Aislamiento térmico

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Aislamiento térmico
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Concepto:se entienden todos los sistemas y operaciones llevadas a cabo para reducir el flujo térmico intercambiado entre dos entornos a temperaturas diferentes ya sea frió o calor.

Aislamiento Térmico. Se define como Aislamiento Térmico a la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción el cual se evalúa por la resistencia térmica que tienen dicho materiales. La medida de la resistencia térmica o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente, se expresa, en el Sistema Internacional de Unidades (SI) en m².K/W (metro cuadrado y kelvin por vatio), considerando como material aislante térmico cuando su coeficiente de conductividad térmica: λ es inferior a λ<0,10 W/m2K medido a 20 °C (obligatorio) o, en el antiguo Sistema Técnico, 0,085 kcal / m2.°C.

Características de los aislamientos térmicos

Los materiales termoaislante son aquellos que poseen baja conductividad térmica y evita la pérdida o ganancia de calor de un equipo determinado (v.g. horno, caldera, refrigerador, entre otros), porque están compuesto de materiales básicos con un coeficiente de transmisión de calor bajo, conformado de tal forma, que quedan atrapadas celdillas de aire en reposo, rodeadas de paredes sólidas.

Basándonos en estas características el aislamiento térmico representa primeramente economía, porque al evitar la transmisión de calor, se evita el paso de energía de un cuerpo a otro, en virtud de una diferencia de temperatura existente entre los mismos. Asimismo, un aislamiento térmico representa una inversión que se verá recuperada en un tiempo relativamente corto, con el ahorro de energéticos que se obtendrá, y con la mejor eficiencia y funcionamiento de los equipos y maquinaria. Además un aislante térmico representa eficiencia de los equipos, porque al evitar pérdidas o ganancias de calor, se evita que los motores de los equipos trabajen a una mayor capacidad mayor a la de la operación.

Tipos de Aislante Térmico

La clasificación de los aislantes térmico se basan en su forma y composición quedando de la siguiente manera:

  • Fibras minerales
  • Aislantes térmicos granulares
  • Aislantes térmicos celulares

Aislantes térmicos de fibras minerales

Dentro de los termoaislantes fibrosos más usados son la lana de escoria, de roca, fibra de vidrio y la fibra cerámica (refractario), los cuales son procesados a partir del estado de fusión de roca, escoria o vidrio, y convertidos a fibra con un procedimiento de centrifugación a alta velocidad, o a través de dados de estirado o la combinación de ambos. Las fibras están distribuidas de modo multidireccional y dividen finamente el espacio de aire. Pueden o no estar unidas entre sí, las fibras de minerales se dividen:

Lana de Escoria / Lana de Roca

Es un termoaislante hecho a partir del estado de fusión de roca tipo basáltica o semejante, escorias de fundición, materiales con alto contenido de alúmina-silicatos.

Se presenta en dos formas:

  • Con aceites minerales: Colchoneta armada con metal desplegado y tela hexagonal. Temperatura máxima de operación: 650 oC (1,200 oF).
  • Con aglutinantes orgánicos: Medias cañas, Placas rígidas y semirrígidas. Temperatura máxima de operación: 650 oC (1,200 oF) y 1,037 oC ( oF).

Fibra de vidrio

Es un termoaislante hecho a partir del estado de fusión de vidrio. Se presenta en las siguientes formas:

  • Con aceites minerales: Colchoneta tipo I, II y III. Temperatura máxima de operación: 538 oC (1,000 oF).
  • Con aglutinantes orgánicos: Medias cañas, Placas rígidas, Rollos. Temperatura máxima de operación: 538 oC (1,000 oF):

Fibra cerámica

La Fibra Cerámica, también llamada fibra cerámica refractaria (FCR), se elabora a base de sílice y óxido de aluminio fundido y puede llevar otros óxidos (circonio, hierro, magnesio) en cantidades minoritarias. Estas fibras presentan una elevada resistencia a las temperaturas más altas, donde las lanas de aislamiento (Lana Mineral y Fibra de Vidrio) no son eficaces.

Se presenta en las siguientes formas:

  • Colcha de Fibra Cerámica: 982 oC, 1,260 oC, 1,316 oC, 1,427 oC, en 4, 6 y 8 lb/pie3
  • Tabla de Fibra Cerámica: 1,260 0C, 1,316 0C, 1,427 0C, en 14, 16, 20, 28 y 45 lb/pie3


Aislantes térmicos celulares

Materiales compuestos por pequeñísimas celdas individuales separadas entre sí. El material celular puede ser vidrio o plástico espumado. Los termoaislantes más usados son: vidrio espumado, poliestireno expandido, poliuretano, elastómeros y polisocianurato.

Presentaciones:

  • Flexibles, preformados en hojas, rollos, tubos o unidades rectangulares: Placas, medias cañas, módulos, cubiertas para tuberías.
  • Espumado en sitio: Poliuretano por aspersión.

Aislantes térmicos granulares:

Materiales compuestos por nódulos que contienen espacios vacíos. Son combinados con fibras de refuerzo con lo que consiguen rigidez, estructura y preforma. Los más comúnmente usados son: vermiculita expandida, perlita expandida, tierra diatomácea, silicato de calcio y silicato de sodio.

Presentaciones:

  • Rígidos: Blocks, tablas y medias cañas.

Importancia del Aislamiento Térmico.

Necesidad de aislar térmicamente está justificada por cuatro razones fundamentales:

  1. Economizar energía, al reducir las pérdidas térmicas.
  2. Mejorar el confort térmico, al reducir la diferencia de temperatura de las superficies interiores y ambiente interior.
  3. Suprimir los fenómenos de condensación y con ello evitar humedades.
  4. Mejorar el entorno medioambiental, al reducir la emisión de contaminantes asociada a la generación de energía.

Fuentes

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