AISLANTES TERMICOS

I. AISLAMIENTO TÉRMICO

Es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. 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).

1.1. AISLANTES TERMICOS

La mayor parte de ellos son materiales heterogéneos, los cuales tienen baja conductividad térmica y contienen bolsas de aire. Esto no es sorprendente, ya que el aire tiene una de las conductividades térmicas más bajas y se dispone de él con facilidad.

La fuerza impulsora para el flujo de calor es la diferencia de temperatura y entre más grande sea, mayor será la velocidad de transferencia de calor. Los aislamientos térmicos actúan como barreras que retardan el flujo de calor entre dos medios a diferente temperatura.

El calor se genera en hornos o calentadores al quemar un combustible como gas natural o diésel, que se absorbe en el hogar y sus superficies, lo cual causa una elevación por encima de la temperatura ambiente. Esta diferencia de temperatura produce la transferencia de calor del medio caliente hacia el ambiente; el aislamiento reduce la pérdida de calor y, de este modo, ahorra combustible y dinero. Por lo tanto, el aislamiento se paga por sí mismo gracias a la energía que ahorra. Aislar de manera apropiada requiere de inversión de capital, pero sus efectos son espectaculares y de largo plazo. El período de recuperación de la inversión a menudo es menor a un año. Aunado a estos ahorros, el aislamiento también ayuda al medio ambiente y combate la contaminación del aire y el efecto invernadero al reducir la cantidad de combustible que se quema y, de este modo, la cantidad de CO2 y otros gases que se liberan a la atmósfera.

También se puede ahorrar energía y dinero al aislar las superficies frías (superficies cuya temperatura está por debajo de la ambiental), como las líneas de agua helada, los tanques criogénicos de almacenamiento, los camiones refrigerados y los ductos de aire acondicionado.

En estos casos, el calor se transfiere desde los alrededores hacia las superficies frías y la unidad de refrigeración debe compensar la ganancia de calor consumiendo energía eléctrica.

Un refrigerador con paredes bien aisladas consumirá mucho menos electricidad que otro semejante con poco aislamiento o sin él.

El aislamiento térmico en forma de lodo, arcilla, paja, trapos y tiras de madera, se usó por primera vez en el siglo XVIII sobre las máquinas de vapor para impedir que los trabajadores sufrieran quemaduras producidas por las superficies calientes. Como resultado, bajaron las temperaturas del cuarto de calderas y se observó que también se redujo el consumo de combustible.

A su vez, la mejora en la eficiencia de la máquina y el ahorro de energía estimularon la búsqueda de materiales con mejor eficiencia térmica. Uno éstos fue la lana mineral, descubierta por accidente alrededor de 1840.

1.2. PROPIEDADES DE LOS TERMOAISLANTES

A continuación se describen las principales propiedades a considerar en la selección de un termoaislante, para que pueda satisfacer los requisitos específicos de un proyecto determinado.

 Límites de temperatura. Es importante que los termoaislantes mantengan sus propiedades, aun sometidos a temperaturas extremas.

 Conductividad térmica. Dato necesario para calcular la transferencia de calor y con base en ello determinar la calidad o eficiencia del termoaislante.

 pH. grado de alcalinidad o acidez; es una propiedad muy importante, ya que el termoaislante no debe provocar corrosión.

 Apariencia. Es significativa en áreas expuestas o visibles.

 Capilaridad. Importante, sobre todo, cuando el termoaislante pudiera hacer contacto con líquidos peligrosos o flamables, o en áreas de lavado frecuente.

 Combustibilidad. Los termoaislantes no deben contribuir a la propagación del fuego.

 Resistencia a la compresión. Es importante cuando el termoaislante pueda verse sometido a compresión o abuso mecánico que pudiera deformarlo.

 Densidad. Es importante por su efecto sobre las propiedades del termoaislante, sobre todo la conductividad térmica.

 Estabilidad dimensional. Significativa cuando el material se va a ver sometido a cambios de temperatura, torsiones y esfuerzos por la dilatación térmica de la tubería o equipo.

 Procreación de hongos y bacterias. Importante en las industrias de alimentos, bebidas, medicinas y cosméticos.

 Agrietamiento. Importante en aplicaciones a muy alta temperatura y durante el manejo, transporte e instalación del material.

 Transmisión de sonido. Es importante en el tratamiento de tuberías con manejo de fluidos a muy alta presión y velocidad, en expansiones y contracciones de tubería.

 Toxicidad. Combinada con riesgo de incendio, es muy importante en áreas transitadas y espacios cerrados.

 Repelencia a la humedad. Si se tiene baja capilaridad, se tiene alta repelencia.

1.3. OBJETIVOS

 Minimizar las pérdidas de energía por transferencia de calor hacia o desde el ambiente

 Proteger al personal y bienes

 Proteger el ambiente

1.4. RAZONES PARA SU UTILIZACIÓN

• Conservación de la energía

Conservar la energía mediante la reducción de la velocidad del flujo de calor es la razón principal de las superficies aisladoras. Se dispone con amplitud de materiales para aislamiento que se comportan de manera satisfactoria en el rango de temperaturas de -268 °C hasta 1000 °C.

• Protección y comodidad personales

Una superficie que está demasiado caliente representa un peligro para las personas que trabajan en esa zona, ya que pueden tocarla accidentalmente y sufrir quemaduras. Para prevenir este peligro y cumplir con las normas de seguridad, las temperaturas de las superficies calientes deben reducirse

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