El aislamiento de celulosa es una fibra vegetal que se utiliza en las cavidades de paredes y techos para aislar, proteger contra corrientes de aire y reducir el ruido. El aislamiento de 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 de ruido.
La palabra celulosa proviene de la palabra francesa cellule para 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, aserrín, cáñamo y mazorcas de maíz. El aislamiento de celulosa moderno, elaborado con periódicos reciclados utilizando máquinas trituradoras y quitapolvo 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 energía para calefacción se dispararan en todo Estados Unidos, lo que generó interés en la conservación de energía. El aislamiento ganó una importante atención nacional en los EE. UU. como una tecnología barata y disponible para aumentar la eficiencia energética de los hogares. En 1977, después de un invierno particularmente severo, se otorgó un crédito fiscal a los propietarios estadounidenses que instalaran aislamiento.
Mientras que en 1976 había aproximadamente 100 empresas de aislamiento de celulosa con 125 plantas en Estados Unidos, 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 sencillo, barato y de baja tecnología. Aparte de algunas limitaciones creadas por la escasez de ácido bórico para su uso como retardante de fuego, la celulosa capturó una mayor participación en el mercado debido a sus costos más bajos y su idoneidad para modernizaciones. Mientras tanto, a los productores de fibra de vidrio y lana de roca les resultó difícil satisfacer la demanda de aislamiento de sus clientes.
Debido a las quejas de minoristas, contratistas y consumidores sobre 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 los fabricantes de celulosa estuviera llevando a un tratamiento inadecuado o insuficiente del aislamiento contra la amenaza de incendio, aunque no había estadísticas nacionales fiables. Esto llevó a nuevas regulaciones por parte de la Comisión Federal de Seguridad de Productos de Consumo (CPSC); 16 CFR Parte 1209 establece estándares de seguridad que cubren cuatro atributos del producto únicamente para aislamiento de celulosa: densidad sedimentada, corrosividad, flujo radiante crítico y combustión sin llama. Otra regulación aprobada fue la " Regla del valor R ", que impone limitaciones claras a las afirmaciones que las empresas de fabricación y marketing pueden hacer sobre su producto.
Los costos incurridos por el aumento de las pruebas de resistencia al fuego requeridas por la CPSC encarecieron la celulosa y la mala publicidad ayudó a disminuir la demanda. Los pequeños productores de aislamiento de celulosa no pudieron cumplir los requisitos de prueba y cerraron, o se fusionaron con otros pequeños fabricantes. En 1985, la CPSC pidió al Congreso que derogara la norma de inflamabilidad después de realizar más estudios. En 1991 sólo quedaban 61 productores de celulosa en Estados Unidos. [3]
Mientras tanto, la industria de la fibra de vidrio se benefició de la mayoría de las regulaciones aprobadas por el gobierno federal. La fuerte presión ejercida por los fabricantes más centralizados de aislamientos minerales y de fibra de vidrio ayudó a aprobar las estrictas normas contra incendios para el aislamiento de celulosa. Estos estándares fueron reforzados por boletines técnicos publicados por la Asociación de Fabricantes de Aislamientos Minerales (actualmente conocida como Asociación de Fabricantes de Aislamientos de América del Norte) que promovían declaraciones de riesgo de incendio contra el aislamiento de celulosa. Estas afirmaciones no fueron verificadas de forma independiente, enfrentaron poca revisión científica o fueron deliberadamente engañosas y falsas. [ cita necesaria ]
Actualmente, el uso del aislamiento de celulosa ha vuelto a aumentar en los Estados Unidos. Parte de la razón de este crecimiento podría estar relacionada con estudios que sugieren que la celulosa en realidad puede proteger un edificio de daños en un incendio mejor que la fibra de vidrio porque la celulosa es más densa y restringe el oxígeno necesario para quemar los miembros 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 sustentable . La celulosa tiene el mayor contenido reciclado de cualquier material aislante y también tiene menos energía incorporada que la fibra de vidrio y otros aislamientos minerales producidos en hornos.
El aislamiento de celulosa se fabrica a menudo moliendo con martillo residuos de periódicos . El periódico se trata con productos químicos, como ácido bórico , para retardar la propagación del fuego y hacer que la fibra del papel sea menos atractiva para las plagas.
Se han desarrollado cuatro tipos principales de productos de celulosa de relleno suelto bajo diversas marcas. Generalmente se caracterizan 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 motivos.
La celulosa seca se utiliza para modernizar casas antiguas soplando la celulosa en agujeros perforados en la parte superior de las paredes. [5] También se puede soplar 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 liquida entre un 13% y un 20% con el tiempo. [6] Este asentamiento podría dejar espacios en una pared a medida que el aislamiento se compacta verticalmente, o podría dejar espacio entre el piso y el aislamiento debajo de él. [5] Se puede utilizar una opción de paquete denso para reducir la sedimentación y minimizar aún más los espacios de aire. El paquete denso ejerce presión sobre la cavidad y debe realizarlo un instalador experimentado.
El relleno suelto en paredes es una técnica anticuada de uso de celulosa en las cavidades de las paredes. La industria del hogar y sus organismos de acreditación respaldan el estándar de densidad densa para el aislamiento de las cavidades de las paredes, que no se conforma. Este método detiene el efecto de pila y los bucles convectivos en las cavidades de las paredes.
La celulosa aplicada en aerosol se utiliza para aplicar celulosa a la construcción de paredes nuevas. Las diferencias son la adición de agua a la celulosa mientras se pulveriza, así como la adición de algún tipo de retardante de humedad como cloro [ cita necesaria ] para evitar cultivos 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. El spray húmedo permite la aplicación sin necesidad de un retenedor temporal. Además, el rociado húmedo permite un sellado aún mejor de la cavidad aislada contra la infiltración de aire y elimina los problemas de sedimentación. La instalación con rociador húmedo requiere que se permita que la pared se seque durante un mínimo de 24 horas (o hasta que se alcance un máximo de 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 en el panel de yeso del techo y ayudar a evitar un posible hundimiento. 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 con bajo contenido de polvo. Durante la aplicación de la mayoría de los tipos de aislamiento seco se crean niveles molestos de polvo, lo que hace necesario usar máscaras antipolvo simples durante la instalación. A este tipo de celulosa se le añade un pequeño porcentaje de aceite o amortiguador de polvo similar. Esto también puede ser apropiado para hogares donde las personas son sensibles al papel periódico o al polvo del papel (aunque no se creará polvo nuevo después de la instalación).
El rendimiento térmico de la celulosa rellena suelta se compara favorablemente con otros tipos de aislamiento de bajo costo, pero es menor que el de las espumas de poliuretano y poliisocianurato. La conductividad térmica de la celulosa de relleno suelto es de aproximadamente 40 mW/m·K ( valor R : métrico R2,6 por 100 mm; imperial R3,8 por pulgada), que es aproximadamente igual o ligeramente mejor que la lana de vidrio o la lana de roca. lana. Esto no representa el panorama completo del rendimiento térmico. Otros aspectos importantes son qué tan bien está sellada la envolvente del edificio [ se necesita aclaración ] contra la infiltración de aire, los flujos de aire convectivos y los puentes térmicos.
La celulosa es muy buena para colocarse alrededor de elementos en las paredes, como tuberías y cableado, dejando pocas bolsas de aire que puedan reducir la eficiencia general de la pared. La celulosa densa puede sellar las paredes contra la infiltración de aire y al mismo tiempo proporcionar la densidad para limitar la convección, cuando se instala correctamente. La Escuela de Arquitectura y Planificación de la Universidad de Colorado realizó un estudio que comparó 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 endurece la estructura más del 30%. [8] Encuestas posteriores en el mundo real muestran que la celulosa funciona entre un 20% y un 30% mejor que la fibra de vidrio para reducir la energía utilizada para calefacción.
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 necesaria ]
Los ahorros anuales derivados del aislamiento varían ampliamente y dependen de varios factores, incluido 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 sonido que atraviesa 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 la placa 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 en el aislamiento de celulosa brindan control adicional contra el moho. Las instalaciones han demostrado que incluso varios meses de saturación de agua e instalación incorrecta no produjeron moho. [10]
Es un error común pensar que la mera presencia de boratos crudos en el aislamiento de celulosa proporciona al producto propiedades de control de plagas. Si bien el ácido bórico en sí mata a los insectos que se acicalan solos si se ingiere, se debe presentar a un 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 insectos. Una vez probado, se requiere el registro ante la EPA como pesticida antes de que un producto pueda anunciarse en los EE. UU. con efectos pesticidas.
El tratamiento con borato también otorga a la celulosa la calificación de seguridad contra incendios más alta (Clase I). [ cita necesaria ] Muchas empresas de celulosa utilizan una mezcla de sulfato y borato de amonio. [ cita necesaria ]
Los códigos de construcción en 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 pudrición. Sin embargo, muchos funcionarios de la construcción renunciarán al requisito cuando se presente una buena razón. En marzo de 2008, la ciudad de Portland, Oregón , concedió una exención del requisito de una barrera de vapor o retardador cuando se utiliza aislamiento de celulosa. [11] Esta apelación citó la orientación de la industria de que la combinación de un retardador de vapor exterior (como lo requiere el código) y uno interior podría atrapar la humedad en la pared, provocando daños.
Estudios recientes han demostrado que incluso con un retardador de vapor, el exceso de humedad puede ingresar a la pared debido al movimiento del aire alrededor de penetraciones mal selladas, como enchufes eléctricos y luces de latas. [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 hacia la cavidad de la pared y, por lo tanto, limita la cantidad de humedad acumulada a una cantidad que la celulosa puede manejar sin daño. 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 necesaria ] es bueno, pero no el mejor. [ cita necesaria ] El costo del material por valor R es bueno, pero el costo de la mano de obra aumenta porque se necesita más material y tiempo para instalarlo que el aislamiento de fibra de vidrio con el mismo valor R [ cita necesaria ] .
La celulosa contiene pequeñas partículas que pueden entrar en la casa a través de sellos inadecuados alrededor de los accesorios o pequeños agujeros. [15] [16]
No todos los instaladores de aislamiento tienen experiencia con la celulosa. Algunas consideraciones de instalación específicas para la celulosa incluyen cómo empaquetar densamente la celulosa seca y rellenarla sueltamente; cómo aplicar estabilizado (parcialmente húmedo) en superficies inclinadas y el tiempo adecuado necesario para que se seque la celulosa en aerosol húmedo.
Los códigos de construcción relacionados con el 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 se instala incorrectamente, la celulosa de relleno suelta podría asentarse después de la aplicación. En algunas situaciones, esto podría dejar áreas de la pared sin aislamiento. Con una correcta formación en métodos de instalación y técnicas de control de calidad esto se descarta instalando a densidades probadas evitando 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 y borato de amonio para retardar el fuego. Aunque el sulfato de amonio normalmente es inodoro, en algunos casos se ha encontrado una emisión inexplicable de amoníaco y el consiguiente olor a amoníaco. [19]
Existe cierta evidencia de una mayor infestación de moho dentro de los edificios aislados con celulosa densa en aerosol húmedo, especialmente cuando se usa con una barrera de vapor. [20]
El aislamiento de cualquier tipo ayuda a que los edificios sean más eficientes energéticamente. Dependiendo de la estructura y del fabricante, el uso de aislamiento de celulosa podría contribuir a la obtención de créditos LEED del programa de certificación del US Green Building Council . [21]
La celulosa se compone de entre un 75% y un 85% de fibra de papel reciclado, generalmente papel periódico de desecho posconsumo . El otro 15% es un retardante de fuego como el ácido bórico o el sulfato de amonio. La celulosa tiene el mayor contenido reciclado de todos los aislamientos disponibles. Por ejemplo, la fibra de vidrio tiene una cantidad máxima de 50% de contenido reciclado.
Aunque la celulosa se considera un material seguro, tiene una gran cantidad de químicos en su composición, generando así una cantidad media a alta de compuestos orgánicos volátiles (COV), muy superior a otros materiales alternativos como bloques, EPS, XPS o espuma en aerosol.
La energía incorporada del aislamiento de celulosa es la más baja de los tipos de aislamiento populares. Se requiere de 20 a 40 veces más energía para producir materiales aislantes fabricados en hornos que la celulosa. [ cita necesaria ] La celulosa se fabrica mediante máquinas eléctricas, mientras que el aislamiento mineral se fabrica en hornos alimentados por combustible, [ cita necesaria ] reduciendo esta ventaja hasta cierto punto, ya que la generación de electricidad tiene menos del 50% de eficiencia. La celulosa se fabrica con papel disponible localmente, [ cita necesaria ] mientras que las fábricas de aislamiento mineral envían materiales y productos a distancias mayores.
El aislamiento de celulosa utiliza boratos para retardar el fuego. Los boratos son un producto extraído no renovable.