Cuando comenzamos un proyecto de construcción o reforma, la selección de los materiales es una etapa clave. Es vital elegir los materiales de mejor calidad para asegurarnos de que todo funcione correctamente en nuestro proyecto. Uno de los aspectos más importantes que debemos considerar es la capacidad de aislamiento térmico de los materiales que utilizaremos en nuestra construcción.
Se podría resumir este concepto como una característica que se relaciona con la capacidad de propagación del calor. Es decir, para evaluar la capacidad de aislamiento térmico de un material debemos considerar su capacidad de reducir la propagación del calor. Este término, que detallaremos más adelante, también se conoce como resistencia térmica.
Por lo tanto, la clave del aislamiento térmico de un material está en su capacidad de reducir la propagación del calor, por lo que basta con conocer la resistencia térmica del material para saber si es un buen material aislante. Pero antes de explicar en qué consiste la resistencia térmica, es importante entender cómo se transmite el calor. La transmisión de calor se produce cuando dos o más objetos interactúan y su energía calorífica se transfiere por diferentes tipos de movimientos de partículas y conceptos químicos. Estos varían según el tipo de forma de transmisión que se dé, cada una de las cuales implica diferentes funciones y procesos.
Formas de Propagación del Calor
La transmisión del calor entre materiales puede ocurrir de tres formas distintas, siempre siguiendo el mismo patrón de dirección de transferencia (de mayor a menor temperatura):
Conducción
Este proceso se basa en la transferencia de calor directa a través de la materia debido a su contacto físico. Este contacto directo supone la transferencia de la energía térmica entre ambos cuerpos, o parte de estos, que normalmente tienen diferentes temperaturas. Las áreas más calurosas son aquellas que tienen más energía térmica, mientras que las áreas más frías tienen menos energía térmica. Este sistema de transmisión del calor, que se da a través del movimiento de átomos dentro de un objeto, es comúnmente observado en materiales sólidos. Por lo tanto, es 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 afectar su capacidad de aislamiento.
Convección
Proceso basado en la transferencia de calor dentro de elementos gaseosos o líquidos. Por lo 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 como resultado de una diferencia de temperaturas.
En las edificaciones, la convección del flujo de calor es hacia arriba. Por eso, contar con una cubierta con un buen aislamiento térmico permitirá aprovechar el calor generado dentro de la casa.
Además de los elementos gaseosos, el proceso de convección tiene una gran importancia en los líquidos, por lo que existe un proceso llamado conducción superficial. Y es que el flujo de calor que se produce entre la superficie de un material y un líquido, 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 delgada capa del líquido que se encuentra junto a la superficie.
Este proceso muestra la importancia de la ventilación y la eliminación de humedad por condensación. Esto se debe a que, aunque el aislamiento térmico de cubierta o fachada sea el correcto, la aparición de humedad en elementos que estén en contacto con materiales aislantes térmicos supondrá una mayor conducción superficial. De igual forma, la presencia de humedad en una determinada solución constructiva conlleva un elevado consumo de energía al enfriar la temperatura interior del edificio.
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 0°C.
Se conoce como Radiación Térmica a la que resulta exclusivamente de la temperatura. La radiación depende de la temperatura del cuerpo emisor y es independiente de la temperatura del cuerpo receptor o del ambiente. Es decir, la energía que emiten todos los cuerpos es consecuencia directa de su temperatura.
Aspectos a Considerar
Cuando estudiamos y analizamos la capacidad de aislamiento térmico de cualquier elemento constructivo, es importante saber interpretar ciertos valores. A continuación, explicaremos brevemente la Resistencia Térmica, la Conductividad Térmica y la Transmitancia Térmica.
Resistencia Térmica
Es un concepto clave para medir el nivel de aislamiento térmico de un material de construcción, ya que se refiere a la capacidad de un material para aislar térmicamente. Es decir, cuán efectivamente puede impedir que el calor se transmita 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 tener un elemento de construcción formado por varias capas de aislamiento térmico similares, se suma la resistencia térmica de cada capa para obtener un valor total de resistencia térmica (RT).
Conductividad Térmica
A partir del concepto anterior podemos inferir la relevancia de la conductividad térmica (λ). Esto se refiere a una propiedad térmica que es propia de un material homogéneo y corresponde a la cantidad de calor que atraviesa una capa con un espesor y superficie de área unitaria del material por unidad de tiempo y por unidad de diferencia de temperatura. En otras palabras, la conductividad térmica representa la habilidad de un material para permitir el flujo de calor por conducción y se mide en unidades de un metro. Si el valor de la conductividad térmica es menor, entonces el material tendrá menos capacidad para permitir el flujo de calor, lo que significa que será un mejor aislante térmico.
Sin embargo, no solo es importante que el material aislante térmico tenga una conductividad térmica baja. Para lograr el objetivo de aislamiento térmico, es crucial elegir un espesor de aislamiento adecuado.
La unidad de medida de conductividad térmica en el Sistema Internacional es el Vatio dividido entre metro por grado Kelvin (W/m.ºk). Como regla general, se considera que un material de construcción tiene un buen aislamiento térmico siempre que 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 | λ (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 (U)
No puede dejar de leer este artículo sin conocer qué significa este término tan utilizado en la industria de la construcción. La Transmitancia Térmica (U= W/m2K) se refiere a la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo y superficie a través de un elemento constructivo cuando hay una diferencia de temperatura de 1ºC o 1ºK entre los dos ambientes que el elemento separa.
Podemos concluir que la Transmitancia Térmica es inversamente proporcional a la Resistencia Térmica. Esto significa que cuanto mayor sea la resistencia de los materiales que conforman una envolvente, menor será la cantidad de calor que se pierda a través de ella. En otras palabras, estamos hablando de la capacidad de un elemento constructivo para transmitir calor en su ubicación 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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