Una obra de construcción para una hilera de bloques de apartamentos junto al río en Cambridge. Los edificios se construyen utilizando sistemas de 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 fije el revestimiento exterior.
El aislamiento se puede clasificar por su composición (materiales naturales o sintéticos), forma (bloques, mantas, relleno suelto, espuma en aerosol y paneles), contribución estructural (encofrados aislantes de hormigón , paneles estructurados y fardos de paja), modo funcional (conductor). , radiativo, convectivo), resistencia a la transferencia de calor , impactos ambientales y más. A veces, se agrega a un material una superficie térmicamente reflectante llamada barrera radiante para reducir la transferencia de calor a través de la radiación y la conducción. La elección del material o combinación de materiales a utilizar depende de una amplia variedad de factores. Algunos materiales aislantes tienen riesgos para la salud, algunos tan importantes que ya no se permite su uso, pero siguen utilizándose en algunos edificios más antiguos, como las fibras de asbesto 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
Fuerza compresiva
Facilidad de instalación
Durabilidad: resistencia a la degradación por compresión, humedad, descomposición, etc.
Facilidad de sustitución al final de su vida útil
Rentabilidad
Toxicidad
Inflamabilidad
Impacto ambiental y sostenibilidad
Consideraciones sobre edificación y clima:
Las condiciones climáticas medias en 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.
Espuma en aerosol
La espuma en aerosol es un tipo de aislamiento que se rocía en el lugar mediante una pistola. Las espumas de poliuretano e isocianato se aplican como una mezcla de dos componentes que se juntan en la punta de una pistola y forman una espuma en expansión. La espuma cementosa se aplica de manera similar pero no se expande. El aislamiento de espuma en aerosol se rocía sobre losas de concreto, en las cavidades de una pared sin terminar, contra el lado interior del revestimiento o a través de orificios perforados en el revestimiento o en los paneles de yeso en la cavidad de una pared terminada.
Ventajas
Bloquea el flujo de aire expandiendo y sellando fugas, huecos y penetraciones. (Esto también puede mantener alejados a los insectos u otras alimañas)
Puede servir como 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 destrozarlas (como se requiere con los bloques).
Funciona bien en espacios reducidos (como el relleno suelto, pero superior).
Proporciona aislamiento acústico (como el relleno suelto, pero superior).
Se expande mientras cura, llena los desvíos y proporciona una excelente resistencia a la infiltración de aire (a diferencia de los bloques y mantas, que pueden dejar desvíos y bolsas de aire, y es superior a algunos tipos de relleno suelto. La celulosa en aerosol húmedo es comparable).
Aumenta la estabilidad estructural (a diferencia del relleno suelto, similar a la celulosa en aerosol húmedo).
Puede usarse en lugares donde el relleno suelto no puede, como entre vigas y vigas. Cuando se usa entre vigas, la espuma en aerosol puede cubrir los clavos que sobresalen de la parte inferior del revestimiento, protegiendo su cabeza.
El coste puede ser elevado en comparación con el aislamiento tradicional.
La mayoría de las espumas, con excepción de las cementosas, liberan vapores tóxicos cuando se queman. [1]
Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU ., no hay datos suficientes para evaluar con precisión el potencial de exposición a isocianatos tóxicos y dañinos para el medio ambiente que constituyen el 50% del material de espuma. [2]
Dependiendo del 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, es posible que se requiera una clasificación de resistencia al fuego de 15 minutos.
Puede encogerse ligeramente 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 agotamiento de la capa de ozono.
Muchos aislamientos de espuma están hechos de petroquímicos y pueden ser una preocupación para quienes buscan reducir el uso de combustibles fósiles y petróleo. Sin embargo, cada vez están disponibles algunas espumas fabricadas a partir de fuentes renovables o recicladas. [3] [4]
El valor R disminuirá ligeramente con la edad, aunque la degradación del valor R se detiene una vez que se alcanza el 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 solventes.
Es difícil adaptar algunas espumas a la estructura de un edificio existente debido a los químicos y procesos involucrados.
Si uno no usa una máscara protectora 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 exterior fresco, ya que es posible que la estructura no refresque el aire interior sin ella.
Ventajas de las espumas de celda cerrada sobre las de celda abierta
La espuma de celda abierta es porosa, lo que permite que el vapor de agua y el agua líquida penetren en el aislamiento. La espuma de celda cerrada no es porosa y no es permeable a la humedad, por lo que forma eficazmente una barrera de vapor semipermeable . (NB: 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 células cerradas son aislantes superiores. Mientras que las espumas de células abiertas suelen tener valores R de 3 a 4 por pulgada (RSI-0,53 a RSI-0,70 por pulgada), las espumas de células 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 células cerradas proporciona aproximadamente el mismo factor de aislamiento que 2 pulgadas de espuma de células abiertas.
La espuma de celda cerrada es muy fuerte y refuerza estructuralmente la superficie aislada. Por el contrario, la espuma de células abiertas es blanda una vez curada y tiene poca resistencia estructural.
La espuma de celda abierta requiere recorte después de la instalación y eliminación del material de desecho. A diferencia de la espuma de células abiertas, la espuma de células cerradas rara vez requiere recortes y genera poco o ningún desperdicio.
Ventajas de las espumas de células abiertas frente a las de células cerradas
Las espumas de células abiertas permitirán que la madera respire.
Las espumas de celdas abiertas son increíblemente efectivas como barrera del sonido [ cita necesaria ] , y tienen aproximadamente el doble de resistencia al sonido en rangos de frecuencia normales que la espuma de celdas cerradas.
Las espumas de células abiertas proporcionan un mejor rendimiento económico.
Las espumas de células abiertas suelen tener una temperatura de reacción exotérmica baja; no dañará los revestimientos de cableado eléctrico, plomería u otros componentes del edificio.
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 emite humo en absoluto al contacto directo con la llama y es un cortafuegos de dos horas en una aplicación de 3,5 pulgadas (89 mm) (o pared de vigas normal de 2 pulgadas × 4 pulgadas (51 mm × 102 mm). según la prueba ASTM E-814 (UL 1479). Excelente para insonorizar; No hace eco como otras espumas. Amigable con el medio ambiente. No expansivo (bueno para casas existentes donde hay revestimiento interior). Totalmente sostenible: Consiste en cemento de óxido de magnesio y aire, que está elaborado a partir de óxido de magnesio extraído del agua de mar. Soplado con aire (sin CFC, HCFC u otros agentes espumantes nocivos). 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 insectos. A prueba de moho. Insoluble en agua. Desventajas: Frágil debido 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 del código de construcción. Su fallo establece que "Como el aislamiento propuesto no es impermeable, podría permitir que entre agua o humedad en el conjunto de la pared, lo que podría causar daños o deterioro de los elementos del edificio". [7] A partir del 21 de agosto de 2014, el dominio airkretecanada.com parece estar abandonado.
Normalmente 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 placas estabilizadas. [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 trippolímero se puede instalar en cavidades de paredes que contengan fibra de vidrio y celulosa. No peligroso. No restringido por la profundidad de la aplicación. Resistente al fuego: propagación de llama 5, propagación de humo 0 (ASTM-E-84): no produce humo en absoluto al entrar en contacto directo con la llama y es un cortafuegos de dos horas a 3,5 pulgadas (89 mm), o normal 2 pulgadas × 4 en pared de montantes (51 mm × 102 mm), aplicación según ASTM E-199. Excelente para insonorización, STC 53 (ASTM E413-73); No hace eco como otras espumas. Amigable 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 espumantes nocivos). 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 insectos. A prueba de moho. Insoluble en agua. Desventajas: Como todas las espumas, es más costosa que los aislamientos de fibra convencionales cuando solo se comparan los precios por pies cuadrados. Cuando 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.: Un ejemplo de un producto comercial de poliuretano de celda cerrada:
Ecomate®
R-8 por pulgada. Ecomate ® es una tecnología de agente espumante de marca 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 una tecnología de soplado de espuma ecológica de nueva generación. agente libre de clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC) e hidrofluorocarbonos (HFC) a base de metanoato de metilo natural .
Poliuretano de celda abierta (baja densidad)
Blanco o amarillo. Se expande para llenar y sellar la cavidad, pero se expande lentamente, evitando daños a 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.
Aquí hay dos productos comerciales de poliuretano de baja densidad y celdas abiertas:
icineno
Icynene es una marca registrada de espuma en aerosol de células abiertas 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 mayores. [10] La fórmula también incluye un retardante de llama. Icynene utiliza agua para su aplicación por pulverización 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 o HCFC. El iceno contiene compuestos orgánicos volátiles (COV). El icyneno no emitirá gases nocivos una vez curado. El iceneno 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. El iceno es más caro en comparación con los métodos de aislamiento tradicionales. Cualquier potencial de daño ocurre principalmente durante la fase de instalación y particularmente para los instaladores. [11] La fabricación de icineno implica muchos productos petroquímicos tóxicos.
Espuma en spray Sealection 500
R-3,8 (RSI-0,67) por pulgada. [12] una 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 21 y el humo desarrollado es 217, lo que lo convierte en un material de Clase I (mejor clasificación contra incendios). Desventajas: Es un isocianato.
Los paneles estructurales aislados (SIP), también llamados paredes de piel tensada, utilizan el mismo concepto que las puertas exteriores con núcleo de espuma, pero extienden el concepto a toda la casa. Se pueden utilizar para techos, suelos, paredes y tejados. Los paneles generalmente consisten en madera contrachapada, tableros de fibra orientada o paneles de yeso pegados y intercalados 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 valor R alto (7 a 9), alta resistencia y buena resistencia química y a la humedad.
Los SIP vienen en varios espesores. Al construir una casa, se pegan y se aseguran con madera. Proporcionan soporte estructural, en lugar de los montantes utilizados en la estructura tradicional.
Ventajas
Fuerte. Capaz de soportar cargas, incluidas cargas externas por precipitación y viento.
Construcción más rápida que una casa construida con palos. Se requiere menos madera.
Aislar acústicamente.
Impermeable a la humedad.
Puede transportar paneles prefabricados al sitio de construcción y ensamblarlos en el sitio.
Cree una capa de aislamiento sólido alrededor de la casa y, al mismo tiempo, reduzca los desvíos comunes en la construcción con armazones. El resultado es una casa inherentemente eficiente desde el punto de vista energético.
No utilice formaldehído, CFC o HCFC en la fabricación.
Verdaderos valores R y menores costos de energía.
Desventajas
Más caro que otros tipos de aislamiento.
Puentes térmicos en estrías y puntos de sujeción de madera, a menos que se utilice una estría con rotura térmica (madera aislada).
Guapas y mantas de fibra de vidrio (lana de vidrio)
Las guatas están precortadas, mientras que las mantas están disponibles en rollos continuos. La compresión del material reduce su eficacia. Cortarlo para acomodar cajas eléctricas y otras obstrucciones permite que el aire tenga un camino libre para atravesar la cavidad de la pared. Se pueden instalar bloques en dos capas a lo largo de un piso de ático sin terminar, perpendiculares entre sí, para una mayor eficacia en la prevención de puentes térmicos . Las mantas pueden cubrir vigas y montantes, así como el espacio entre ellos. Los bloques pueden ser difíciles y desagradables de colgar debajo de los pisos entre las vigas; correas, tela grapa o malla de alambre a través de las vigas pueden sostenerlo.
Los espacios entre los bloques (derivaciones) pueden convertirse en sitios de infiltración de aire o condensación (los cuales reducen la efectividad del aislamiento) y requieren atención estricta durante la instalación. Del mismo modo, se requiere una cuidadosa climatización e instalación de barreras de vapor para garantizar que los bloques funcionen de forma óptima. La infiltración de aire también se puede reducir agregando una capa de relleno suelto de celulosa encima del material.
Tipos
Lana de roca y escoria . Generalmente se elabora a partir de roca (basalto, diabasa) o escoria de alto horno de mineral de hierro. Algunas lanas de roca contienen vidrio reciclado. No es inflamable.
Fibra de vidrio . Fabricado a partir de vidrio fundido, normalmente con entre un 20% y un 30% de residuos industriales reciclados y contenido posconsumo. [14] No inflamable, excepto el revestimiento (si está presente). En ocasiones, el fabricante modifica el revestimiento para que sea resistente al fuego. Parte de la fibra de vidrio no está revestida, otra está recubierta de papel con una fina capa de asfalto y otra parte está revestida con papel de aluminio. Las guatas con revestimiento de papel son retardadores de vapor, no barreras de vapor. Los bloques con revestimiento de aluminio son barreras de vapor . La barrera de vapor debe instalarse hacia el lado cálido.
Fibra de vidrio de alta densidad
Fibra plástica, 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 utilizado en EE. UU. Inflamable, pero tratado con retardante de fuego.
Fibra natural
Imagen termográfica de un buitre en invierno. Las plumas del buitre atrapan el aire, aislando al buitre del frío.
En Europa se encuentran disponibles aislamientos de fibra natural, tratados según sea necesario con retardadores de fuego e insectos de baja toxicidad: [15] Los aislamientos de fibra natural se pueden usar sueltos como granulados o formar paneles flexibles o semirrígidos y paneles rígidos usando un aglutinante (principalmente sintético). como poliéster, poliuretano o poliolefina). El material aglutinante puede ser nuevo o reciclado.
Los ejemplos incluyen corcho , [16] algodón , tejidos/ropa reciclados, cáñamo , lino , coco , lana , fibra de madera liviana, celulosa , algas , etc. De manera similar, muchos materiales de desecho de origen vegetal se pueden usar como aislamiento, como cáscaras de nueces . mazorcas de maíz , la mayoría de las pajitas , incluidas las de lavanda, corchos de botellas de vino reciclados (granulados), etc. Suelen tener un rendimiento térmico significativamente menor que los productos industriales; esto puede compensarse aumentando el espesor de la capa aislante. [17] Es posible que requieran o no retardantes de fuego o tratamientos contra insectos o plagas. El revestimiento de arcilla es un aditivo no tóxico que a menudo cumple 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 confiere al aislamiento una resistencia al fuego de media hora según las normas DIN (alemanas).
Una fuente adicional de aislamiento derivada del cáñamo es el cáñamo , que consiste en cañas de cáñamo mezcladas con un aglutinante de cal. [18] Tiene poca resistencia estructural, pero puede proporcionar resistencia al almacenamiento y aislamiento con valores R comparables o superiores dependiendo de la proporción de cáñamo a aglutinante. [19]
Tablero aislante de corcho
Durante el siglo II (c.100-C.200) fue la primera vez que la civilización humana conoció el material de corcho, y no fue hasta el siglo XIX cuando el corcho se utilizó ampliamente, lo que dio lugar a una importante producción industrial. [20] Corcho, que se extrae de los robles que se encuentran generalmente en Portugal, España y otros países mediterráneos. Cuando un árbol alcanza entre 20 y 35 años, se puede cosechar en intervalos de 10 años durante más de 200 años. La corteza de roble tiene una estructura molecular en forma de celosía llena de millones de burbujas de aire que le confieren propiedades de resiliencia, elasticidad, aislamiento térmico, amortiguación acústica y absorción de impactos. El material es sostenible, reutilizable y reciclable.
Hay dos tipos de corcho, el corcho puro, que es preferible por sus propiedades adherentes naturales, y el corcho aglomerado. 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 adhesivo. Para la producción de corcho de aglomeración se necesita un aglutinante artificial.
El corcho se utiliza normalmente para aislamiento acústico y térmico en paredes, suelos, techos y fachadas. Un tablero de corcho aislante térmico y retardante de fuego natural tampoco es alergénico, es fácil de instalar y es un sustituto considerablemente más seguro del aislamiento a base de fibra y plástico. Los desafíos notables con el corcho incluyen dificultades de mantenimiento y limpieza, especialmente si el material está expuesto a un uso intensivo, como aislamiento para pisos. Los daños menores a 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 al de 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 retardante de fuego puede deteriorarse debido a la humedad repetida. [23] Está hecho de lana de desecho que las industrias textiles y de alfombras rechazan, y está disponible tanto en rollos como en guatas para el aislamiento térmico y acústico de viviendas y edificios comerciales. La lana es capaz de absorber hasta el 40% de su propio peso en condensación y permanece seca al tacto. A medida que la lana absorbe la humedad, se calienta y, por tanto, reduce el riesgo de condensación. Tiene la capacidad única de absorber gases COV como formaldehído, dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre y encerrarlos permanentemente. El aislamiento de lana de oveja tiene una larga vida útil debido al rizado 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, bloques 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: usando un revestimiento de pantalla contra la lluvia o un techo, o directamente enlucido/revocado, [24] sobre vigas de madera. o montantes o estructuras de mampostería como aislamiento exterior para reducir los puentes térmicos. Hay dos procesos de fabricación:
un proceso húmedo similar a las fábricas de celulosa en el que las fibras se ablandan y, bajo calor y presión, la ligina de las fibras se utiliza para crear tableros. Los tableros están limitados a un espesor aproximado de 25 mm; los tableros más gruesos se fabrican pegando (con almidón modificado o cola para madera PVA). Se añaden aditivos como látex o betún para aumentar la resistencia al agua.
un proceso seco donde se agrega un aglutinante sintético como pet (unión de poliéster fundido), poliolefina o poliuretano y las tablas/bloques se presionan a diferentes densidades para hacer bloques flexibles o tableros rígidos.
Batas de algodón
El aislamiento de algodón está ganando popularidad como una opción de aislamiento ambientalmente preferible. Tiene un valor R de alrededor de 3,7 (RSI-0,65), equivalente al valor medio de los bloques de fibra de vidrio. El algodón es principalmente desechos industriales reciclados, lo que proporciona un beneficio de sostenibilidad. Los bloques no utilizan el soporte de formaldehído tóxico que se encuentra en la fibra de vidrio, y la fabricación no requiere tanta energía como el proceso de minería 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 fibra de vidrio, sin necesidad de respirador pero requiriendo un tiempo adicional para cortar el material. El aislamiento de algodón cuesta entre un 10 y un 20 % más que el aislamiento de fibra de vidrio. [23] Al igual que con cualquier aislamiento de bloques, la instalación adecuada es importante para garantizar una alta eficiencia energética. [25]
Ventajas
Valor R equivalente a los típicos bloques de fibra de vidrio
Contenido reciclado, sin formaldehído u otras sustancias tóxicas y muy baja toxicidad durante la fabricación (solo a partir de la poliolefina).
Puede ayudar a calificar para LEED o programas similares de certificación ambiental de edificios.
Las fibras no causan picazón, no hay riesgo de cáncer por las fibras transportadas por el aire.
Desventajas
Difícil de cortar. Algunos instaladores pueden cobrar un costo de instalación ligeramente más alto en comparación con otros bloques. Esto no afecta la efectividad del aislamiento, pero puede requerir elegir un instalador con más cuidado, ya que cualquier guata debe cortarse para que se ajuste bien a la cavidad.
Incluso con una instalación adecuada, los bloques no sellan completamente la cavidad contra el movimiento del aire (como ocurre con la celulosa o la espuma expansiva).
Aún requiere un retardador o barrera de vapor (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 pueden volar hacia los áticos, las cavidades de las paredes terminadas y las áreas de difícil acceso. Son ideales para estas tareas porque se adaptan a los espacios y llenan los rincones. [26] También se pueden rociar in situ, 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:
Taladre 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 orificios en cada sección de viga/cavidad de la pared, uno en la parte inferior y un segundo en la parte superior para verificación y llenado.
Bombee relleno suelto en la cavidad de la pared, tirando gradualmente de la manguera hacia arriba a medida que se llena la cavidad.
Tapa los agujeros en la pared.
Ventajas
El aislamiento de celulosa es ambientalmente preferible (80% de periódico reciclado) y seguro. Tiene un alto contenido reciclado y menos riesgo para el instalador que la fibra de vidrio (relleno suelto o guata). [27]
Valor R 3,4 – 3,8 (RSI-0,60 – 0,67) por pulgada (unidades imperiales)
El aislamiento de relleno suelto llena la cavidad de la pared mejor que los bloques. Las aplicaciones de pulverización húmeda suelen sellar incluso mejor que las de pulverización seca.
Clasificación de seguridad contra incendios de clase I
Sin aglutinantes a base de formaldehído
No elaborado a partir de petroquímicos ni productos químicos de alta toxicidad.
Desventajas
El peso puede hacer que los techos se hunda si el material es muy pesado. Los instaladores profesionales saben cómo evitar esto, y la típica lámina de roca está bien cuando está densamente compactada.
Se asentará con el tiempo, perdiendo parte de su eficacia. Los contratistas sin escrúpulos pueden "esponjar" el aislamiento utilizando menos bolsas de las óptimas para un valor R deseado. La celulosa pulverizada en seco (pero no en húmedo) puede sedimentar el 20% de su volumen original. [28] Sin embargo, la liquidación esperada se incluye en el valor R declarado. La instalación en seco de paquete denso reduce la sedimentación y aumenta el valor R.
Los valores R indicados en el embalaje se basan en condiciones de laboratorio; la infiltración de aire [ se necesita clarificación ] puede reducir significativamente la efectividad, particularmente para el 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 que los bloques para reducir la presencia de espacios en el aislamiento, ya que la cavidad se sella con más cuidado. La infiltración de aire a través del material aislante en sí no se ha estudiado bien, pero sería menor en el caso de aislamientos por pulverización húmeda, como la celulosa por pulverización húmeda.
Puede absorber la humedad. [29]
Tipos
Lana de roca y escoria, también conocida como lana mineral o fibra mineral. Hecho de roca (basalto, diabasa), escoria de alto horno de mineral de hierro o vidrio reciclado. No es inflamable. Más resistente al flujo de aire que la fibra de vidrio. Se apelmaza y pierde eficacia cuando está húmedo o mojado, pero no absorbe mucha humedad y recupera eficacia una vez seco. La lana mineral más antigua puede contener amianto, pero normalmente en pequeñas cantidades.
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 fuego de borato (utilizados principalmente en Australia y comúnmente en los EE. UU.) se han utilizado durante más de 30 años y no se ven afectados por la humedad de ninguna manera. La celulosa densa es altamente resistente a la infiltración de aire y se instala en una cavidad de pared abierta usando redes o marcos temporales, o se instala en paredes terminadas. Sin embargo, la celulosa densa bloquea, pero no sella permanentemente, como 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 exista una barrera de vapor continua casi perfecta [ cita necesaria ] .
El aislamiento de celulosa en aerosol 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 las paredes y para hacer que la celulosa sea más resistente a la sedimentación. La aplicación por pulverización proporciona una protección aún mejor contra la infiltración de aire y mejora la rigidez de las paredes. También permite su aplicación en paredes inclinadas, áticos y espacios similares. El rociado húmedo es mejor para 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 en aerosol húmedo (también llamada estabilizada) utiliza menos agua para acelerar el tiempo de secado.
Fibra de vidrio. Generalmente rosa, amarillo o blanco. Pierde eficacia cuando está húmedo o mojado, pero no absorbe mucha agua. No es inflamable. Consulte Efectos de la fibra de vidrio sobre la salud.
Aislamientos naturales como corcho granulado, fibras de cáñamo, cereales, todos ellos susceptibles de ser tratados con retardadores de fuego e insectos de baja toxicidad.
Algodón , lana, cáñamo, mazorcas de maíz, paja y otros materiales naturales cosechados. No es común.
Corcho granulado. El corcho es un aislante tan bueno como la espuma. No absorbe agua ya que está formado por células cerradas. Resiste el fuego. Utilizado en Europa.
La mayoría de los aislamientos vegetales, como astillas de madera, fibra de madera, aserrín, corteza de secoya, fibra de cicuta, madera de balsa, fibra de cáñamo, 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 mal diseño.
Reglamento
Estándares regulatorios estadounidenses para aislamiento de celulosa
16 CFR Parte 1209 (Comisión de Seguridad de Productos de Consumo, 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 CPSC y cinco características adicionales: valor R, contenido de almidón, absorción de humedad, olor y resistencia al crecimiento de hongos.
Estándar ASTM C-1149: estándar de la industria para aislamiento de celulosa autoportante aplicado por aspersión para aplicaciones expuestas o en cavidades de paredes. Cubre la densidad, el valor R, la combustión de la superficie, la fuerza adhesiva, la combustión sin llama, la resistencia a los hongos, la corrosión, la absorción de vapor de humedad y el olor. , permanencia de resistencia a las llamas (no existe ninguna prueba para esta característica), deflexión del sustrato (para productos de aplicación expuestos) y erosión del aire (para productos de aplicación expuestos).
16 CFR Parte 460 – (Reglamento de la Comisión Federal de Comercio) comúnmente conocida como "Regla del valor R", destinada a eliminar las afirmaciones engañosas de marketing de aislamiento y garantizar la publicación de datos precisos del valor R y de la cobertura.
Aerogeles
Lucernarios, solariums y otras aplicaciones especiales podrán utilizar aerogeles , un material de alto rendimiento y baja densidad. El aerogel de sílice tiene la conductividad térmica más baja de cualquier sustancia conocida (a excepción del vacío), y el aerogel de carbón absorbe la radiación infrarroja (es decir, el calor de los rayos solares) al tiempo que permite la entrada de la luz del día. La combinación de sílice y aerogel de carbono proporciona las mejores propiedades aislantes de cualquier material conocido, aproximadamente el doble de protección aislante que el siguiente mejor material aislante, la espuma de celda cerrada.
Fardos de paja
El uso de balas de paja altamente comprimidas como aislamiento, 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 para los fardos de trigo y arroz era de aproximadamente R-2,4 (RSI-0,42) por pulgada con el grano, y R-3 (RSI-0,53) por pulgada en todo el grano. Una bala de 3 hilos de 23" de ancho colocada plana = R-54.7 (RSI-9.64), colocada de borde (16" de ancho) = R-42.8 (RSI-7.54). Para balas de 2 hilos colocadas planas (18" de ancho) = R-42.8 (RSI-7.54), y en el borde (14" de ancho) = R-32.1 (RSI-5.66)" (Steen et al.: The Straw Bale House, 1994). El uso de un techo tipo sándwich con relleno de balas 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 balas de paja para la construcción, las balas deben empaquetarse 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, intentar asociar los valores R con barreras radiantes es difícil e inapropiado. 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 únicamente el reflejo de la energía térmica irradiada. El calor irradiado es un medio importante de transferencia de calor; El calor del sol llega por radiación 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 que irradia se describe matemáticamente como lo opuesto lineal. Las barreras radiantes impiden la transferencia de calor radiante por igual en ambas direcciones. Sin embargo, el flujo de calor hacia y desde las superficies también se produce mediante convección , que en algunas geometrías es diferente en diferentes direcciones.
El papel de aluminio reflectante es el material más utilizado como barrera radiante. No tiene masa significativa para absorber y retener 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
Láminas o "laminados de lámina reflectante" (RFL).
Paneles revestidos con láminas de poliuretano o poliisocianurato revestidos con láminas .
Poliestireno recubierto de lámina. Este EPS laminado de alta densidad es más flexible que los paneles rígidos, funciona como barrera de vapor y funciona como rotura de puente térmico. Los usos incluyen la parte inferior del revestimiento de techos, techos y paredes. Para obtener mejores resultados, no se debe utilizar como aislamiento de relleno de cavidades.
Paquete de burbujas con respaldo de aluminio. Es delgado, más flexible que los paneles rígidos, funciona como barrera de vapor y se asemeja a un plástico de burbujas con papel de aluminio en ambos lados. A menudo se utiliza en tuberías frías, conductos fríos y la parte inferior del revestimiento del techo.
Tejas de colores claros y pintura reflectante. A menudo llamados techos frescos , ayudan a mantener los áticos más frescos en el verano y en climas cálidos. Para maximizar el enfriamiento radiativo durante la noche, a menudo se eligen aquellos que tengan una alta emisividad térmica, mientras que su baja emisividad para el espectro solar refleja el calor durante el día.
Techos metálicos; 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 hacia un espacio de aire para que sean efectivos. Se puede colocar una barrera radiante de papel de aluminio en cualquier dirección: el lado brillante lo crea el laminador durante el proceso de fabricación y no afecta la reflexión del material de aluminio. Como las barreras radiantes funcionan reflejando la energía infrarroja, el papel de aluminio funcionaría igual 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 calor/aislamiento térmico es un material de barrera para resistir/bloquear/reflejar la energía térmica (ya sea una o más de conducción, convección o radiación) para transferir de un lado a otro.
El aislamiento reflectante es uno de los aislamientos térmicos/térmicos para reflejar 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 a granel/masa/bata" que en realidad se utiliza para resistir la transferencia de calor por conducción con cierto "valor R".
Como tales, los materiales que reflejan el 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.
No hay cambios en el rendimiento térmico con el tiempo debido a la compactación, desintegración o absorción de humedad.
Las láminas finas ocupan menos espacio que el aislamiento a granel
Debe combinarse con otros tipos de aislamiento en climas muy fríos.
Puede provocar un riesgo para la seguridad eléctrica cuando la lámina entra en contacto con cableado eléctrico defectuoso.
Aislamiento peligroso y descatalogado
Ciertas formas de aislamiento utilizadas en el pasado ya no se utilizan debido a los riesgos para la salud reconocidos.
Espuma de urea-formaldehído (UFFI) y paneles
El aislamiento de urea-formaldehído libera gas venenoso de formaldehído , lo que provoca problemas en la 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 tóxico de formaldehído al hogar 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 descubrieron peligros para los ocupantes de los edificios. Sin embargo, las emisiones son mayores cuando la urea-formaldehído es nueva 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 proporciona poca resistencia mecánica, ya que el material es débil y quebradizo. Antes de que se reconocieran sus riesgos, se utilizaba porque era un aislante económico y eficaz con un alto valor R y su estructura de celda abierta 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, buen aislante térmico y eléctrico y resistente al ataque químico y al desgaste. También se ha descubierto que el asbesto puede causar cáncer cuando está en forma friable (es decir, cuando es probable que libere fibras al aire, cuando se rompe, se corta, se hace trizas o se raspa).
Cuando se encuentra en el hogar, el asbesto a menudo se parece al cartón corrugado de color blanco grisáceo recubierto con tela o lona, generalmente sujeto alrededor de tuberías y conductos con correas metálicas. Cosas que normalmente pueden contener asbesto: [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 resistentes.
Aislamiento soplado.
Materiales para tejados y fieltros.
Problemas de salud y seguridad
Espuma de poliuretano en aerosol (SPF)
Todas las espumas de poliuretano están compuestas de petroquímicos . El aislamiento de espuma a menudo utiliza productos químicos peligrosos con alta toxicidad humana, como isocianatos, benceno y tolueno . Los agentes espumantes ya no utilizan sustancias que agotan la capa de ozono. Se requiere equipo de protección personal para todas las personas en el área que se rocía para eliminar la exposición a 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 generalmente se aplica como bloques de aislamiento, presionados entre montantes. Los problemas de salud y seguridad incluyen el riesgo potencial de cáncer por la exposición a fibras de vidrio, la emisión de gases de formaldehído del soporte/resina, el uso de petroquímicos en la resina y los aspectos de salud ambiental del proceso de producción. Las prácticas de construcción ecológica 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 de expertos internacionales realizada por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) reevaluó la evaluación de las fibras de vidrio realizada por la IARC en 1988 y eliminó las lanas de vidrio de su lista de posibles carcinógenos rebajando la clasificación de estas fibras del Grupo 2B ( posible carcinógeno) al Grupo 3 (no clasificable como carcinógeno en humanos). Se incluyen en esta clasificación todas las lanas de fibra de vidrio que se utilizan habitualmente para aislamiento térmico y acústico. La IARC señaló específicamente: "Los estudios epidemiológicos publicados durante los 15 años transcurridos desde la revisión anterior de las monografías de la IARC sobre estas fibras en 1988 no proporcionan evidencia de mayores riesgos de cáncer de pulmón o mesotelioma (cáncer del revestimiento de las cavidades corporales) por exposiciones ocupacionales durante la fabricación de estos materiales y evidencia general inadecuada de cualquier riesgo de cáncer".
La rebaja de la IARC es consistente con la conclusión a la que llegó la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. , que en 2000 no encontró "ninguna asociación significativa entre la exposición a la fibra y el cáncer de pulmón o enfermedades respiratorias no malignas en el entorno de fabricación de MVF [fibra vítrea artificial]". Sin embargo, los fabricantes continúan incluyendo etiquetas de advertencia sobre el riesgo de cáncer en sus productos, aparentemente como protección contra afirmaciones.
Sin embargo, se debe considerar cuidadosamente la literatura antes de determinar que se deben ignorar los riesgos. La página de muestreo de sustancias químicas de OSHA proporciona un resumen de los riesgos, al igual que la Guía de bolsillo de NIOSH.
Miraflex es un nuevo tipo de guata de fibra de vidrio que tiene fibras rizadas que pican menos y generan menos polvo. También puedes buscar productos de fibra de vidrio envueltos de fábrica en plástico o tela.
La fibra de vidrio consume mucha energía en su fabricación. Las fibras de fibra de vidrio se unen en bloques mediante aglutinantes adhesivos, que pueden contener adhesivos que pueden liberar formaldehído lentamente durante muchos años. [35] La industria está mitigando este problema cambiando a materiales aglutinantes que no contienen formaldehído; Algunos fabricantes ofrecen resinas aglutinantes de origen agrícola elaboradas a partir de aceite de soja. Se encuentran disponibles bloques sin formaldehído y bloques fabricados con cantidades variables de vidrio reciclado (algunos se acercan al 50% de contenido reciclado posconsumo).
Celulosa de relleno suelto
La celulosa es 100% natural y entre el 75% y el 85% se fabrica a partir de papel 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 moho parecen ser tergiversaciones. [36] [ ¿ investigación original? ]
OSHA clasifica la celulosa como una molestia de polvo durante la instalación y se recomienda el uso de una máscara contra el polvo.
La celulosa se trata con un retardante de llama y repelente de insectos, generalmente ácido bórico y, a veces, bórax para resistir insectos y roedores. Para los humanos, el ácido bórico tiene una toxicidad comparable a la sal de mesa.
El moho se ha visto como una preocupación 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. Expertos en micología (la micología es el estudio del moho ) suelen citarse diciendo: “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 que esta afirmación significa que el aislamiento de celulosa es excepcionalmente susceptible a la contaminación por moho. De hecho, debido a su favorable "Las características de control de la humedad y otros factores asociados con el proceso de fabricación han sido reportados relativamente pocos casos de crecimiento significativo de moho en el aislamiento de celulosa. Todos los incidentes ampliamente publicitados de contaminación grave del aislamiento por moho han involucrado materiales de aislamiento de fibra distintos de la celulosa". [37]
La humedad es siempre una preocupación para los hogares, y la aplicación de celulosa en aerosol húmedo 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 problemas de moho en el futuro). La aplicación de pulverización seca es otra opción para climas muy húmedos, lo que permite una instalación más rápida (aunque la celulosa de pulverización húmeda tiene un valor R aún mayor y puede aumentar la rigidez de la pared).
Programa de asociación de salud y seguridad de EE. UU.
En mayo de 1999, la Asociación Norteamericana de Fabricantes de Aislamientos comenzó a implementar una asociación integral de práctica de trabajo voluntario con la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA). El programa, conocido como Programa de Asociación de Salud y Seguridad, o HSPP, promueve el manejo y uso seguro de materiales aislantes e incorpora educación y capacitación para la fabricación, fabricación, instalación y remoción de productos aislantes de fibra de vidrio, lana de roca y lana de escoria. (Ver efectos de la fibra de vidrio sobre 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 Aislamientos (NAIMA)).
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