El aislamiento de celulosa es una fibra vegetal que se utiliza en las cavidades de las paredes y los techos para aislar, sellar y reducir el ruido. El aislamiento de los edificios en general es un material de baja conductividad térmica que se utiliza para reducir la pérdida y ganancia de calor del edificio y reducir la transmisión del ruido.
La palabra celulosa proviene del término francés cellule, que significa célula viva, y glucosa , que es un azúcar.
La casa principal de la plantación Monticello del presidente estadounidense Thomas Jefferson fue aislada con una forma de celulosa en 1772. [1] La celulosa se utilizó más ampliamente como material aislante en Escandinavia a partir de la década de 1920. [2] Se han utilizado muchos tipos de materiales celulósicos, incluidos periódicos, cartón, algodón, paja, serrín, cáñamo y mazorcas de maíz. El aislamiento de celulosa moderno, hecho con periódicos reciclados utilizando máquinas para moler y quitar el polvo y agregando un retardante de fuego, comenzó en la década de 1950 y se generalizó en los Estados Unidos en la década de 1970.
La demanda de aislamiento aumentó tras el embargo petrolero de 1973-74, que provocó que los costos de la energía para calefacción se dispararan en todo Estados Unidos, impulsando el interés por la conservación de la energía. El aislamiento ganó una importante atención nacional en Estados Unidos como una tecnología barata y disponible para aumentar la eficiencia energética de los hogares. En 1977, tras un invierno particularmente severo, se otorgó un crédito fiscal a los propietarios de viviendas estadounidenses que instalaran aislamiento.
Mientras que en 1976 había aproximadamente 100 empresas de aislamiento de celulosa con 125 plantas en los EE. UU., en 1978 había más de 350 empresas con más de 500 plantas 1 . El aislamiento de celulosa era producido localmente por pequeños fabricantes que compraban máquinas listas para funcionar y ofrecían un proceso de producción de baja tecnología, barato y fácil. Aparte de algunas limitaciones creadas por la escasez de ácido bórico para su uso como retardante de fuego, la celulosa captó una mayor participación del mercado debido a los menores costos y su idoneidad para las renovaciones. Mientras tanto, los productores de fibra de vidrio y lana de roca encontraron difícil satisfacer la demanda de aislamiento de sus clientes.
Debido a las quejas de los minoristas, contratistas y consumidores sobre los problemas de precio, seguridad y control de calidad, el gobierno federal de los EE. UU. comenzó a promulgar normas de aislamiento a partir de 1978. Existía una gran preocupación de que el crecimiento de la fabricación de celulosa estuviera provocando un tratamiento inadecuado o insuficiente del aislamiento contra la amenaza del fuego, aunque no existían estadísticas nacionales fiables. Esto dio lugar a nuevas regulaciones por parte de la Comisión Federal de Seguridad de Productos de Consumo (CPSC); 16 CFR Parte 1209 estableció normas de seguridad que abarcaban cuatro atributos del producto solo para el aislamiento de celulosa: densidad sedimentada, corrosividad, flujo radiante crítico y combustión sin llama. Otra regulación aprobada fue la " Regla del valor R ", que establece limitaciones claras a las afirmaciones que las empresas de fabricación y comercialización pueden hacer sobre su producto.
Los costos generados por el aumento de las pruebas de resistencia al fuego exigidas por la CPSC hicieron que la celulosa fuera más cara, y la mala publicidad contribuyó a reducir la demanda. Los pequeños productores de aislamiento de celulosa no pudieron cumplir los requisitos de las pruebas y cerraron sus negocios, o se fusionaron con otros pequeños fabricantes. En 1985, la CPSC pidió al Congreso que derogara la norma de inflamabilidad después de realizar estudios adicionales. En 1991, solo quedaban 61 productores de celulosa en los EE. UU. [3]
Mientras tanto, la industria de la fibra de vidrio se benefició de la mayoría de las regulaciones aprobadas por el gobierno federal. La intensa presión ejercida por los fabricantes de fibra de vidrio y de aislamiento mineral, más centralizados, ayudó a aprobar las estrictas normas de resistencia al fuego para el aislamiento de celulosa. Estas normas se reforzaron con boletines técnicos publicados por la Asociación de Fabricantes de Aislamiento Mineral (actualmente conocida como la Asociación de Fabricantes de Aislamiento de América del Norte) que promovían afirmaciones sobre el riesgo de incendio del aislamiento de celulosa. Estas afirmaciones no se verificaron de forma independiente, se enfrentaron a una revisión científica escasa o eran deliberadamente engañosas y falsas. [ cita requerida ]
En la actualidad, el uso de los materiales aislantes de celulosa ha aumentado nuevamente en los Estados Unidos. Parte de la razón de este crecimiento podría estar relacionada con estudios que sugieren que la celulosa puede proteger un edificio de los daños en caso de incendio mejor que la fibra de vidrio porque la celulosa es más densa y restringe el oxígeno necesario para quemar los elementos estructurales. Varios estudios del Consejo Nacional de Investigación de Canadá [4] han respaldado estas afirmaciones. Otra razón importante para el regreso de la celulosa podría ser el creciente interés en la construcción ecológica . La celulosa tiene el mayor contenido reciclado de todos los materiales aislantes y también tiene menos energía incorporada que la fibra de vidrio y otros materiales aislantes minerales producidos en hornos.
El aislamiento de celulosa se fabrica a menudo triturando con martillos los desechos de periódico . El periódico se trata con productos químicos, como ácido bórico , para retardar la propagación del fuego y hacer que la fibra de papel sea menos atractiva para las plagas.
Se han desarrollado cuatro tipos principales de productos de celulosa de relleno suelto bajo una variedad de nombres comerciales. Estos se caracterizan generalmente como celulosa seca, celulosa aplicada por aspersión, celulosa estabilizada y celulosa con bajo contenido de polvo. Estos tipos se utilizan en diferentes partes de un edificio y por diferentes razones.
La celulosa seca se utiliza para modernizar casas antiguas inyectándola en agujeros perforados en la parte superior de las paredes. [5] También se puede insuflar en una nueva construcción de pared utilizando retenedores temporales o redes que se sujetan en su lugar y luego se retiran una vez que la celulosa ha alcanzado la densidad adecuada. Esta forma de aplicación se asienta hasta un 13% a 20% con el tiempo. [6] Este asentamiento puede dejar huecos en una pared a medida que el aislamiento se compacta verticalmente, o puede dejar espacio entre un piso y el aislamiento debajo de él. [5] Se puede utilizar una opción de empaque denso para reducir el asentamiento y minimizar aún más los espacios de aire. El empaque denso ejerce presión sobre la cavidad y debe ser realizado por un instalador experimentado.
El relleno suelto en las paredes es una técnica anticuada de uso de celulosa en las cavidades de las paredes. La industria del rendimiento del hogar y sus organismos de acreditación respaldan el estándar de relleno denso para aislar las cavidades de las paredes, que no se asienta. Este método detiene el efecto chimenea y los bucles convectivos en las cavidades de las paredes.
La celulosa aplicada por aspersión se utiliza para aplicar celulosa a las nuevas construcciones de paredes. Las diferencias son la adición de agua a la celulosa durante la aspersión, así como la adición de algún tipo de retardante de humedad como el cloro [ cita requerida ] para evitar el crecimiento de moho. En algunos casos, el aislamiento también puede mezclarse con un porcentaje muy pequeño de adhesivo o activar un adhesivo seco presente en la celulosa. La aspersión húmeda permite la aplicación sin la necesidad de un retenedor temporal. Además, la aspersión húmeda permite un sellado aún mejor de la cavidad aislada contra la infiltración de aire y elimina los problemas de asentamiento. La instalación por aspersión húmeda requiere que la pared se seque durante un mínimo de 24 horas (o hasta que se alcance un máximo del 25 % de humedad) antes de cubrirla. [7]
La celulosa estabilizada se utiliza con mayor frecuencia en el aislamiento de áticos y techos. Se aplica con una cantidad muy pequeña de agua para activar un adhesivo de algún tipo. Esto reduce la sedimentación y disminuye la cantidad de celulosa necesaria. Esto puede resultar ventajoso para reducir el peso total del producto sobre el panel de yeso del techo, lo que ayuda a prevenir posibles pandeos. Esta aplicación es ideal para techos inclinados y ha sido aprobada para pendientes de 5:12 (41,66 %). [7]
El último tipo importante de aislamiento de celulosa en el mercado es la variedad que genera poco polvo. Durante la aplicación de la mayoría de los tipos de aislamiento seco se generan niveles molestos de polvo, lo que hace necesario el uso de máscaras antipolvo simples durante la instalación. Este tipo de celulosa tiene un pequeño porcentaje de aceite o un amortiguador de polvo similar agregado. Esto también puede ser apropiado para hogares donde las personas son sensibles al polvo de papel o papel de periódico (aunque no se generará polvo nuevo después de la instalación).
El rendimiento térmico de la celulosa suelta es comparable con otros tipos de aislamiento de bajo coste, pero es inferior al de las espumas de poliuretano y poliisocianurato. La conductividad térmica de la celulosa suelta es de aproximadamente 40 mW/m·K ( valor R : R métrico 2,6 por 100 mm; R imperial 3,8 por pulgada), que es aproximadamente igual o ligeramente mejor que la lana de vidrio o la lana de roca. Esto no representa el panorama completo del rendimiento térmico. Otros aspectos importantes son lo bien que está sellada la envoltura del edificio [ aclaración necesaria ] contra la infiltración de aire, los flujos de aire convectivos y los puentes térmicos.
La celulosa se adapta muy bien a elementos de las paredes, como tuberías y cableado, y deja pocas bolsas de aire que puedan reducir la eficiencia general de la pared. La celulosa compacta puede sellar las paredes para evitar la infiltración de aire y, al mismo tiempo, proporcionar la densidad necesaria para limitar la convección, cuando se instala correctamente. La Facultad de Arquitectura y Planificación de la Universidad de Colorado realizó un estudio en el que se compararon dos estructuras de prueba aparentemente idénticas, una aislada con celulosa y la otra con fibra de vidrio. El aislamiento de celulosa perdió un 26,4 % menos de energía térmica con el tiempo en comparación con el aislamiento de fibra de vidrio. También se demostró que tensaba la estructura más del 30 %. [8] Estudios posteriores en el mundo real muestran que la celulosa tiene un rendimiento entre un 20 y un 30 % mejor en la reducción de la energía utilizada para calefacción que la fibra de vidrio.
En comparación con el aislamiento de espuma de poliuretano de celda cerrada (R = 5,5 a 6,5 por pulgada), la celulosa tiene un valor R por pulgada más bajo, pero es mucho menos costosa; la espuma tiene un costo más alto por valor R equivalente. [ cita requerida ]
Los ahorros anuales obtenidos mediante el aislamiento varían ampliamente y dependen de varios factores, entre ellos el espesor del aislamiento, el rendimiento original de la pared, el clima local, el uso de calefacción/refrigeración, la hermeticidad de otros elementos del edificio, etc.
Un instalador afirma que el aislamiento de celulosa "puede ahorrar a los propietarios entre un 20 y un 50 por ciento en sus facturas de servicios públicos". [9]
El aislamiento reduce el ruido que se transmite a través de las paredes y entre los niveles del piso. La celulosa proporciona masa y amortiguación. Esto reduce el ruido de dos maneras: reduce la vibración lateral de las placas de yeso y atenúa el paso del sonido a lo largo de las cavidades. La celulosa es aproximadamente tres veces más densa que la fibra de vidrio, lo que proporciona una ligera mejora en la reducción del sonido.
Los boratos presentes en el aislamiento de celulosa proporcionan un control adicional contra el moho. Las instalaciones han demostrado que incluso varios meses de saturación de agua y una instalación incorrecta no provocaron moho. [10]
Es un error muy común pensar que la mera presencia de boratos crudos en el aislamiento de celulosa proporciona propiedades de control de plagas al producto. Si bien el ácido bórico en sí mismo mata a los insectos que se acicalan solos si se ingiere, debe administrarse al insecto en una concentración suficiente y en una forma ingerible para lograr la muerte del insecto. Se deben realizar pruebas adecuadas de los productos que contienen boratos para determinar si la dosis y la presentación son suficientes para matar a los insectos. Una vez probado, se requiere el registro en la EPA como pesticida antes de que un producto pueda anunciarse en los EE. UU. como que tiene efectos pesticidas.
El tratamiento con borato también le otorga a la celulosa la clasificación más alta de seguridad contra incendios (Clase I). [ cita requerida ] Muchas empresas de celulosa utilizan una mezcla de sulfato de amonio y borato. [ cita requerida ]
Los códigos de construcción de la mayoría de las ciudades estadounidenses exigen una barrera de vapor o un retardador en el interior de una pared exterior para evitar que la humedad del interior cálido se condense dentro de la pared y provoque moho o podredumbre. Sin embargo, muchos funcionarios de construcción dispensarán el requisito cuando se proporcione una buena razón. En marzo de 2008, la ciudad de Portland, Oregón , otorgó una exención del requisito de una barrera de vapor o un retardador cuando se use aislamiento de celulosa. [11] Esta apelación citó la guía de la industria de que la combinación de un retardador de vapor exterior (como lo exige el código) y uno interior podría atrapar humedad en la pared, lo que provocaría daños.
Estudios recientes han demostrado que incluso con un retardador de vapor, la humedad excesiva puede entrar en la pared por el movimiento del aire alrededor de penetraciones mal selladas, como enchufes eléctricos y luces empotradas. [12] Un grupo de la industria de la celulosa sostiene que al llenar completamente la cavidad de la pared, la celulosa limita el flujo de aire cálido y húmedo en la cavidad de la pared y, por lo tanto, limita la cantidad de humedad acumulada a una cantidad que la celulosa puede manejar sin causar daños. Además, la celulosa actúa para distribuir la humedad por toda la cavidad, evitando la acumulación de humedad en un área y ayudando a secar la humedad más rápidamente. [13] [14]
El valor R de 3,6 a 3,8 por pulgada [ cita requerida ] es bueno, pero no el mejor. [ cita requerida ] El costo del material por valor R es bueno, pero el costo de la mano de obra aumenta porque se necesitan más materiales y tiempo para instalar que el aislamiento de fibra de vidrio con el mismo valor R [ cita requerida ] .
La celulosa contiene pequeñas partículas que pueden introducirse en la casa a través de sellos inadecuados alrededor de los accesorios o pequeños orificios. [15] [16]
No todos los instaladores de aislamiento tienen experiencia con celulosa. Algunas consideraciones de instalación específicas para la celulosa incluyen cómo compactar la celulosa seca suelta; cómo aplicarla estabilizada (parcialmente húmeda) en superficies inclinadas y el tiempo adecuado necesario para que se seque la celulosa rociada en húmedo.
Los códigos de construcción relativos al aislamiento de celulosa pueden variar según la región, por lo que se debe consultar a los funcionarios de construcción locales antes de planificar una instalación.
Si no se instala correctamente, la celulosa de relleno suelta podría asentarse después de la aplicación. En algunas situaciones, esto podría dejar áreas de la pared sin aislar. Con la capacitación adecuada en métodos de instalación y técnicas de control de calidad, esto se descarta al instalar según densidades probadas, lo que evita cualquier asentamiento futuro.
Para un valor R determinado, la celulosa suelta pesa aproximadamente tres veces más por pie cuadrado que la fibra de vidrio suelta. [17] Las estructuras del techo deben inspeccionarse para detectar signos de debilidad antes de elegir un material para aislar los techos de las estructuras existentes. [18]
Muchas empresas de celulosa utilizan una mezcla de sulfato de amonio y borato para retardar el fuego. Aunque el sulfato de amonio normalmente no tiene olor, en algunos casos se ha detectado una emisión inexplicable de amoníaco y el consiguiente olor a amoníaco. [19]
Hay cierta evidencia de un aumento de la infestación de moho dentro de edificios aislados con celulosa densa rociada en húmedo, especialmente cuando se utiliza con una barrera de vapor. [20]
El aislamiento de cualquier tipo contribuye a que los edificios sean más eficientes energéticamente. Según la estructura y el fabricante, el uso de aislamiento de celulosa podría contribuir a obtener créditos LEED del programa de certificación del US Green Building Council . [21]
La celulosa está compuesta por un 75-85% de fibra de papel reciclado, generalmente papel de periódico de desecho posconsumo . El 15% restante es un retardante de fuego, como el ácido bórico o el sulfato de amonio. La celulosa tiene el mayor contenido reciclado de todos los materiales aislantes disponibles. Por ejemplo, la fibra de vidrio tiene un máximo del 50% de contenido reciclado.
Aunque la celulosa es considerada un material seguro, tiene una alta cantidad de químicos en su composición, generando así una cantidad media a alta de compuestos orgánicos volátiles (VOC), muy superior a otros materiales alternativos como batts, EPS, XPS o spray foam.
La energía incorporada del aislamiento de celulosa es la más baja de los tipos de aislamiento más populares. Requiere de 20 a 40 veces más energía para producir materiales de aislamiento hechos en hornos en comparación con la celulosa. [ cita requerida ] La celulosa se fabrica con máquinas accionadas eléctricamente, mientras que el aislamiento mineral se fabrica en hornos alimentados con combustible, [ cita requerida ] lo que reduce esta ventaja en cierta medida, ya que la generación de electricidad es menos del 50% eficiente. La celulosa se fabrica con papel disponible localmente, [ cita requerida ] mientras que las fábricas de aislamiento mineral envían materiales y productos a mayores distancias.
El aislamiento de celulosa utiliza boratos como retardante del fuego. Los boratos son un producto extraído de minas no renovables.
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