Transmisión de calor y materiales aislantes para calorifugado

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Indice

1- Tipos de aislamientos

Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida al paso del calor a través de ellos. Algunos muy escasa como los metales, otros una resistencia media como es el caso de los materiales de construcción (yeso, ladrillos, morteros…) Aquellos materiales que por el contrario ofrecen una resistencia alta se denominan materiales aislantes. Por lo tanto el aislante térmico es aquel material caracterizado por su alta resistencia térmica, estableciendo una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en temperatura. Su poder radica en su baja densidad por tener celdillas con aire seco. Si dichas celdillas entran en contacto con el agua o la humedad, pierden su propiedad aislante, ya que en ese caso pasan a ser más pesados, densos y conductores.

El mejor aislante térmico es el vacío pero debido a su gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío, éste se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza aire, que gracias a su baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación, constituye un elemento muy resistente al paso del calor. Sin embargo, el fenómeno de la convección que se origina entre 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 mneos estancas. Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de celda cerrada (formado por burbujas no comunicadas entre si, como es el caso del poliuretano proyectado), el gas utilizado como agente espumante es el que finalmente queda encerrado. También es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido.

2- Formas de transmisión del calor

- - Radiación: es el desplazamiento de energía en forma de radiaciones, es decir de ondas electromagnéticas. Se habla de radiación en el caso de un cuerpo que emite hacia otro cuerpo. La radiación se produce cuando los electrones situados en niveles de energía altos caen a niveles de energía más bajos. La diferencia de energía entre estos niveles se emite en forma de radiación electromagnética. La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el receptor. No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio material para que se transmita.
- - Conducción: es el desplazamiento de energía en forma de ondas, pero en el interior de un mismo material. La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta que los dos objetos alcanzan la misma temperatura (equilibrio térmico). Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases. Los metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.

3- Normas técnicas de los materiales aislantes

La conductividad térmica es bastante parecida entre los materiales aislantes, por lo que no es esta caracterísitca la principal diferencia entre ellos. La diferencia radica en sus caracterísitcas fisio-químicas. Por lo tanto se debe de tener en cuenta lo siguiente:

- - Las contracciones y dilataciones del aislante.
  - Su resistencia al fuego.
  - La acción de disolventes y agentes atmosféricos.
  - Las solicitaciones mecánicas.
  - Máxima temperatura de empleo.

Todo material aislante debe cumplir ciertos requisitos mínimos para ser considerado como tal, los cuales deben ceñirse a normas técnicas de evaluación elaboradas por entidades especializadas. Estos requsitos están dirigidos a obtener información acercade lo siguiente:

- - Características dimensionales
  - Densidad
  - Propiedades de transferencia de calor
  - Máximas temperaturas de uso
  - Ánalisis químicos
  - Resistencia al fuego
  - Absorción de agua

4- Cobertura del aislamiento

Existen varios tipos de coberturas que son válidas para los diversos tipos de aislamiento. Las coberturas más usadas son:

- - Planchas de aluminio
  - Planchas de acero galvanizado
  - Planchas de acero inoxidabl

En función del material que se quiera aislar será necesario utilizar un tipo u otro de cobertura. Para productos poco corrosivos se puede utilizar una cobertura de acero galvanizado, pero para liquidos corrosivos es mejor utilizar bobinas de acero inoxidable pues perdidas en la instalación terminarian oxidando el galvanizado. La cobertura mediante bobina de aluminio ofrece unas propiedades anticorrosivas medias, entre el acero galvanizado y el acero inoxidable.