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Aislamiento Térmico en Edificios: Conceptos básicos

A la hora de afrontar cualquier construcción o reforma, la elección de los materiales es un paso fundamental. Es muy importante elegir los mejores materiales para que nada falle en nuestro proyecto. Una de las principales propiedades que se deben vigilar es la capacidad de aislamiento térmico de los materiales que se utilizarán.

Definición

En Panel Sandwich Group contamos con productos de la mayor calidad posible, entre los que se incluyen aquellos que ofrecen el mejor aislamiento térmico. Se puede sintetizar este concepto como una propiedad asociada a la capacidad de transmisión de calor. Es decir, para medir el nivel de aislamiento térmico de un material se debe tener en cuenta su capacidad de reducción de la transmisión del calor. Este término, el cual explicaremos más adelante, es también conocido como resistencia térmica.

Por tanto, la clave del aislamiento térmico de un material reside en la capacidad de disminución de la transmisión de calor, por lo que basta con saber qué resistencia térmica tiene el material para saber si es un buen material aislante. Pero antes de conocer en qué consiste la resistencia térmica, es necesario explicar cómo se transmite el calor.

La transmisión de calor es el fenómeno que se produce cuando dos o más objetos interactúan y su energía calorífica se transmite por diferentes tipos de movimientos de partículas y conceptos químicos. Estos varían en función del tipo de forma de transmisión que se dé, cada una de la cual implica distintas funciones y procesos.

Formas de transmisión del calor

La transmisión del calor entre materiales puede ocurrir de tres formas distintas, siguiendo siempre el mismo patrón de dirección de transferencia (de mayor a menor temperatura):

1- Conducción

Este proceso se basa en el flujo de calor directo a través de la materia como consecuencia de su contacto físico. Este contacto directo supone la transmisión de la energía calorífica entre ambos cuerpos, o parte de estos, que suelen encontrarse a diferentes temperaturas. Las zonas más calientes son aquellas que cuentan con una mayor energía térmica, mientras que las zonas más frías poseen menor energía térmica.

Transmisión Térmica por Conducción

Este sistema de transmisión del calor, consistente en el movimiento de átomos dentro de un cuerpo, es predominante en cuerpos sólidos. Por tanto, resulta muy importante en el aislamiento térmico de edificios ya que la mayoría de elementos constructivos se instalan en contacto unos con otros y el proceso de conducción va a influir en su aislamiento.

2- Convección

Proceso basado en la transmisión de calor dentro de elementos gaseosos o líquidos. Por tanto, el calor se transmite por el movimiento físico de moléculas calientes presentes en zonas con una temperatura alta a zonas de baja temperatura y viceversa, equilibrándose de esta manera las distintas temperaturas. La convección natural es producida por la diferencia de densidades consecuencia de una diferencia de temperaturas.

En los edificios, la convección del flujo de calor es ascendente. Por ello, disponer de un techo con un buen aislamiento térmico permitirá aprovechar el calor generado dentro de la vivienda.

Transmisión Térmica por Convección

Además de los elementos gaseosos, el proceso de convección tiene una gran importancia en fluidos, de ahí que exista un proceso denominado conducción superficial y es que el flujo de calor que se produce entre la superficie de un material y un fluido, por ejemplo, entre la parte exterior de la teja y el agua de lluvia o rocío, produce una transmisión de calor por conducción a través de esa fina capa del fluido que se encuentra junto a la superficie.

Este proceso pone en evidencia la importancia de la ventilación y la eliminación de humedades por condensación. Esto es debido a que, aunque el aislamiento térmico de techo o muro sea el correcto, la aparición de humedades en elementos que estén en contacto con materiales aislantes térmicos supondrá una mayor conducción superficial. Asimismo, la presencia de humedad en una determinada solución constructiva conlleva un elevado consumo de energía enfriando la temperatura interior del edificio.

3- Radiación

El proceso de radiación se basa en la transmisión a través del espacio de ondas electromagnéticas. Estas ondas son invisibles y la energía calorífica se emite mediante radiación infrarroja por toda materia con temperatura superior a 0ºC.

Transmisión Térmica por Radiación

Se conoce como Radiación Térmica a la que resulta exclusivamente de la temperatura. La radiación depende de la temperatura termodinámica del cuerpo emisor y es independiente de la temperatura del cuerpo receptor o del ambiente. Es decir, la energía que radian todos los cuerpos es consecuencia directa de su temperatura.

Conceptos a tener en cuenta

A la hora de estudiar y analizar la capacidad de aislamiento térmico de cualquier elemento constructivo, debemos saber interpretar ciertos valores. A continuación, explicaremos brevemente la Resistencia Térmica, la Conductividad Térmica y la Transmitancia Térmica.

Resistencia Térmica (R)

Se trata de un concepto clave para medir el nivel de aislamiento térmico de un material de construcción, ya que se trata de la capacidad de un material a aislar térmicamente. Es decir, su capacidad para impedir que el calor pase por conducción.

Para su cálculo, es necesario conocer también el espesor del material (e) y su conductividad térmica (λ):

R = e/λ

En el caso de contar con un elemento constructivo formado por varias capas de aislamiento homogéneas térmicamente, se suma la resistencia térmica de cada material obteniendo un valor conjunto de resistencia térmica total (RT).

Conductividad Térmica (λ)

Del concepto anterior podemos deducir la importancia de la conductividad térmica (λ). Se trata de una propiedad térmica característica de un material homogéneo, y equivale a la cantidad de calor por unidad de tiempo qué pasa a través de una capa de espesor y área unitaria de superficie de material, por unidad de diferencia de temperatura. Es decir, representa la capacidad de un material de dejar pasar el calor por conducción y por unidad de medida de un metro. Cuanto menor sea su valor, significa que tiene menos capacidad de paso de calor y, por tanto, mejor aislante térmico será.

Pero no sólo es importante que el material aislante térmico cuente con una buena conductividad térmica. Para cumplir con el objetivo de aislamiento térmico también es esencial dimensionar el espesor de aislamiento adecuado.

Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Vatio dividido entre metro por grado Kelvin (W/m.ºk). Como norma general, consideraremos un material de construcción con buen aislamiento térmico sólo si λ < 0,065 W/m.ºk.

Calidad de los Materiales Aislantes

En la siguiente tabla, podrá comprobar los valores aproximados de conductividad térmica (λ) de los principales materiales aislantes térmicos (estos datos pueden variar en función de la densidad del material):

AISLANTES TÉRMICOS
Materialλ (W/m2.k)
Poliestireno Expandido
0, 031 - 0, 050
Poliestireno Extruido
0, 029 - 0, 033
Lana de Roca
0, 031 - 0, 045
Poliuretano (PUR)
0, 022 - 0, 028
Poliisocianurato (PIR)
0, 022 - 0, 035

Transmitancia Térmica

No puede terminar de leer este post sin conocer qué significa este concepto tan empleado en el mundo de la construcción. La Transmitancia Térmica (U= W/m2K) hace referencia a la cantidad de calor que fluye, por unidad de tiempo y de superficie, a través de un elemento constructivo cuando hay un gradiente térmico de 1ºC o 1ºK de temperatura entre los dos ambientes que éste separa. Podemos deducir entonces que la Transmitancia Térmica es inversamente proporcional a la Resistencia Térmica: a mayor resistencia de los materiales que componen una envolvente, menor es la cantidad de calor que se pierde a través de ella. Es decir, hablamos de la capacidad de transmitir calor que tiene un elemento constructivo en su posición real:

  • Cuanto mayor sea U, menor es el efecto de aislamiento térmico del elemento.
  • Cuanto menor sea U, mejor aislamiento térmico y menor pérdida de calor a través del elemento.

Por tanto, y como conclusión general, el aislante ideal es aquel que no transmite calor (U=0).


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