Un solar para la construcción de una hilera de bloques de apartamentos junto al río en Cambridge. Los edificios se están construyendo utilizando un sistema de construcción con una estructura de acero y varios componentes prefabricados. El plástico azul del edificio central es la barrera de vapor para el aislamiento térmico de las paredes antes de que se haya fijado el revestimiento exterior.
Los materiales de aislamiento de construcción son los materiales de construcción que forman la envoltura térmica de un edificio o reducen de otro modo la transferencia de calor.
El aislamiento se puede clasificar por su composición (materiales naturales o sintéticos), forma (listones, mantas, relleno suelto, espuma en aerosol y paneles), contribución estructural ( encofrados de hormigón aislante , paneles estructurados y fardos de paja), modo funcional (conductivo, radiativo, convectivo), resistencia a la transferencia de calor , impactos ambientales y más. A veces, se agrega una superficie térmicamente reflectante llamada barrera radiante a un material para reducir la transferencia de calor a través de la radiación y la conducción. La elección de qué material o combinación de materiales se utiliza depende de una amplia variedad de factores. Algunos materiales de aislamiento tienen riesgos para la salud, algunos tan significativos que ya no se permite su uso, pero siguen utilizándose en algunos edificios antiguos, como las fibras de amianto y la urea.
Consideración de los materiales utilizados
Los factores que afectan el tipo y la cantidad de aislamiento a utilizar en un edificio incluyen:
Conductividad térmica
Sensibilidad a la humedad
Resistencia a la compresión
Facilidad de instalación
Durabilidad: resistencia a la degradación por compresión, humedad, descomposición, etc.
Facilidad de reemplazo al final de la vida útil
Rentabilidad
Toxicidad
Inflamabilidad
Impacto ambiental y sostenibilidad
Consideraciones sobre la edificación y el clima:
Las condiciones climáticas medias de la zona geográfica donde se ubica el edificio
La temperatura a la que se utiliza el edificio
A menudo se utiliza una combinación de materiales para lograr una solución óptima y existen productos que combinan diferentes tipos de aislamiento en una sola forma.
Bloquea el flujo de aire al expandirse y sellar fugas, huecos y penetraciones. (Esto también puede mantener alejados a los insectos u otras plagas)
Puede servir como una barrera de vapor semipermeable con un mejor índice de permeabilidad que las barreras de vapor de láminas de plástico y, en consecuencia, reducir la acumulación de humedad, que puede provocar el crecimiento de moho .
Puede rellenar cavidades en paredes terminadas sin romperlas (como se requiere con los listones).
Funciona bien en espacios reducidos (como relleno suelto, pero superior).
Proporciona aislamiento acústico (como el relleno suelto, pero superior).
Se expande durante el curado, rellenando los desvíos y brindando una excelente resistencia a la infiltración de aire (a diferencia de los paneles y mantas, que pueden dejar desvíos y bolsas de aire, y superior a algunos tipos de relleno suelto. La celulosa rociada en húmedo es comparable).
Aumenta la estabilidad estructural (a diferencia del relleno suelto, similar a la celulosa pulverizada húmeda).
Se puede utilizar en lugares donde no se puede utilizar relleno suelto, como entre vigas y cabrios. Cuando se utiliza entre cabrios, la espuma en aerosol puede cubrir los clavos que sobresalen de la parte inferior del revestimiento, protegiendo así la cabeza.
Según el uso, los códigos de construcción y el entorno, la mayoría de las espumas requieren protección con una barrera térmica , como paneles de yeso, en el interior de una casa. Por ejemplo, puede ser necesaria una clasificación de resistencia al fuego de 15 minutos.
Puede encogerse levemente durante el curado si no se aplica sobre un sustrato calentado a la temperatura recomendada por el fabricante.
Aunque ya no se utilizan CFC , algunos utilizan HCFC o HFC como agentes espumantes. Ambos son potentes gases de efecto invernadero y los HCFC tienen cierto potencial de destrucción de la capa de ozono.
Muchos aislamientos de espuma están hechos a partir de productos petroquímicos y pueden ser un problema para quienes buscan reducir el uso de combustibles fósiles y petróleo. Sin embargo, se están poniendo a la venta algunas espumas que se fabrican a partir de fuentes renovables o recicladas. [3] [4]
El valor R disminuirá ligeramente con el tiempo, aunque la degradación del valor R se detendrá una vez que se alcance un equilibrio con el medio ambiente. Incluso después de este proceso, el valor R estabilizado es muy alto.
La mayoría de las espumas requieren protección contra la luz solar y los disolventes.
Es difícil adaptar algunas espumas a la estructura de un edificio existente debido a los productos químicos y procesos involucrados.
Si no se utiliza mascarilla o gafas protectoras, es posible que la visión se vea afectada temporalmente (2 a 5 días).
Puede requerir que el sistema HVAC tenga una fuente de aire fresco exterior, ya que es posible que la estructura no refresque el aire interior sin ella.
Ventajas de las espumas de celdas cerradas frente a las de celdas abiertas
La espuma de celdas abiertas es porosa, lo que permite que el vapor de agua y el agua líquida penetren en el aislamiento. La espuma de celdas cerradas no es porosa y no deja pasar la humedad, por lo que forma una barrera de vapor semipermeable . (Nota: los códigos de construcción suelen exigir barreras de vapor, independientemente del tipo de aislamiento utilizado. Consulte con las autoridades locales para conocer los requisitos de su zona).
Las espumas de celdas cerradas son aislantes superiores. Mientras que las espumas de celdas abiertas suelen tener valores R de 3 a 4 por pulgada (RSI-0,53 a RSI-0,70 por pulgada), las espumas de celdas cerradas pueden alcanzar valores R de 5 a 8 por pulgada (RSI-0,88 a RSI-1,41 por pulgada). Esto es importante si el espacio es limitado, porque permite utilizar una capa más delgada de aislamiento. Por ejemplo, una capa de 1 pulgada de espuma de celdas cerradas proporciona aproximadamente el mismo factor de aislamiento que 2 pulgadas de espuma de celdas abiertas.
La espuma de celdas cerradas es muy resistente y refuerza estructuralmente la superficie aislada. Por el contrario, la espuma de celdas abiertas es blanda cuando se cura y tiene poca resistencia estructural.
La espuma de celdas abiertas requiere recorte después de la instalación y eliminación del material de desecho. A diferencia de la espuma de celdas abiertas, la espuma de celdas cerradas rara vez requiere recorte y genera poco o ningún desperdicio.
Ventajas de las espumas de celdas abiertas frente a las de celdas cerradas
Las espumas de celdas abiertas permitirán que la madera respire.
Las espumas de celdas abiertas son increíblemente efectivas como barrera de sonido [ cita requerida ] , ya que tienen aproximadamente el doble de resistencia al sonido en rangos de frecuencia normales que la espuma de celdas cerradas.
Las espumas de celdas abiertas proporcionan un mejor rendimiento económico.
Las espumas de celdas abiertas a menudo tienen una temperatura de reacción exotérmica baja; no dañan los revestimientos del cableado eléctrico, la plomería u otros componentes de la construcción.
Un ejemplo es AirKrete, [5] a R-3.9 (RSI-0.69) por pulgada y sin restricción en la profundidad de aplicación. No peligroso. Al ser ignífugo, no humea en absoluto al entrar en contacto directo con la llama, y es un cortafuegos de dos horas en una aplicación de 3.5 in (89 mm) (o pared de montantes normal de 2 in × 4 in (51 mm × 102 mm)), según la prueba ASTM E-814 (UL 1479). Excelente para insonorizar; no hace eco como otras espumas. Respetuoso con el medio ambiente. No expansivo (bueno para casas existentes donde hay revestimiento interior). Totalmente sostenible: consta de cemento de óxido de magnesio y aire, que está hecho de óxido de magnesio extraído del agua de mar. Soplado con aire (sin CFC, HCFC u otros agentes de soplado dañinos). No tóxico, incluso durante la aplicación. No se encoge ni se asienta. Cero emisiones de COV. Químicamente inerte (no se conocen síntomas de exposición según MSDS). Resistente a los insectos. Resistente al moho. Insoluble en agua. Desventajas: es frágil a las bajas densidades necesarias para alcanzar el valor R citado [6] y, como todas las espumas, es más caro que los aislamientos de fibra convencionales. En 2010, la Comisión del Código de Construcción de Ontario dictaminó que AirKrete no cumplía con los requisitos para una aplicación específica en el código de construcción. Su dictamen establece que "Como el aislamiento propuesto no es impermeable, podría permitir que el agua o la humedad ingresen al ensamblaje de la pared, lo que podría causar daños o deterioro de los elementos del edificio". [7] A fecha de 2014-08-21, el dominio airkretecanada.com parece estar abandonado.
Generalmente R-5,6 (RSI-0,99) [8] o ligeramente mejor después de la estabilización: valores más altos (al menos R-7 o RSI-1,23) en tableros estabilizados. [9] Menos inflamable que el poliuretano.
Espuma de inyección fenólica
Como el Tripolímero R-5,1 por pulgada (ASTM-C-177). Conocido por sus capacidades de sellado de aire. El Tripolímero se puede instalar en cavidades de pared que tienen fibra de vidrio y celulosa en ellas. No peligroso. No restringido por la profundidad de aplicación. Resistente al fuego: propagación de llama 5, propagación de humo 0 (ASTM-E-84); no humea en absoluto al contacto directo con la llama y es un cortafuegos de dos horas en una pared de montantes de 3,5 pulgadas (89 mm) o normal de 2 pulgadas × 4 pulgadas (51 mm × 102 mm), aplicación según ASTM E-199. Excelente para insonorización, STC 53 (ASTM E413-73); no hace eco como otras espumas. Respetuoso con el medio ambiente. No expansivo (bueno para casas existentes donde hay revestimiento interior). Totalmente sostenible: consta de fenólico, un agente espumante y aire. Soplado con aire (sin CFC, HCFC u otros agentes de soplado dañinos). No tóxico, incluso durante la aplicación. No se encoge ni se asienta. No emite COV. Es químicamente inerte (no se conocen síntomas de exposición según la MSDS). Resistente a los insectos. A prueba de moho. Insoluble en agua. Desventajas: Como todas las espumas, es más caro que los aislamientos de fibra convencionales si solo se comparan los precios por pie cuadrado. Si se compara el precio con el valor R por pie cuadrado, el precio es aproximadamente el mismo.
Poliestireno (poliestireno expandido (EPS) y poliestireno extruido (XPS))
Blanco o amarillo. Puede utilizar una variedad de agentes espumantes. Resistente a la absorción de agua y al vapor de agua. Ejemplo de un producto comercial de poliuretano de celda cerrada:
Ecomate®
R-8 por pulgada. Ecomate ® es una tecnología de agente de soplado de espuma registrada y una familia de poliuretanos que tiene un impacto neutro en el medio ambiente [1] (la patente mundial fue otorgada a Foam Supplies Incorporated (FSI) en 2002). Se trata de un agente de soplado de espuma ecológico de nueva generación que está libre de clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC) e hidrofluorocarbonos (HFC) a base de metanolato de metilo de origen natural .
Poliuretano de celda abierta (baja densidad)
Blanco o amarillo. Se expande para rellenar y sellar cavidades, pero se expande lentamente, lo que evita dañar la pared. Resistente a la absorción de agua, pero permeable al vapor de agua. Resistente al fuego. Algunos tipos de aislamiento de poliuretano se pueden verter.
A continuación se muestran dos productos comerciales de poliuretano de baja densidad y celdas abiertas:
Icineno
Icynene es una marca registrada de espuma en aerosol de celda abierta de isocianato de Huntsman Building Solutions. La versión clásica tiene una resistencia térmica (valor R) de 3,7 por pulgada y otras versiones tienen valores aún más altos. [10] La fórmula también incluye un retardante de llama. Icynene utiliza agua para su aplicación en aerosol y la expansión química es causada por el dióxido de carbono generado entre el agua y el material de isocianato. Icynene se expandirá hasta 100 veces su tamaño original dentro de los primeros 6 segundos de su aplicación. Icynene no contiene sustancias que agoten la capa de ozono, como CFC, HFC y HCFC. Icynene contiene compuestos orgánicos volátiles (VOC). Icynene no emitirá gases nocivos una vez curado. Icynene tiene un potencial de calentamiento global de 1. La inflamabilidad es relativamente baja. Icynene mantiene su eficiencia sin pérdida de valor R durante la vida útil de la instalación. Icynene es más caro en comparación con los métodos de aislamiento tradicionales. Cualquier potencial daño ocurre principalmente durante la fase de instalación y en particular para los instaladores. [11] La fabricación de icynene involucra muchos productos petroquímicos tóxicos.
Espuma en spray Sealection 500
R-3,8 (RSI-0,67) por pulgada. [12] Espuma de poliuretano en aerosol de baja densidad soplada con agua que utiliza agua en una reacción química para crear dióxido de carbono y vapor que expande la espuma. La propagación de la llama es de 21 y el humo desarrollado es de 217, lo que lo convierte en un material de Clase I (mejor clasificación de resistencia al fuego). Desventajas: Es un isocianato.
El aislamiento de paneles rígidos, también conocido como aislamiento continuo [13] , puede estar hecho de plásticos espumosos como poliisocianurato o poliestireno , o de materiales fibrosos como fibra de vidrio, lana de roca y escoria . El aislamiento continuo de paneles rígidos se utiliza a menudo para proporcionar una ruptura térmica en la envoltura del edificio , reduciendo así los puentes térmicos .
Paneles aislantes estructurales
Los paneles estructurales aislantes (SIP), también llamados paredes de piel tensada, utilizan el mismo concepto que en las puertas exteriores con núcleo de espuma, pero extienden el concepto a toda la casa. Se pueden utilizar para cielorrasos, pisos, paredes y techos. Los paneles generalmente consisten en madera contrachapada, tableros de virutas orientadas o paneles de yeso pegados y colocados en forma de sándwich alrededor de un núcleo que consiste en poliestireno expandido, poliuretano, poliisocianurato, paja de trigo comprimida o epoxi. El epoxi es demasiado caro para usarlo como aislante por sí solo, pero tiene un alto valor R (7 a 9), alta resistencia y buena resistencia química y a la humedad.
Los paneles SIP vienen en distintos espesores. Cuando se construye una casa, se pegan entre sí y se aseguran con madera. Proporcionan el soporte estructural, en lugar de los montantes que se utilizan en los armazones tradicionales.
Ventajas
Fuerte. Capaz de soportar cargas, incluidas cargas externas provenientes de precipitaciones y viento.
Construcción más rápida que una casa construida con estructura de madera. Se necesita menos madera.
Aislar acústicamente.
Impermeable a la humedad.
Puede transportar paneles prefabricados al sitio de construcción y ensamblarlos allí.
Crea una carcasa de aislamiento sólido alrededor de la casa, a la vez que reduce los desvíos comunes en las construcciones con armazón de madera. El resultado es una casa inherentemente energéticamente eficiente.
No utilice formaldehído, CFC o HCFC en la fabricación.
Valores R reales y menores costos de energía.
Desventajas
Más caro que otros tipos de aislamiento.
Puentes térmicos en ranuras y puntos de fijación de la madera, a menos que se utilice una ranura con rotura térmica (madera aislada).
Batts y mantas de fibra de vidrio (lana de vidrio)
Los listones se cortan previamente, mientras que las mantas se venden en rollos continuos. Comprimir el material reduce su eficacia. Cortarlo para que quepan las cajas eléctricas y otras obstrucciones permite que el aire tenga un camino libre para atravesar la cavidad de la pared. Se pueden instalar listones en dos capas a lo largo de un piso de ático sin terminar, perpendiculares entre sí, para aumentar la eficacia a la hora de evitar los puentes térmicos . Las mantas pueden cubrir las vigas y los montantes, así como el espacio entre ellos. Los listones pueden resultar difíciles y desagradables de colgar debajo de los pisos entre las vigas; las correas, o una tela grapada o una malla de alambre a lo largo de las vigas, pueden sostenerlos.
Los espacios entre los paneles (desvíos) pueden convertirse en lugares de infiltración de aire o condensación (ambos reducen la eficacia del aislamiento) y requieren una atención estricta durante la instalación. Del mismo modo, es necesario un cuidadoso acondicionamiento contra la intemperie y la instalación de barreras de vapor para garantizar que los paneles funcionen de manera óptima. La infiltración de aire también se puede reducir agregando una capa de relleno suelto de celulosa sobre el material.
Tipos
Lana de roca y escoria . Generalmente se fabrica a partir de escoria de alto horno de roca (basalto, diabasa) o de mineral de hierro. Algunas lanas de roca contienen vidrio reciclado. No son inflamables.
Fibra de vidrio . Fabricada a partir de vidrio fundido, generalmente con un 20% a 30% de desechos industriales reciclados y contenido posconsumo. [14] No inflamable, excepto el revestimiento (si está presente). A veces, el fabricante modifica el revestimiento para que sea resistente al fuego. Algunas fibras de vidrio no tienen revestimiento, otras tienen revestimiento de papel con una fina capa de asfalto y otras tienen revestimiento de aluminio. Los paneles revestidos con papel son retardadores de vapor, no barreras de vapor. Los paneles revestidos con aluminio son barreras de vapor . La barrera de vapor debe instalarse hacia el lado cálido.
Fibra de vidrio de alta densidad
Fibra de plástico, generalmente hecha de plástico reciclado. No causa irritación como la fibra de vidrio, pero es más difícil de cortar que la fibra de vidrio. No se utiliza en EE. UU. Es inflamable, pero está tratada con un retardante de fuego.
Fibra natural
Imagen termográfica de un buitre en invierno. Las plumas del buitre atrapan el aire, aislándolo del frío.
En Europa se encuentran disponibles aislamientos de fibra natural, tratados según sea necesario con retardantes de fuego e insectos de baja toxicidad: [15] Los aislamientos de fibra natural se pueden utilizar sueltos como granulados o formados en paneles flexibles o semirrígidos y paneles rígidos utilizando un aglutinante (en su mayoría sintético, como poliéster, poliuretano o poliolefina). El material aglutinante puede ser nuevo o reciclado.
Los ejemplos incluyen corcho , [16] algodón , tejido/ropa reciclados, cáñamo , lino , coco , lana , fibra de madera ligera, celulosa , algas marinas , etc. De manera similar, muchos materiales de desecho de origen vegetal se pueden utilizar como aislante, como cáscaras de nueces , mazorcas de maíz , la mayoría de las pajitas , incluida la paja de lavanda, corchos de botellas de vino reciclados (granulados), etc. Por lo general, tienen un rendimiento térmico significativamente menor que los productos industriales; esto se puede compensar aumentando el grosor de la capa de aislamiento. [17] Pueden requerir o no retardantes de fuego o tratamientos antiinsectos/plagas. El revestimiento de arcilla es un aditivo no tóxico que a menudo cumple con estos requisitos.
El aislamiento tradicional de paja ligera impregnada de arcilla se ha utilizado durante siglos en los climas del norte de Europa. El revestimiento de arcilla le otorga al aislamiento una resistencia al fuego de media hora según las normas DIN (alemanas).
Una fuente adicional de aislamiento derivada del cáñamo es el hormigón de cáñamo , que consiste en estopas de cáñamo mezcladas con un aglutinante de cal. [18] Tiene poca resistencia estructural pero puede proporcionar resistencia a la tracción y aislamiento con valores R comparables o superiores dependiendo de la relación entre cáñamo y aglutinante. [19]
Panel aislante de corcho
Durante el siglo II (c.100-c.200) la civilización humana conoció por primera vez el corcho como material, y no fue hasta el siglo XIX cuando se empezó a utilizar ampliamente, lo que dio lugar a una importante producción industrial. [20] El corcho se obtiene de los robles que se encuentran generalmente en Portugal, España y otros países mediterráneos. Cuando un árbol alcanza los 20 a 35 años, se puede cosechar en intervalos de 10 años durante más de 200 años. La corteza del roble tiene una estructura molecular en forma de red llena de millones de burbujas de aire que le dan a la corteza resistencia, elasticidad, aislamiento térmico, amortiguación acústica y propiedades de absorción de impactos. El material es sostenible, reutilizable y reciclable.
Existen dos tipos de corcho: el corcho puro, que es preferible por sus propiedades aglutinantes naturales, y el corcho aglomerante. El corcho puro se fabrica mediante procesos de calentamiento y vaporización mediante los cuales los granulados de corcho se moldean en un bloque. La resina natural del corcho actúa como agente aglutinante. Para la producción del corcho aglomerante se requiere un agente aglutinante artificial.
El corcho se utiliza normalmente para el aislamiento acústico y térmico de paredes, suelos, techos y fachadas. Este panel de corcho, que es ignífugo y aislante térmico, es además hipoalergénico, fácil de instalar y un sustituto considerablemente más seguro que el aislamiento a base de fibra y plástico. Entre los problemas más importantes que presenta el corcho se encuentran la dificultad de mantenimiento y limpieza, especialmente si el material se expone a un uso intensivo, como el aislamiento de suelos. Los daños menores en la superficie del corcho pueden hacer que el material sea más propenso a mancharse. [21]
Aislamiento de lana de oveja
El aislamiento de lana de oveja es un aislante térmico muy eficiente con un rendimiento similar a la fibra de vidrio, aproximadamente R13-R16 para una capa de 4 pulgadas de espesor. [22] La lana de oveja no reduce su rendimiento incluso cuando hay condensación, pero su tratamiento ignífugo puede deteriorarse con la humedad repetida. [23] Está hecha de la lana de desecho que las industrias de alfombras y textiles rechazan, y está disponible tanto en rollos como en mantas para el aislamiento térmico y acústico de viviendas y edificios comerciales. La lana es capaz de absorber hasta un 40% de su propio peso en condensación mientras permanece seca al tacto. A medida que la lana absorbe la humedad, se calienta y, por lo tanto, reduce el riesgo de condensación. Tiene la capacidad única de absorber gases COV como formaldehído, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y bloquearlos de forma permanente. El aislamiento de lana de oveja tiene una larga vida útil debido al rizo natural de la fibra, las pruebas de resistencia han demostrado que tiene una esperanza de vida de más de 100 años.
Fibra de madera
El aislamiento de fibra de madera está disponible como relleno suelto, paneles flexibles y paneles rígidos para todos los usos de aislamiento térmico y acústico. Se puede utilizar como aislamiento interno: entre montantes, vigas o vigas del techo, debajo de pisos de madera para reducir la transmisión del sonido, contra paredes de mampostería o externamente: utilizando un revestimiento o techado de pantalla contra la lluvia, o directamente enlucido/revocado, [24] sobre vigas o montantes de madera o estructuras de mampostería como aislamiento externo para reducir los puentes térmicos. Hay dos procesos de fabricación:
Proceso húmedo similar al de las fábricas de pulpa en el que las fibras se ablandan y, bajo calor y presión, la lignina de las fibras se utiliza para crear tableros. Los tableros tienen un espesor de aproximadamente 25 mm; los tableros más gruesos se fabrican mediante encolado (con almidón modificado o cola de madera de PVA). Se añaden aditivos como látex o betún para aumentar la resistencia al agua.
un proceso seco en el que se agrega un aglutinante sintético como PET (poliéster fundido), poliolefina o poliuretano y los tableros/listones se prensan a diferentes densidades para hacer listones flexibles o tableros rígidos.
Batatas de algodón
El aislamiento de algodón está ganando popularidad como una opción ambientalmente preferible para el aislamiento. Tiene un valor R de alrededor de 3,7 (RSI-0,65), equivalente al valor medio de los paneles de fibra de vidrio. El algodón es principalmente chatarra industrial reciclada, lo que proporciona un beneficio de sostenibilidad. Los paneles no utilizan el soporte de formaldehído tóxico que se encuentra en la fibra de vidrio, y la fabricación no es tan intensiva en energía como el proceso de extracción y producción requerido para la fibra de vidrio. El ácido bórico se utiliza como retardante de llama. Se funde una pequeña cantidad de poliolefina como adhesivo para unir el producto (y es preferible a los adhesivos de formaldehído). La instalación es similar a la de la fibra de vidrio, sin la necesidad de un respirador, pero requiere algo de tiempo adicional para cortar el material. El aislamiento de algodón cuesta alrededor de un 10-20% más que el aislamiento de fibra de vidrio. [23] Al igual que con cualquier aislamiento de paneles, la instalación adecuada es importante para garantizar una alta eficiencia energética. [25]
Ventajas
Valor R equivalente a los paneles de fibra de vidrio típicos
Contenido reciclado, sin formaldehído ni otras sustancias tóxicas y muy baja toxicidad durante la fabricación (solo a partir de la poliolefina)
Puede ayudar a calificar para LEED o programas de certificación ambiental de edificios similares
Las fibras no provocan picazón y no hay riesgo de cáncer por las fibras transportadas por el aire.
Desventajas
Difícil de cortar. Algunos instaladores pueden cobrar un costo ligeramente más alto por la instalación en comparación con otros paneles. Esto no afecta la eficacia del aislamiento, pero puede requerir que se elija un instalador con más cuidado, ya que cualquier panel debe cortarse para que encaje bien en la cavidad.
Incluso con una instalación adecuada, los paneles no sellan completamente la cavidad contra el movimiento del aire (como ocurre con la celulosa o la espuma expansiva).
Todavía requiere un retardador de vapor o barrera (a diferencia de la celulosa)
Puede ser difícil de secar si una fuga permite que entre humedad excesiva en la cavidad aislada.
Relleno suelto (incluida celulosa)
Los materiales de relleno sueltos se pueden aplicar con soplado en áticos, cavidades de paredes terminadas y áreas de difícil acceso. Son ideales para estas tareas porque se adaptan a los espacios y rellenan los rincones y grietas. [26] También se pueden rociar en el lugar, generalmente con adhesivos a base de agua. Muchos tipos están hechos de materiales reciclados (un tipo de celulosa ) y son relativamente económicos.
Procedimiento general para rehabilitaciones en muros:
Perfore agujeros en la pared con una sierra perforadora, teniendo en cuenta los cortafuegos, las tuberías de plomería y otras obstrucciones. Puede ser conveniente perforar dos agujeros en cada cavidad de la pared o sección de viga, uno en la parte inferior y un segundo en la parte superior, tanto para la verificación como para el remate.
Bombee relleno suelto en la cavidad de la pared, tirando gradualmente de la manguera hacia arriba a medida que se llena la cavidad.
Tapar los agujeros en la pared.
Ventajas
El aislamiento de celulosa es preferible desde el punto de vista ambiental (80 % de periódico reciclado) y seguro. Tiene un alto contenido reciclado y es menos riesgoso para el instalador que la fibra de vidrio (relleno suelto o paneles). [27]
Valor R 3,4 – 3,8 (RSI-0,60 – 0,67) por pulgada (unidades imperiales)
El aislamiento de relleno suelto rellena mejor la cavidad de la pared que los paneles. Las aplicaciones de rociado húmedo suelen sellar incluso mejor que las de rociado seco.
Clasificación de seguridad contra incendios de clase I
Sin aglutinantes a base de formaldehído
No elaborado a partir de petroquímicos ni productos químicos con alta toxicidad.
Desventajas
El peso puede hacer que los techos se comben si el material es muy pesado. Los instaladores profesionales saben cómo evitarlo y las placas de yeso típicas funcionan bien cuando están compactadas.
Con el tiempo, el aislamiento se asentará y perderá parte de su eficacia. Los contratistas inescrupulosos pueden "esponjar" el aislamiento utilizando menos bolsas de las óptimas para un valor R deseado. La celulosa rociada en seco (pero no la rociada en húmedo) puede asentarse hasta un 20% de su volumen original. [28] Sin embargo, el asentamiento esperado está incluido en el valor R indicado. La instalación en seco con empaque denso reduce el asentamiento y aumenta el valor R.
Los valores R indicados en el embalaje se basan en condiciones de laboratorio; la infiltración de aire [ aclaración necesaria ] puede reducir significativamente la eficacia, en particular en el caso del relleno suelto de fibra de vidrio. La celulosa inhibe la convección de forma más eficaz. En general, se considera que el relleno suelto es mejor para reducir la presencia de huecos en el aislamiento que los paneles, ya que la cavidad se sella con más cuidado. La infiltración de aire a través del propio material aislante no se ha estudiado en profundidad, pero sería menor en el caso de los aislamientos con pulverización húmeda, como la celulosa con pulverización húmeda.
Puede absorber humedad. [29]
Tipos
Lana de roca y escoria, también conocida como lana mineral o fibra mineral. Está hecha de roca (basalto, diabasa), escoria de alto horno de mineral de hierro o vidrio reciclado. No es inflamable. Es más resistente al flujo de aire que la fibra de vidrio. Se apelmaza y pierde eficacia cuando está húmeda o mojada, pero no absorbe mucha humedad y recupera su eficacia una vez seca. La lana mineral más antigua puede contener amianto, pero normalmente se encuentra en cantidades mínimas.
Aislamiento de celulosa . La celulosa es más densa y resistente al flujo de aire que la fibra de vidrio. La humedad persistente debilitará los retardantes de llama de sulfato de aluminio en la celulosa (que a veces se utilizan en los EE. UU.). [30] Sin embargo, los retardantes de llama de borato (utilizados principalmente en Australia y comúnmente en los EE. UU.) han estado en uso durante más de 30 años y no se ven afectados por la humedad de ninguna manera. La celulosa de paquete denso es altamente resistente a la infiltración de aire y se instala en una cavidad de pared abierta utilizando redes o marcos temporales, o se adapta a posteriori en paredes terminadas. Sin embargo, la celulosa de paquete denso bloquea, pero no sella permanentemente, los bypasses, de la forma en que lo haría una espuma en aerosol de celda cerrada. Además, al igual que con los bloques y las mantas, el aire cálido y húmedo seguirá pasando, a menos que haya una barrera de vapor continua casi perfecta [ cita requerida ] .
El aislamiento de celulosa rociado en húmedo es similar al aislamiento de relleno suelto, pero se aplica con una pequeña cantidad de agua para ayudar a que la celulosa se adhiera al interior de las cavidades abiertas de la pared y para que la celulosa sea más resistente al asentamiento. La aplicación por rociado proporciona una protección aún mejor contra la infiltración de aire y mejora la rigidez de la pared. También permite la aplicación en paredes inclinadas, áticos y espacios similares. El rociado en húmedo es mejor para las construcciones nuevas, ya que se debe dejar que la pared se seque por completo antes de sellarla con paneles de yeso (se recomienda un medidor de humedad). La celulosa rociada en húmedo (también llamada estabilizada) utiliza menos agua para acelerar el tiempo de secado.
Fibra de vidrio. Generalmente de color rosa, amarillo o blanco. Pierde eficacia cuando está húmeda o mojada, pero no absorbe mucha agua. No es inflamable. Ver Efectos de la fibra de vidrio en la salud.
Aislantes naturales como corcho granulado, fibras de cáñamo, cereales, todos ellos susceptibles de ser tratados con retardantes de fuego e insectos de baja toxicidad.
Vermiculita . Generalmente de color gris o marrón.
Perlita . Generalmente de color blanco o amarillo.
Algodón , lana, cáñamo, mazorcas de maíz, polvo de paja y otros materiales naturales cosechados. No es común.
Corcho granulado. El corcho es un aislante tan bueno como la espuma. No absorbe agua porque está formado por celdas cerradas. Resiste al fuego. Se utiliza en Europa.
La mayoría de los aislantes de origen vegetal, como las astillas de madera, la fibra de madera, el aserrín, la corteza de secuoya, la fibra de cicuta, la madera de balsa, la fibra de cáñamo, la fibra de lino, etc., son higroscópicos. La madera absorbe agua, lo que reduce su eficacia como aislante térmico. En presencia de humedad, la madera es susceptible al moho, los hongos y la putrefacción. Un diseño cuidadoso de los sistemas de paredes, techos y pisos, como se hace en Europa, evita estos problemas que se deben a un diseño deficiente.
Reglamento
Normas regulatorias de EE. UU. para el aislamiento de celulosa
16 CFR Parte 1209 (Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor o CPSC): cubre la densidad sedimentada, la corrosividad, el flujo radiante crítico y la combustión sin llama.
La norma ASTM C-739 (aislamiento de celulosa de relleno suelto) cubre todos los factores de la regulación de la CPSC y cinco características adicionales: valor R, contenido de almidón, absorción de humedad, olor y resistencia al crecimiento de hongos.
Norma ASTM C-1149: Norma industrial para aislamiento de celulosa aplicado por aspersión con soporte propio para aplicaciones expuestas o en cavidades de pared; cubre densidad, valor R, combustión superficial, fuerza adhesiva, combustión latente, resistencia a hongos, corrosión, absorción de vapor de humedad, olor, permanencia de resistencia a la llama (no existe ninguna prueba para esta característica), deflexión del sustrato (para productos de aplicación expuesta) y erosión del aire (para productos de aplicación expuesta).
16 CFR Parte 460 – (Reglamento de la Comisión Federal de Comercio) comúnmente conocido como la “Regla del Valor R”, destinado a eliminar afirmaciones engañosas sobre el marketing de aislamiento y garantizar la publicación de datos precisos sobre el Valor R y la cobertura.
Aerogeles
Los aerogeles , un material de baja densidad y alto rendimiento, se pueden utilizar en claraboyas, solarios y otras aplicaciones especiales . El aerogel de sílice tiene la conductividad térmica más baja de todas las sustancias conocidas (a excepción del vacío) y el aerogel de carbono absorbe la radiación infrarroja (es decir, el calor de los rayos solares) y, al mismo tiempo, permite que entre la luz del día. La combinación de aerogel de sílice y carbono ofrece las mejores propiedades aislantes de todos los materiales conocidos, aproximadamente el doble de protección aislante que el siguiente mejor material aislante, la espuma de celdas cerradas.
Fardos de paja
El uso de fardos de paja muy comprimidos como aislante, aunque poco común, está ganando popularidad en proyectos de construcción experimentales por el alto valor R y el bajo costo de una pared gruesa hecha de paja. "La investigación realizada por Joe McCabe en la Universidad de Arizona encontró que el valor R tanto para fardos de trigo como de arroz era de aproximadamente R-2,4 (RSI-0,42) por pulgada en el sentido de la fibra, y R-3 (RSI-0,53) por pulgada en el sentido contrario a la fibra. Un fardo de 3 cuerdas de 23" de ancho colocado en posición horizontal = R-54,7 (RSI-9,64), colocado de canto (16" de ancho) = R-42,8 (RSI-7,54). Para fardos de 2 cuerdas colocados en posición horizontal (18" de ancho) = R-42,8 (RSI-7,54), y de canto (14" de ancho) = R-32,1 (RSI-5,66)" (Steen et al.: The Straw Bale House, 1994). El uso de un techo sándwich con relleno de fardos de paja aumenta considerablemente el valor R. Esto se compara muy favorablemente con el R-19 (RSI-3,35) de una pared aislada convencional de 2 x 6. Cuando se utilizan fardos de paja para la construcción, estos deben compactarse bien y dejarse secar lo suficiente. Cualquier espacio de aire o humedad puede reducir drásticamente la eficacia del aislamiento.
Aislamiento reflectante y barreras radiantes
El aislamiento reflectante y las barreras radiantes reducen la radiación de calor hacia o desde la superficie de un material. Las barreras radiantes reflejarán la energía radiante . Una barrera radiante por sí sola no afectará el calor conducido a través del material por contacto directo o el calor transferido por aire húmedo ascendente o convección. Por esta razón, tratar de asociar los valores R con las barreras radiantes es difícil e inadecuado. La prueba del valor R mide la transferencia de calor a través del material, no hacia o desde su superficie. No existe una prueba estándar diseñada para medir solo la reflexión de la energía térmica irradiada. El calor irradiado es un medio importante de transferencia de calor; el calor del sol llega irradiando a través del espacio y no por conducción o convección. Por la noche, la ausencia de calor (es decir, frío) es exactamente el mismo fenómeno, y el calor irradiado se describe matemáticamente como el opuesto lineal. Las barreras radiantes evitan la transferencia de calor radiante por igual en ambas direcciones. Sin embargo, el flujo de calor hacia y desde las superficies también ocurre a través de la convección , que en algunas geometrías es diferente en diferentes direcciones.
El papel de aluminio reflectante es el material más común que se utiliza como barrera radiante. No tiene una masa significativa para absorber y retener el calor. También tiene valores de emitancia muy bajos (valores E) (normalmente 0,03 en comparación con 0,90 para la mayoría de los aislamientos a granel), lo que reduce significativamente la transferencia de calor por radiación.
Tipos de barreras radiantes
Lámina o "laminado reflectante" (RFL).
Paneles de poliuretano revestidos con láminas o de poliisocianurato revestidos con láminas .
Poliestireno revestido con láminas. Este EPS laminado de alta densidad es más flexible que los paneles rígidos, funciona como barrera de vapor y actúa como un cortacircuitos térmico. Se utiliza en la parte inferior de los revestimientos de los techos, cielorrasos y paredes. Para obtener mejores resultados, no se debe utilizar como aislamiento para rellenar cavidades.
Envoltura de burbujas con respaldo de aluminio. Es delgada, más flexible que los paneles rígidos, funciona como barrera de vapor y se parece a un plástico de burbujas con papel de aluminio en ambos lados. Se utiliza a menudo en tuberías y conductos fríos y en la parte inferior del revestimiento del techo.
Tejas de color claro y pintura reflectante. A menudo llamadas techos fríos , ayudan a mantener los áticos más frescos en verano y en climas cálidos. Para maximizar el enfriamiento radiativo durante la noche, a menudo se eligen por tener una alta emisividad térmica, mientras que su baja emisividad para el espectro solar refleja el calor durante el día.
Techos de metal; por ejemplo, aluminio o cobre.
Las barreras radiantes pueden funcionar como barreras de vapor y cumplir ambos propósitos con un solo producto.
Los materiales con un lado brillante (como el poliestireno revestido con papel de aluminio) deben colocarse con el lado brillante orientado hacia un espacio de aire para que sean efectivos. Una barrera radiante de papel de aluminio se puede colocar de cualquier manera: el lado brillante lo crea el laminador durante el proceso de fabricación y no afecta la reflectividad del material de la lámina. Como las barreras radiantes funcionan reflejando la energía infrarroja, el papel de aluminio funcionaría de la misma manera si ambos lados fueran opacos.
El aislamiento es un material de barrera para resistir/reducir la transferencia de sustancias (agua, vapor, etc.)/energía (sonido, calor, electricidad, etc.) de un lado a otro.
El aislamiento térmico/calor es un material de barrera para resistir/bloquear/reflejar la energía térmica (ya sea una o más de las de conducción, convección o radiación) para transferirla de un lado a otro.
El aislamiento reflectante es uno de los aislamientos térmicos/de calor que refleja la transferencia de calor por radiación (calor radiante) de un lado a otro debido a la superficie reflectante (o baja emitancia).
Hay muchas definiciones sobre "Aislamiento térmico/térmico" y la interpretación errónea común de "Aislamiento térmico/térmico" = "Aislamiento en masa/volumen/bloque", que en realidad se utiliza para resistir la transferencia de calor por conducción con cierto "valor R".
Como tales, los materiales que reflejan calor radiante con un “valor R” insignificante también deben clasificarse como “aislamiento térmico/térmico”.
Por lo tanto, aislamiento reflectante = barrera radiante
Ventajas
Muy eficaz en climas más cálidos.
Sin cambios en el rendimiento térmico a lo largo del tiempo debido a la compactación, desintegración o absorción de humedad.
Las láminas delgadas ocupan menos espacio que el aislamiento a granel.
Debe combinarse con otros tipos de aislamiento en climas muy fríos.
Puede resultar en un riesgo de seguridad eléctrica si la lámina entra en contacto con un cableado eléctrico defectuoso.
Aislamiento peligroso y discontinuado
Ciertas formas de aislamiento utilizadas en el pasado ya no se utilizan debido a los riesgos reconocidos para la salud.
Espuma y paneles de urea-formaldehído (UFFI)
El aislamiento de urea-formaldehído libera gas formaldehído venenoso, lo que provoca problemas de calidad del aire interior . El enlace químico entre la urea y el formaldehído es débil, lo que provoca la degradación de las células de espuma y la emisión de gas formaldehído tóxico en la casa con el tiempo. Además, algunos fabricantes utilizaron un exceso de formaldehído para asegurar la unión química de toda la urea. Cualquier formaldehído sobrante se escaparía después de la mezcla. La mayoría de los estados lo prohibieron a principios de la década de 1980 después de que se descubrieran los peligros para los ocupantes del edificio. Sin embargo, las emisiones son más altas cuando el urea-formaldehído es nuevo y disminuyen con el tiempo, por lo que las casas que han tenido urea-formaldehído dentro de sus paredes durante años o décadas no requieren remediación.
El UFFI ofrece poca resistencia mecánica, ya que el material es débil y quebradizo. Antes de que se reconocieran sus riesgos, se utilizaba porque era un aislante barato y eficaz con un alto valor R y su estructura de celdas abiertas era un buen aislante acústico . Aunque absorbía la humedad fácilmente, recuperaba su eficacia como aislante cuando se secaba. [31]
Amianto
El amianto es una fibra mineral que se encuentra en las rocas y el suelo [32] y que tradicionalmente se ha utilizado como material aislante en muchas casas y edificios. Es ignífugo, un buen aislante térmico y eléctrico y resistente a los ataques químicos y al desgaste. También se ha descubierto que el amianto puede provocar cáncer cuando se encuentra en forma friable (es decir, cuando es probable que libere fibras al aire, cuando se rompe, se deshilacha, se tritura o se raspa).
Cuando se encuentra en el hogar, el amianto suele parecerse a un cartón corrugado de color blanco grisáceo recubierto de tela o lona, que suele sujetarse alrededor de tuberías y conductos con correas de metal. Cosas que normalmente pueden contener amianto: [33]
Aislamiento de calderas y hornos.
Envoltura de conductos de calefacción.
Aislamiento de tuberías ("revestimiento").
Conductos y tuberías de tránsito dentro de losas.
Techos acústicos.
Materiales texturizados.
Pavimentos resilientes.
Aislamiento insuflado.
Materiales para tejados y fieltros.
Cuestiones de salud y seguridad
Espuma de poliuretano en aerosol (SPF)
Todas las espumas de poliuretano están compuestas de productos petroquímicos . El aislamiento con espuma suele utilizar productos químicos peligrosos con una alta toxicidad para los seres humanos, como isocianatos, benceno y tolueno . Los agentes espumantes ya no utilizan sustancias que dañan la capa de ozono. Se requiere que todas las personas que se encuentren en el área que se va a rociar utilicen equipos de protección personal para eliminar la exposición a los isocianatos , que constituyen aproximadamente el 50 % de la materia prima de la espuma. [2]
Fibra de vidrio
La fibra de vidrio es el material aislante residencial más común y, por lo general, se aplica en forma de bloques de aislamiento, presionados entre montantes. Los problemas de salud y seguridad incluyen el riesgo potencial de cáncer por la exposición a las fibras de vidrio, la liberación de formaldehído de los gases de soporte/resina, el uso de petroquímicos en la resina y los aspectos de salud ambiental del proceso de producción. Las prácticas de construcción ecológicas evitan el aislamiento de fibra de vidrio.
La Organización Mundial de la Salud ha declarado que el aislamiento de fibra de vidrio es potencialmente cancerígeno (OMS, 1998 [34] ). En octubre de 2001, una revisión internacional de expertos realizada por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) reevaluó la evaluación de la IARC de 1988 sobre las fibras de vidrio y eliminó las lanas de vidrio de su lista de posibles carcinógenos al rebajar la clasificación de estas fibras del Grupo 2B (posible carcinógeno) al Grupo 3 (no clasificable en cuanto a carcinogenicidad en humanos). Todas las lanas de fibra de vidrio que se utilizan habitualmente para el aislamiento térmico y acústico están incluidas en esta clasificación. La IARC señaló específicamente: "Los estudios epidemiológicos publicados durante los 15 años desde la revisión anterior de las Monografías de la IARC sobre estas fibras en 1988 no proporcionan evidencia de un mayor riesgo de cáncer de pulmón o mesotelioma (cáncer del revestimiento de las cavidades corporales) por exposiciones ocupacionales durante la fabricación de estos materiales, y evidencia inadecuada en general de cualquier riesgo de cáncer".
La rebaja de la calificación de la IARC es coherente con la conclusión a la que llegó la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos , que en 2000 no encontró "ninguna asociación significativa entre la exposición a la fibra y el cáncer de pulmón o las enfermedades respiratorias no malignas en el entorno de fabricación de MVF [fibra vítrea artificial]". Sin embargo, los fabricantes siguen proporcionando etiquetas de advertencia sobre el riesgo de cáncer en sus productos, aparentemente como indemnización por las afirmaciones.
Sin embargo, se debe analizar con atención la bibliografía antes de determinar que se deben ignorar los riesgos. La página de muestreo de sustancias químicas de la OSHA ofrece un resumen de los riesgos, al igual que la Guía de bolsillo del NIOSH.
Miraflex es un nuevo tipo de fibra de vidrio en rollo que tiene fibras rizadas que pican menos y generan menos polvo. También puede buscar productos de fibra de vidrio envueltos de fábrica en plástico o tela.
La fabricación de fibra de vidrio requiere un gran consumo de energía. Las fibras de fibra de vidrio se unen en forma de láminas mediante aglutinantes adhesivos, que pueden contener adhesivos que pueden liberar lentamente formaldehído a lo largo de muchos años. [35] La industria está mitigando este problema al cambiar a materiales aglutinantes que no contienen formaldehído; algunos fabricantes ofrecen resinas aglutinantes de origen agrícola hechas de aceite de soja. Hay disponibles láminas sin formaldehído y láminas hechas con cantidades variables de vidrio reciclado (algunas con un contenido reciclado posconsumo cercano al 50%).
Celulosa de relleno suelto
La celulosa es 100% natural y entre el 75 y el 85% de su composición se fabrica a partir de papel de periódico reciclado. Los problemas de salud (si los hay) parecen ser menores, y la mayoría de las preocupaciones en torno a los retardantes de llama y el potencial de formación de moho parecen ser interpretaciones erróneas. [36] [ ¿ Investigación original? ]
OSHA clasifica la celulosa como una molestia por polvo durante la instalación, y se recomienda el uso de una máscara antipolvo.
La celulosa se trata con un retardante de llama y repelente de insectos, generalmente ácido bórico y, a veces, bórax, para resistir a los insectos y roedores. Para los humanos, el ácido bórico tiene una toxicidad comparable a la de la sal de mesa.
El moho se ha considerado un problema potencial. Sin embargo, según la Asociación de Fabricantes de Celulosa, "Una cosa que no ha contribuido a los problemas de moho es la creciente popularidad del aislamiento de celulosa entre los propietarios de viviendas informados que están interesados en prácticas de construcción sostenibles y conservación de energía. Los expertos en micología (la micología es el estudio del moho) a menudo dicen: "El moho crece en la celulosa". Se refieren a la celulosa, el material genérico que forma las paredes celulares de todas las plantas, no al aislamiento de celulosa. Lamentablemente, con demasiada frecuencia se interpreta esta afirmación como que el aislamiento de celulosa es excepcionalmente susceptible a la contaminación por moho. De hecho, debido a sus características favorables de control de la humedad y otros factores asociados con el proceso de fabricación, se han notificado relativamente pocos casos de crecimiento significativo de moho en el aislamiento de celulosa. Todos los incidentes ampliamente publicitados de contaminación grave por moho del aislamiento han involucrado materiales de aislamiento de fibra distintos de la celulosa". [37]
La humedad siempre es una preocupación en los hogares, y la aplicación de celulosa mediante pulverización húmeda puede no ser una buena opción en climas particularmente húmedos, a menos que se pueda verificar que el aislamiento esté seco antes de agregar los paneles de yeso . En climas muy húmedos, el uso de un medidor de humedad garantizará una instalación adecuada y eliminará cualquier problema de moho en la instalación (casi cualquier aislamiento que se moje y permanezca húmedo puede causar un problema de moho en el futuro). La aplicación mediante pulverización seca es otra opción para climas muy húmedos, ya que permite una instalación más rápida (aunque la celulosa mediante pulverización húmeda tiene un valor R aún más alto y puede aumentar la rigidez de la pared).
Programa de asociación para la salud y la seguridad en EE. UU.
En mayo de 1999, la Asociación Norteamericana de Fabricantes de Aislamiento comenzó a implementar una asociación integral de prácticas laborales voluntarias con la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos (OSHA). El programa, conocido como Programa de Asociación de Salud y Seguridad, o HSPP, promueve el manejo y uso seguro de materiales de aislamiento e incorpora educación y capacitación para la fabricación, fabricación, instalación y remoción de productos de aislamiento de fibra de vidrio, lana de roca y lana de escoria. (Véase efectos de la fibra de vidrio en la salud ). (Para obtener información autorizada y definitiva sobre el aislamiento de fibra de vidrio y lana de roca y escoria, así como el HSPP, consulte el sitio web de la Asociación Norteamericana de Fabricantes de Aislamiento (NAIMA)).
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