El calorifugado industrial y aislamiento térmico explicado

En las construcciones actuales, bien sean edificios o instalaciones no basta con un simple aislamiento protector de agua, viento y rayos solares, sino que se exige además, una protección frente a los factores ambientales, principalmente ruido y la temperatura, en unas condiciones adecuadas al confort y funcionalidad que a través de los mismos se pueda desarrollar. Y además, proporciona una protección contra un factor más peligroso: EL FUEGO.

Indice

1- Qué es el calorifugado

El calorifugado es el conjunto de elementos de aislamiento térmico de las instalaciones o de los equipos cuya temperatura de funcionamiento es superior a la del ambiente, es decir todo producto cuya finalidad sea dificultar la transmisión de calor a través del mismo o a través de elementos constructivos donde se incorpora.

Las funciones del aislamiento térmico pueden ser:

Dificultar el paso del calor a través de los cerramientos reteniendo el calor en el interior de los edificios (aislamiento del frío) o evitando su entrada (aislamiento del calor)
Controlar las temperaturas superficiales de los cerramientos para mantenerlas suficientemente altas con el fin de evitar las condensaciones (aislamiento frigorífico) o lo suficientemente bajas para evitar las quemaduras (calorifugado)
Modificar la inercia térmica de los cerramientos manteniendo las zonas capaces de acumular calor en una u otra cara del aislante.

Las Normas internacionales consideran como aislantes aquellos productos cuya conductividad térmica es inferior a 0,06 W/(m.k) y simultáneamente su resistencia térmica es superior a 0,5 m² K/W.

2- Definiciones técnicas

Conductividad Térmica: es el flujo de calor que, en régimen estacionario, atraviesa un material de caras plano-paralelas de espesor unitario durante una unidad de tiempo cuando la diferencia de temperatura entre sus caras es de una unidad.

Q= -L grad T

(*se utiliza para representar la conductividad térmica la letra Lambda)

La conductividad térmica es el parámetro que se utiliza para caracterizar a los materiales. Hace referencia a la capacidad para transmitir calor, representa la facilidad con que un material conduce calor.

Resistencia Térmica: se define, como el cociente entre el espesor del producto y la conductividad térmica del material.

Rt = d/L

(* Se utiliza el símbolo Rt para designar la resistencia térmica de un producto)

La resistencia térmica se utiliza para caracterizar las prestaciones térmicas de un producto (o una capa de un elemento constructivo), equivale a la dificultad que presenta el producto en dejarse atravesar por el calor. Valores altos de resistencia térmica indican niveles de aislamiento elevados, mientras que resistencias térmicas bajas implican falta de aislamiento.

Puente Térmico: se define como aquella parte de un cerramiento en que su resistencia térmica normalmente uniforme se ve significativamente disminuida por:

Penetraciones completas o parciales de elementos constructivos diferentes.
Cambios bruscos en el espesor de una capa de material.
Diferencia entre las superficies interior y exterior de un cerramiento.

Ejemplos de puentes térmicos son las penetraciones de forjados en las fachadas, la unión entre elementos verticales, las esquinas salientes o entrantes, etc. La presencia de puentes térmicos incrementa el flujo de calor provocando mayores pérdidas térmicas y disminución (o elevación) local de las temperaturas superficiales lo que provoca un aumento del riesgo de formación de condensaciones superficiales o crecimientos de hongos.

Barrera de vapor: se considera que un producto es una barrera de vapor cuando su resistencia a la difusión del vapor de agua es igual o superior a:

10MN.s/g, valor Sd= >1,8 m.

Es la capa estanca destinada a evitar la transferencia de vapor de agua. Suelen utilizarse como barreras de vapor productos de muy débil espesor, normalmente film de polietileno, de alumninio, papeles kraft etc., ya sean unidos a un material aislante o colocados independientemente del mismo.

La incorporación de aislamientos en las intalaciones térmicas representa una de las acciones más eficaces para la eficiencia energética de los equipos como calderas para calefacción y agua caliente sanitarias, energía solar, o equipos de aire acondicionado instalados en los edificios.

Un correcto aislamiento térmico tiene por objeto reducir las pérdidas energéticas y, en general, se divide según sean sus aplicaciones en aislamientos: bien para la edificación o bien en aislamientos para instalaciones energéticas. A su vez las instalaciones pueden ser industriales, en cuyo caso podrían alcanzar temperaturas extremas, o instalaciones en los edificios con inferior rango de temperatura.

Las condiciones que presentan las instalaciones industriales, tales como los hospitales, plantas de potencia, plantas de la industria química, las refinerías de petróleo, plantas procesadoras y empacadoras de alimentos etc., implican el almacenamiento y trasiego de fluidos o reacciones a temperatura distinta a la del medio ambiente, necesariamente requieren de aislantes térmicos, ya que proporcionan condiciones idóneas para su mejor rendimiento.

3- Tipos de instalaciones de calorifugado

FLEXIBLES, en este tipo de instalaciones se utilizan materiales como las mantas, coquillas o paneles de fibras minerales como pueden ser la lana de vidrio, lana de roca o fibras cerámicas, preparadas todas ellas para soportar el aislamiento de todo tipo de temperaturas.
RÍGIDAS, estas instalaciones utilizan básicamente materiales como coquillas, segmentos o paneles de silicato cálcico, perlita-silicato o de vidrio celular.

Para el calorifugado de una instalación hay que tener en cuenta que la base principal es evitar el problema de la condensación en fluidos fríos y eliminar las pérdidas de calorías en calor. Esto sería la solución ideal para un buen aislamiento térmico. Otras consideraciones que habría que tener en cuenta es conseguir un buen acabado del aluminio: reducir el número de empalmes, colocar las juntas en puntos de la instalación ocultos y otros detalles.

4-Materiales para el calorifugado de tuberías y tanques

Lana de roca, perteneciente a la familia de las lanas minerales, es un material fabricado a partir de la roca volcánica. Se utiliza como aislamiento térmico y como protección pasiva contra el fuego en la edificación, debido a su estructura fibrosa multidireccional, que le permite albergar aire relativamente inmóvil en su interior.
Lana de vidrio, se compone básicamente de hilos de vidrio en fusión
Silicato cálcico. Su resistencia, rigidez, su peso ligero, su baja conductividad térmica y la capacidad de resistencia al agua hacen de este material un producto perfecto para difernetes aplicaciones de aislamiento, como interior de calderas.
Material microporoso (aerogel) Material en forma de polvo compacto o fibras, en el que los poros interconectados son de dimensión media comparable o inferior al recorrido libre medio de las moléculas de aire a la presión atmosférica. Puede contener materiales reflectantes destinados a reducir la cantidad de calor transmitida por radiación.

Vacio. El mejor aislante térmico es el vacío, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío, éste se emplea en muy pocas ocasiones.
Aire. Gracias a su baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación, constituye un elemento muy resistente al paso de calor. Sin embargo, el fenómeno de convección que se origina en las cámaras de aire aumenta sensiblemente su capacidad de transferencia térmica. Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas.
Espuma de poliuretano. Su capacidad de aislamiento térmico se debe al gas aprisionado en las celdillas cerradas del entramado del polímero, que no es aire sino el gas utilizado como agente espumante, menos conductor que el aire. La posibilidad de proyectarlo sobre cualquier superficie quedándose adherido hace que sea muy utilizado en edificación, como aislador térmico y acústico y como impermeabilizante.
Poliestireno expandido (EPS) es un material plástico espumado, derivado del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción. La denominación más correcta seria “Poliexpan” ya que es una contracción del nombre de su composición química.
Poliestireno extruido (XPS), es una espuma rígida resultante de la extrusión del poliestireno en presencia de un gas espumante. Comparte muchas características con el poliestireno expandido, 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.
Fibras cerámicas. Se fabrican con materias primas conocidas: caolín, alúmina, cuarzo, más pequeños porcentajes de óxido de circonio y otros, incluidos para mejorar su resistencia, elasticidad y propiedades. Dichas materias primas son fundidas a temperaturas muy elevadas (entre 1500 y 1800° C), de acuerdo con su porcentaje de alúmina presente en ellas. Dicho porcentaje determina su refractariedad, y oscila entre un 37 y un 53 de alúmina. Las hay para uso en bajas, medias y altas temperaturas. Una vez fundidas, son extruidas por una boquilla especial de diámetro finísimo y, al ser enfriadas súbitamente, adquieren sus propiedades (al igual que las fritas resultan en hilos finísimos y flexibles). Después son compactadas con adhesivos en forma de paneles, lana, copos, manta, etc.
Materiales cerámicos diversos
Corcho

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