada material reacciona de manera diferente ante las diferentes trasmisiones del calor:radiacin,conveccin,conduccin,calor latente/calor sensibley tambin segn la temperatura a la que se encuentre.Para comparar materiales y realizar clculos se utiliza habitualmente elcoeficiente de conductividad trmica, que mide nicamente laconduccin. Para que la comparacin del coeficiente de dos materiales sea correcta, este debe ser medido a la mismatemperaturaen ambos.2. Familias de materiales aislantes trmicos legalmente vlidos en Europa Lana mineral(lana de roca), segn la norma EN 13162 Poliestireno expandido, segn la norma EN 13163 Poliestireno extruido, segn la norma EN 13164 Espuma de poliuretano, de acuerdo con la norma EN 13165 Espuma de resina fenlica, de acuerdo con la norma EN 13 166 Espuma de vidrio (lana de vidrio), segn la norma EN 13 167 Losas de lana de madera, segn la norma EN 13168 (Holzwolle-Leichtbauplatte) Placas deperlitaexpandida de acuerdo con la norma EN 13169 Corchoexpandido segn EN 13170 Fibras de la madera segn la norma EN 13171 (Wood wool).Otros materiales deben obtener una aprobacin especial del pas en concreto, o de la Organizacin Europea para las Aprobaciones Tcnicas EOTA (European Organization for Technicals Approvals), situada en Bruselas (www.eota.be).Para el comportamiento ante incendios de los materiales, se sigue la normativa EN 13501.

3. Materiales aislantes trmicosExisten muchos tipos de aislante trmico, alguno de los cuales se ha abandonado a lo largo de la historia. son materiales usados que se caracterizan por su alta resistencia termicaAluminioAunque el aluminio es un metal de altaconductividad trmica(= 204 W/mC), puede utilizarse como aislante en ciertas condiciones. Los aislantes de aluminio consisten en varias capas delgadas unidas por otras lminas plegadas formando algo parecido al cartn aligerado. Las prdidas trmicas pueden ser por cambio de estado (evaporacin), por contacto (oconveccin) o porradiacin(que crece con la cuarta potencia de la diferencia de temperaturas), logrando el aluminio reflejar, y as reducir, en un 97% las prdidas por radiacin trmica (tanto para enfriar protegiendo del sol, como ante el fro, para conservar el calor interior), siendo esta propiedad independiente del espesor de la capa de aluminio. Adems el aluminio ofrece otra ventaja, al ser totalmente estanco/impermeable, e impedir el paso de agua y aire, bloqueando as las prdidas por evaporacin. El plegado de las lminas se encarga de limitar la conveccin.CorchoEs el material empleado ms antiguamente para aislar. Procede de la corteza delalcornoque. Normalmente se usa en forma de aglomerados, formandopaneles. Habitualmente, estos paneles se fabrican a partir de corcho triturado y hervido a altas temperaturas. En general, no es necesario aadir ningn aglomerante para compactar los paneles.Su contenido en agua es inferior al 8%, y est compuesto en un 45% por suberina. Estas dos condiciones hacen que sea un producto imputrescible, al que no hay que tratar para protegerlo dehongosomicroorganismos, al contrario que la madera.Otra ventaja respecto a otros materiales aislantes es la elevada inercia trmica que presenta. Esta caracterstica lo convierte en un material idneo para sistemas de aislamiento trmico por el exterior.El 53% de la produccin mundial de corcho procede dePortugal, y el 32% deEspaa.Opciones de uso segn DIN 4108-10. Densidad: 110kg/m normal, 100-160 (en placa), 65-150 (del rbol) Coeficiente de conductividad trmica: 0,039W/(mK) (segn EN 13170 - 0,04 a 0,055) (resistividad al paso de vapor de agua) - 30 a 75 (del rbol), de 92MNs/gm (en placa aglomerada) c (calor especfico) de 1600 a 1800Algodn Se trata de papel de una manta de algodn. Densidad: 25-40kg/m (lana soplada), 20-60kg/m (lana en manta) Coeficiente de conductividad trmica: 0,04W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 840J/(kgK)ArlitaLa arlita es unridocermicode gran ligereza debido a su porosidad. Densidad: 300-800kg/m (densidad aparente) Coeficiente de conductividad trmica: 0,08W/(mK) = 0 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1100J/(kgK)

Vermiculita Lavermiculitaes unmineralformado por silicatos dehierroomagnesio, del grupo de lasmicas; durante su fabricacin se eleva rpidamente su temperatura, expandindose hasta 30 veces su tamao, mediante un proceso denominado "exfoliacin". Densidad: Oscila entre 60 y 140kg/m, segn granulometras. Coeficiente de conductividad trmica: 0,053kcal/h/m C Aislamiento acstico: al incidir las ondas sonoras sobre las laminillas multidireccionales de la vermiculita expandida, estas son reflejadas en multitud de direcciones y absorbidas por la estructura microscpica de burbujas de aire del mineral. Por estas razonas la vermiculita es un excelente aislante acstico para una amplsima gama de frecuencias. Resistencia al fuego: el punto de fusin de la vermiculita es 1.370C y la temperatura de reblandecimiento es 1.250C. Es un mineral incombustible y qumicamente muy estable a altas temperaturas lo que lo convierte en un material idneo para la proteccin contra el fuego, por lo que se utiliza principalmente como aislante en hornos de alta temperatura y en calderas en forma de plancha de diferentes espesores (aglomerada con resinas). Inalterabilidad: la vermiculita es insensible a los agentes atmosfricos y al paso del tiempo. Es estable, qumicamente neutra (pH = 7,2) e inerte, no es higroscpica y no produce ninguna accin sobre el hierro o el acero.

Cscaras de trigo, escanda Densidad: 90kg/m (prensado) Coeficiente de conductividad trmica: 0,06W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente - J/(kgK)

Lino Densidad: 40-50kg/m (materia prima), 20-40kg/m (en manta) Coeficiente de conductividad trmica: 0,04-0,05W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1500J/(kgK)

Pellas de cerealesHechos a partir de cereales (en alemn - Getreidegranulat). Densidad: 105-115kg/m (densidad aparente) Coeficiente de conductividad trmica: 0,05W/(mK) - 1 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente - J/(kgK)

Camo Densidad: 150kg/m (raspaduras), 20-40kg/m (en manta) Coeficiente de conductividad trmica: 0,04-0,08W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1500J/(kgK)

Virutas de madera Densidad: 70kg/m (densidad aparente) Coeficiente de conductividad trmica: 0,045W/(mK) - 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente - J/(kgK)

Celulosa

Se trata de papel de peridico reciclado molido, al que se le han aadido unas sales deborax, para darle propiedades ignfugas, insecticidas y antifngicas.Se insufla en las cmaras o se proyecta en hmedo. Es un potente aislante estival e invernal, y tiene tambin propiedades de aislamiento acstico. Su mayor ventaja es que se comporta como la madera, equilibrando puntas de temperaturas a la vez que tiene una gran capacidad trmica de almacenamiento, se comporta de forma anticclica durante 12 horas, manteniendo as el frescor matutino en verano durante las tardes. Eninviernoprotege contra el fro de forma similar a como lo hace la madera. Densidad: 30-60kg/m (o segn otras fuentes, de 25 a 90kg/m) Coeficiente de conductividad trmica: 0,039W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1900J/(kgK)

Fibra de maderaSegn la EN 13171. Opciones de uso segn DIN 4108-10. Densidad: 30-60kg/m (soplado), 130-250kg/m (en manta) Coeficiente de conductividad trmica: 0,04-0,06W/(mK) - 5 a 10 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1600-2100J/(kgK)

Lana de maderaSegn EN 13168, opciones de uso segn DIN 4108-10 Densidad: 350-600kg/m (normal), 60-300kg/m (mltiples capas) Coeficiente de conductividad trmica: 0,09-0,1W/(mK) - 2 a 5 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 2100J/(kgK)

Cocos

Densidad: 70-110kg/m Coeficiente de conductividad trmica: 0,045-0,05W/(mK) - 1 a 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1500J/(kgK)

Caas(Actualmente no existe ningn producto a base de caa aprobado para su uso en Alemania). Densidad: 190-220kg/m (raspaduras), 20-40kg/m (en manta) Coeficiente de conductividad trmica: 0,045-0,065W/(mK) - 2 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 1300J/(kgK)

AlgasUsado en tejados y paredes. Densidad: 70-80kg/m Coeficiente de conductividad trmica: 0,045W/(mK) mu - c (calor especfico) aproximadamente 2000J/(kgK)

Paja Densidad: 80 a 600kg/m Coeficiente de conductividad trmica: 0,045-0,13W/(mK) mu - 1 a 10 (prensado de 35 a 40) c (calor especfico) aproximadamente - J/(kgK)

Hierba Densidad: 25 a 65kg/m Coeficiente de conductividad trmica: 0,04W/(mK) mu - 1 a 2 c (calor especfico) aproximadamente 2100J/(kgK)

Lana de rocaLalana de rocaes un material aislante trmico, incombustible e imputrescible. Este material se diferencia de otros aislantes en que es un material resistente al fuego, con un punto de fusin superior a los 1200C.Las principales aplicaciones son el aislamiento decubierta, tanto inclinada como plana (cubierta europea convencional, con lmina impermeabilizante autoprotegida),fachadasventiladas, fachadas monocapa, fachadas por el interior, particiones interiores, suelos acsticos y aislamiento deforjados. Cuando se tiene un techo de teja con machihembrado, se utiliza un fieltro sin revestimiento o bien otro con unpapel kraften una cara, lo que favorece la colocacin. Adems, se utiliza para la proteccin pasiva tanto deestructuras, como de instalaciones y penetraciones.La lana de roca se comercializa en paneles rgidos o semirgidos, fieltros, mantas armadas y coquillas. Tambin es un excelente material para aislamiento acstico en construccin liviana, para suelos, techos y paredes interiores. Densidad: 30-160kg/m. Segn EN 13162, en fibra de 20 a 150, en piedra de 25 a 220. Coeficiente de conductividad trmica: 0,034 a 0,041W/(mK). Segn EN 13162, 0,035 a 0,05 = 9 MNs/gm c (calor especfico) aproximadamente 840J/(kgK)

MantaSe trata de fibras de lana de roca entrelazadas. Es adecuada para aislar elementos constructivos horizontales, siempre que se coloque en la parte superior. En vertical necesita de sujeccin o grapas para evitar que acabe apelmazndose en la parte inferior del elemento y en la parte inferior de un elemento horizontal descolgado. Suelen venir protegidas por papelKraft, papel embreado, o malla metlica ligera.

Paneles rgidosSe trata de paneles aglomerados con alguna resinaepoxdica, que da una cierta rigidez al aislante. Sirve para elementos constructivos verticales y horizontales por la parte inferior, a cambio de tener un coeficiente de conductividad ligeramente inferior al de la manta.

CoquillasSon tubos premoldeados con distintos dimetros y espesores. Como todo buen aislante trmico, la seccin debe de elegirse de modo que quede perfectamente ajustada a la superficie exterior de la conduccin que se trata de aislar. Como toda lana mineral, es incombustible. La lana de roca resiste temperaturas hasta 1000C.

Lana de vidrio

Cuando se tiene un techo de tejas con un machihembrado y se lo desea aislar con lana de vidrio se debe usar un producto para tal fin, que es una lana de vidrio en paneles con mayor densidad, hidrfugo e higroscpico. Cuando se tiene un techo de chapa, la lnea de producto que se debe utilizar es el trasdosado con una hoja de aluminio reforzado en una cara para que acte de resistencia mecnica, comobarrera de vapory como material reflectivo. Como en el caso anterior se vende en forma de manta, de paneles aglomerados y coquillas de aislamiento de tuberas. Coeficiente de conductividad trmica lana vidrio: 0,032W/(mK) a 0,044W/(mK)

Lana natural de oveja

Es la versin natural y ecolgica de los aislamientos lanosos. A diferencia de la lana de roca o la lana de vidrio, la lana deovejase obtiene de forma natural y no necesita de un horneado de altas temperaturas. Es muy resistente y un potente regulador de humedad, hecho que contribuye enormemente en el confort interior de los edificios. Apenas se utiliza en construccin en comparacin con las lanas de vidrio o roca.Como en los casos anterior se vende en forma de manta, de paneles aglomerados y a copos. Coeficiente de conductividad trmica: 0,043 lana vidrio tipo I W/(mK)1 Densidad: 20-80kg/m.2 Coeficiente de conductividad trmica: 0,040 a 0,045W/(mK) de 1 a 2 c (calor especfico) aproximadamente 1000J/(kgK)

Vidrio expandido

Adems de aislante es unabarrera de vapormuy efectiva, lo que no suele ser normal en los aislantes trmicos y le hace muy adecuado para aislarpuentes trmicosen la construccin, como pilares en muros de fachada. Est formado por vidrio, generalmente reciclado y sin problemas de tratar el color, puesto que no importa el color del producto, que se hace una espuma en caliente, dejando celdillas con gas encerrado, que actan como aislante. Su rigidez le hace ms adecuado que otros aislantes para poder recubrirlo de yeso. Es poco utilizado en la construccin. Es conocido tambin como Vidrio Celular y an se fabrica actualmente, 2013, en Espaa bajo esta ltima denominacin. Densidad: 20kg/m. Coeficiente de conductividad trmica: 0,045 W/(mK)

Poliestireno expandido (EPS

Fragmento depoliestireno expandido.El material de espuma depoliestirenoes un aislante derivado del petrleo y del gas natural, de los que se obtiene el polmero plsticoestirenoen forma de grnulos. Para construir un bloque se incorpora en un recipiente metlico una cierta cantidad del material que tiene relacin con la densidad final del mismo y se inyecta vapor de agua que expande los grnulos hasta formar el bloque. Este se corta en placas del espesor deseado para su comercializacin mediante un alambre metlico caliente.Debido a su combustibilidad se le incorporan retardantes de llama, y se le denominaDifcilmente Inflamable. Posee un buen comportamiento trmico en densidades que van de 12kg/m a 30kg/m Tiene un coeficiente de conductividad de 0,034 a 0,045W/(mK), que depende de la densidad (por regla general, a mayor densidad menor coeficiente de conductividad) de 140 a 250 MNs/gm segn densidad Es fcilmente atacable por laradiacin ultravioletapor lo cual se debe proteger de la luz del sol Posee una alta resistencia a la absorcin de agua No forma llama ya que al quemarse se sublima

Espuma celulsicaEl material de espuma de celulosa, posee una aceptable poder aislante trmico y es un buenabsorbente acstico. Es ideal para aplicar por la parte inferior de galpones por ser un material completamente ignfugo de color blanco y por su rapidez al ser colocado. Se funde a temperaturas superiores a 45C. Se utiliza poco en construccin. Coeficiente de conductividad trmica: 0,065 a 0,056W/(mK)

Espuma de polietileno

Estructura qumica del polietileno, a veces representada slo como(CH2-CH2)n.La espuma depolietilenose caracteriza por ser econmica, hidrfuga y fcil de colocar. Con respecto a su rendimiento trmico se puede decir que es de carcter medio. Su terminacin es de color blanco o aluminio. Coeficiente de conductividad trmica: 0,036 a 0,046W/(mK)

Film alveolar de polietileno

De la misma manera, que la espuma de polietileno, como aislante trmico se utiliza simplemente el plstico de burbujas recubierto con el papel de aluminio. Las ventajas que tiene frente los otros aislantes son: espesor muy reducido (3-5mm), instalacin sencilla, su coste muy reducido; adems es no inflamable y reciclable. ste film se utiliza en construccin, y ms habitualmente en equpos de aire acondicionado.

Espuma de poliuretano

Muestra de espuma de poliuretano de alta densidad.La espuma depoliuretanoes conocida por ser un material aislante de muy buen rendimiento. Tiene mltiples aplicaciones como aislante trmico tanto en construccin como en sectores industriales. Destaca en toda la cadena del fro por su alta eficiencia energrica Coeficiente de conductividad trmica: 0,023W/(mK) de 96 a 180 MNs/gm segn densidad

Espuma elastomricaEs un aislante con un excelente rendimiento en baja y media temperatura y de fcil instalacin, reduciendo al mximo los costos de mano de obra. Posee en su estructura una barrera de vapor y un comportamiento totalmente ignfugo. Coeficiente de conductividad: 0,035W/(mK) Temperatura de trabajo ptima: -40 a 115CEs fcilmente atacable por la radiacin ultravioleta por lo cual se debe proteger de la luz del sol.

Aerogel

Como aislante trmico, el aerogel se presenta en mantas flexibles (rango de servicio: -40C a 650C o -270C a 90C). Solo se presenta en espesores de 5mm y 10mm. Tiene propiedades mecnicas grandes para el rendimiento que ofrece, es hidrfobo (repele la humedad), es permeable (deja pasar el aire/vapor), previene la corrosin bajo el aislamiento, es ignfugo (no se incendia) y es sumamente resistente al trato duro (pisotones, golpes, etctera). Su instalacin es intuitiva como sencilla, el material se puede cortar con tijeras o cteres, disminuyendo el tiempo y los costos de mano de obra excesivos. Densidad: 0,020g/cm (Aerogel monoltico), de 0,13g/cm a 0,18g/cm (Aerogel en manta flexible)4. Comparativa de espesor aislamiento entre diferentes materialesPara conseguir el aislamiento de 2cm de aislante clsico (0,045 W/(mK)), comparando con: Bloques ligeros de hormign, se requieren 6cm. Madera, necesitamos 6,5cm. Cermica porosa se requieren 8cm. Adobe, se requieren 23,5cm. Ladrillos con agujeros verticales se necesitan 29cm. Ladrillo recocido compacto normal son 90cm. Y con un bloque masivo de hormign, el espesor equivalente de aislamiento es 105cm.