1 materiales aislantes

Trabajo de recopilacin realizado por los adscriptos a la ctedra de Introduccin a la Tecnologa B Guillermo ASIS, Gastn MUNAF, Francina BUONANOTTE, Diego CONTI, Claudia PROFETTO, Manuel SALINAS

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AISLANTES: Para colaborar en la bsqueda de lograr el confort humano en la arquitectura, se

utilizan ciertos materiales de origen natural o elaborados para tal fin, que tienen propiedades aislantes frente al agua, la temperatura, el fuego y el sonido.

Estos son, segn la importancia que tienen en lograr el confort en los casos corrientes:

Aislantes Trmicos: Son aquellos materiales que utilizados como componentes de las envolventes, permiten regular el flujo trmico a travs

de ella.

Aislantes Hidrfugos: Son aquellos materiales que resisten y/o regulan el paso del agua, se encuentre est en estado liquido o de vapor, desde el exterior hacia el interior de la construccin o viceversa. Su capacidad radica

en que es un material muy compacto, sin poros impermeable -, habiendo tambin nuevos materiales que permiten el paso del agua en estado

gaseoso (vapor), pero no el del agua en estado liquido.

Aislantes Ignfugos: Retrasan e impiden el avance del fuego. Su objetivo es retardar la posibilidad de propagacin del fuego, de modo de otorgar mayor tiempo a las personas a resguardarse del riesgo de las altas temperaturas y del desmoronamiento del edificio.

Aislantes Acsticos: Son los materiales que se utilizan para controlar la

propagacin o disminuir la intensidad del sonido. Su estudio es complejo ya que su transmisin se da de distintos maneras segn sean estos areos, de impacto, dependen tambin si el lugar de generacin es interno o externo.

AISLANTES TRMICOS: Las diferentes variables climticas como radiacin solar y la temperatura del aire, actan sobre la envolvente. Si no las controlamos, afectaran

directa y profundamente las condiciones ambientales interiores. Una estudiada y adecuada aislacin trmica en los cerramientos tanto

horizontales como verticales-, contribuye al logro de la condicin de confort

necesaria para las actividades que se realicen en ese ambiente, disminuyendo el consumo energtico necesario para lograr el acondicionamiento trmico, sea este

natural o mecnico (artificial), contribuyendo as al cuidado del ambiente. Primero recordaremos algunos conceptos bsicos que nos permitirn

conocer y comprender el concepto de aislacin trmica.

Calor: es la cantidad de energa trmica contenida en un cuerpo, la que determina su grado de agitacin molecular. Se manifiesta a travs de la temperatura del mismo. Temperatura: Es una manifestacin de la cantidad de energa trmica acumulada en el cuerpo que analizamos. Esta se mide con termmetros y los humanos la percibimos como caliente o fra o sus estados intermedios.


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Transmisin del calor: Es la transferencia de energa trmica de un cuerpo a otro en virtud de una diferencia de

temperatura existente entre ellos. La energa trmica siempre se desplaza desde el cuerpo ms caliente con

ms energa trmica por unidad de volumen- al cuerpo ms frio con

menos energa trmica por unidad de volumen-, hasta igualar la temperatura en ambos lados. El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, ellos son: radiacin, conduccin y conveccin.

Los aislantes trmicos son aquellos materiales que

tienen la capacidad de retrasar esa transmisin

de energa trmica. Las diferentes cualidades de los materiales que se

utilizan como cerramiento son mltiples pero

podemos distinguir dos propiedades claramente diferenciadas.

Resistencia trmica: se define como la resistencia de un material a la transferencia de energa calrica. En materiales homogneos es la relacin entre el grosor del material y la conductividad trmica (capacidad de conduccin de calor de los materiales).

Capacidad trmica: es la capacidad de un material de almacenar energa trmica (calor). Esta es fruto de vincular dos parmetros propios de los materiales: el calor especifico [J/kg k], y la densidad [kg/m3], siendo el calor especifico, la

cantidad de calor que un kilogramo de un material debe admitir para que su temperatura suba un grado centgrado, y la densidad el peso por unidad de

volumen. As podemos ver en la siguiente tabla:

Material Calor especifico [Joule/kg k]

Densidad [kg/m3],

Capacidad calorfica [J/m3 k]

agua 1 1000 1000

hormign 0.156 2400 374.4

acero 0.12 7850 950

Ladrillo comn 0.20 2000 400

aire 0.24 1.2 0.29

Poliuretano exp. 0.38 24 9

Edward Mazria El libro de la energa solar pasiva

Trabajo de recopilacin realizado por los adscriptos a la ctedra de Introduccin a la Tecnologa BGuillermo ASIS, Gastn MUNAF, Francina BUONANOTTE, Diego

La conductividad se refiere a la capacidad de un material

travs de su estructura interna y se expresa en(W/mk).

Material

Madera

Aluminio

Poliestireno expandido

Ladrillo

corcho

Lana mineral

Hormign

Como podemos ver en la tabla anterior la conductividad del agua es 26 veces mayor que la del aire con lo cual

pierden la propiedad aislante ya que el agua es mayor conductor que el aire.

ESTRATEGIAS CON RESPECTO A LOS MATERIALES Y AL PASO DEL CALOR

Todos los cuerpos oponen una resistencia al paso del calor. De la

resistencia depender si son aislantes trmicos o no.

NADA INDICA QUE HAY UNA SOLUCIN QUE SEA MEJOR QUE LA OTRA. BASICAMENTE ES NECESARIO CONOCER EL CLIMA Y PARA OPTAR POR UNA U OTRA. A VECES ES NECESARIO COMBINARLAS.

Trabajo de recopilacin realizado por los adscriptos a la ctedra de Introduccin a la Tecnologa BGuillermo ASIS, Gastn MUNAF, Francina BUONANOTTE, Diego CONTI, Claudia PROFETTO, Manuel SALINAS

La capacidad de conduccin de calor

disminuye gracias a la cantidad de celdillasporos no comunicados entre s,

aire en su interior, (esto se debe acapacidad de transmisin de calor del aire estando quieto).

Cuantas ms celdas, mas aislacin, por consiguiente los materiales aislantes poseen baja

densidad, aprox. entre 10 y 700 kg/m3, con lo cual soportan muy poca compresin.

La conductividad se refiere a la capacidad de un material para conducir calor a

travs de su estructura interna y se expresa en Watts por metro grado Kelvin

Material conductividad [W/m

Aire 0.022

Madera 0.13

Agua 0.58

Vidrio 0.6

Hierro 80.2

Aluminio 209.3

Poliestireno expandido 0.028

Ladrillo comn 1.68

corcho 0.30

Lana mineral 0.38

Hormign 6.40

Como podemos ver en la tabla anterior la conductividad del agua es 26 veces mayor que la del aire con lo cual si esas celdas se llenan de agua, evidentemente



Todos los cuerpos oponen una resistencia al paso del calor. De la

si son aislantes trmicos o no.

NADA INDICA QUE HAY UNA SOLUCIN QUE SEA MEJOR QUE LA OTRA. BASICAMENTE ES NECESARIO CONOCER EL CLIMA Y PARA OPTAR POR UNA U OTRA.A VECES ES NECESARIO COMBINARLAS.

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La capacidad de conduccin de calor

la cantidad de celdillas o poros no comunicados entre s, que contienen

aire en su interior, (esto se debe a la baja capacidad de transmisin de calor del aire

eldas, mas aislacin, por consiguiente los materiales aislantes poseen baja

densidad, aprox. entre 10 y 700 kg/m3, con lo muy poca compresin.

para conducir calor a

Watts por metro grado Kelvin

/mk]

Como podemos ver en la tabla anterior la conductividad del agua es 26 veces llenan de agua, evidentemente



Todos los cuerpos oponen una resistencia al paso del calor. De la magnitud de esa

NADA INDICA QUE HAY UNA SOLUCIN QUE SEA MEJOR QUE LA OTRA. BASICAMENTE ES NECESARIO CONOCER EL CLIMA Y PARA OPTAR POR UNA U OTRA.


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Si ordenamos los distintos materiales por su conductividad, podemos tener en claro cules son los que llamamos aislantes trmicos, cuales pueden llamarse malos

conductores y cuales son realmente buenos conductores.

LOS MATERIALES AISLANTES TRMICOS MS COMUNES QUE USAMOS EN UNA OBRA SON LOS SIGUIENTES. POLIESTIRENO EXPANDIDO (telgopor): comercializado de diferentes formas, es uno de los ms utilizados en la construccin, tanto por va hmeda como por va seca.

Posee una baja conductividad trmica (aprox. 0.028 W/mC), posee una alta resistencia a la absorcin del agua, pequeas celdas de aire (de 3 a 6 millones por

cm3). Se comercializa tanto en bloques, planchas o copos sueltos. Su densidades ms utilizadas en obra van desde 12 a 30 Kg/m3.

Utilizacin en muros por va hmeda (en planchas).


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Utilizacin en techos por va seca (en planchas).

Copos sueltos: Se utiliza fundamentalmente para la obtencin de morteros ligeros o de

baja densidad. Mezclndose con cemento y arena, se logran las siguientes propiedades:

baja densidad, buena aislacin trmica con suficiente resistencia mecnica, como para transitar sobre l y permitir la colocacin de las

capas restantes de la cubierta de techos. Se elabora con las mquinas corrientes que se

utilizan en la construccin (mezcladora).

LANA DE VIDRIO: es una fibra que se fabrica fundiendo a 1450 C arenas con alto

contenido de slice, carbonato de calcio, brax, el resultado final de este proceso

de fundicin es un producto fibroso con un sinnmero de diminutas celdas de aire

estanco que presenta alta resistencia al paso de calor, logrando ptimas

propiedades de aislamiento trmico. Se comercializa solo o con una cara con

diferentes revestimientos (aluminio, polipropileno o papel kraft) a modo de barrera

corta vapor.


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Techos por va seca.

Paredes por va seca.

VERMICULITA: Es un mineral micceo compuesto bsicamente por silicatos de aluminio, magnesio y potasio, mediante un tratamiento rigurosamente controlado, a altas

temperaturas de 800 a 1000 C, el mineral expande exfolindose, aumentando su volumen inicial en 20 a 30 veces y se convierte en un material de color amarillo hasta marrn dorado, liviano y escurridizo, El proceso de exfoliacin convierte los densos copos de

mineral en ligeros grnulos porosos que contienen innumerables capas de aire, lo que decisivo en las cualidades aislantes de este producto.


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ARCILLA EXPANDIDA: Es un producto fabricado a partir de arcilla natural sometida a mas de 1150 C, formando de pequeas esferas livianas constituidas por una corteza vitrificada, rgida, resistente y de color pardo, que encierra una estructura alveolar porosa

de color gris, de granulometra que va desde los 10-16mm, hasta dimetros inferiores a los 5mm. Se la emplea como rido ligero, es un rido cermico de gran ligereza empleado en la construccin en hormigones, como aislante trmico.

AISLANTES REFLECTIVOS.

Estas delgadas lminas, que presentan una cara

espejada o muy brillante, son los llamados aislantes reflectivos.

Los aislantes trmicos vistos hasta ahora definen sus cualidades trmicas por su estructura interna, su peso especifico o calor especifico, los que adems en

funcin de su espesor determinan su capacidad aislante. Asumen el control del flujo trmico dificultando la transmisin, por ser malos

conductores, evitar la conveccin en sus celdas interiores.

Los aislantes reflectivos actan sobre la transmisin de calor por radiacin, reflejando la

radiacin cual espejo, por lo que se debe tener en claro esto, para determinar su ubicacin entre las capas que constituyen las envolventes.

Suelen ser muy efectivos en cubiertas de techos de chapas, -galpones tipo playas de estacionamiento- estos al ser muy delgados en verano alcanzan temperaturas muy

elevadas, lo que los convierte en perfectos radiadores hacia el interior. Si reflejamos esta radiacin, no llegara tan fcilmente a nivel de los usuarios, pero debemos resolver que realizar con el calor que ya esta ciertamente dentro del espacio habitable. En invierno, al

ser muy delgados, no mejoran prcticamente en nada la perdida de calor que asciende por conveccin y tampoco por conduccin por ser muy delgados.


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AISLANTES HIDRFUGOS: Son los materiales y elementos constructivos que se emplean como proteccin contra el agua y la humedad, que puede ingresar a la vivienda y producir daos en la estructura y

sus envolventes de diferentes formas, a continuacin desarrollaremos las distintas fuentes de humedad y sus soluciones.

-Desde el terreno (por capilaridad)

-Desde el exterior por precipitaciones (lluvias, granizos, nieve)

-Desde el interior (vapor interno producido por cocinas, baos, respiracin) -Desde el terreno: El agua contenida en la tierra ingresa a las construcciones como consecuencia del fenmeno de capilaridad que se produce en mamposteras, revoques y contra pisos.El fenmeno de capilaridad en los materiales compuestos de la albailera,

reproduce en sus intersticios y poros el fenmeno fsico por el

cual el agua asciende en un tubo de dimetro capilar (del tamao de

un cabello) debido a la combinacin de

tensin superficial del lquido, y las fuerzas de cohesin y adherencia

a las paredes del tubo. Esta agua transporta

sustancias salinas (sales propias del los mampuestos y las mezclas) que al ascender y salir a la superficie del muro, se evaporan y cristalizan, manchando suelos y paredes, adems, impregnando el

ambiente de aire hmedo. Al evaporarse el agua, tanto en el interior como en el exterior, las sales se convierten espontneamente en polvo - eflorescencias - que incluso pueden

daan severamente el revoque y la terminacin superficial del muro. Por esta causa es imprescindible interponer una superficie o capa con capacidad de aislacin hidrfuga.

Esta es la llamada capa aisladora que se ubica a la altura de los zcalos en las viviendas y que se ejecuta habitualmente

del siguiente modo.


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Pasos para realizar las capas aisladoras.

Se colocan reglas a ambos lados de la mampostera, perfectamente niveladas en ambos sentidos, de modo de lograr un espesor de aprox. 1.5 a 2.5 cm de mortero cementicio 1:4 + aditivo hidrfugo, con el que se llena hasta el filo superior de las reglas. Se lo plancha

muy bien con la cuchara o con llana.

Una vez que endureci la mezcla, pero estando aun hmeda (no debe pasar ms tiempo que desde la ultima hora de la tarde hasta la maana siguiente), se coloca sobre esta un

estuque, o bien cemento + agua, llanendolo perfectamente hasta que quede muy liso y con todos los poros del concreto bien cerrados.

Una vez fraguado el estuque, el que deber cuidarse de la exposicin al sol pleno y al

viento clido en verano para evitar que se fisure, o de heladas, se procede a limpiar muy bien y a colocar una capa impermeabilizante, en este caso dos manos de pintura asfltica, o un film de polietileno. Sobre esta capa se comienza a levantar la mampostera

de elevacin.

-Desde el exterior: se ven afectadas por la humedad proveniente desde el exterior proveniente de la lluvia, el granizo, la nieve, etc. Por capilaridad en los muros, o por accin

de la gravedad y el viento, en los techos, la humedad ingresa y produce humedad visible y deterioro en los materiales.


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Las envolventes laterales (verticales) son en general menos afectadas que las horizontales.

Esto depende tambin de la orientacin de los muros, ya que no todas reciben la misma intensidad de lluvia y viento, ni el mismo soleamiento, que evapora el agua y disminuye la

intensidad del problema.

Esto determina que los muros deben tener proteccin para la penetracin del agua, logrndose esto de diversas maneras. Con los revoques exteriores, incorporando como

capa inicial un cuchareado cementicio, previo al revoque grueso. Mediante la terminacin superficial con revoques plsticos muy utilizados en estos ltimos aos. O bien en caso de ladrillos vistos, mediante pinturas re no permiten el ingreso del agua, y si el

paso de vapor desde el interior al exterior.

Evidentemente las envolventes superiores son las ms expuestas. En ellas la accin de la gravedad actuando sobre el agua, proveniente de lluvias, derrames o condensacin, penetra afectando todas las capas que constituyen la cubierta de techos,

deteriorndola en su capacidad estructural, su calidad esttica, o generando hongos y gran aporte de humedad los que pueden afectar la salud de los habitantes de ese

espacio.

En estos casos se utilizan membranas de distintos tipos, segn el sustrato sobre el que se

apliquen losas de H A, techo por va seca- o la terminacin superior de cada solucin adoptada.

Existen membranas asflticas multicapas, de pvc, que se proveen en rollos, o membranas generadas in situ con pinturas especiales.

Tambin existen membranas que permiten el flujo del vapor, pero impiden el paso del agua en estado lquido.

Cada una de estas alternativas se debe utilizar con posterioridad a un estudio pormenorizado de todos los componentes de la envolvente, y considerando a la aislacin

hidrfuga como parte de un paquete multicapa que proporciona al espacio interior no solo impermeabilidad al paso del agua, sino que regula el flujo de calor, proporciona una estructura resistente, y un acabado interior y exterior determinado.


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-Desde el interior:

El aire como sabemos, contiene agua en estado gaseoso, y esta no es ajena a los

procesos de transferencia de calor y se comporta de modo similar a dos cuerpos con diferencia de temperatura: tienden a equilibrarse trmicamente, el que mas energa posee, le cede al que menos tiene hasta lograr el equilibrio.

Un fenmeno similar sucede con el agua en el aire: la presin de vapor o la cantidad de agua en suspensin- tiende a equilibrarse, esto determina un flujo de vapor entre, por

ejemplo, el interior calefaccionado de una vivienda y el exterior.

Condensacin superficial en envolvente y sus consecuencias, deterioro de los materiales, aparicin de

colonias de hongos, etc.

Si este fenmeno no es tenido en cuenta al disear las envolventes, estas pueden tener inconvenientes debido a la condensacin de la humedad en su superficie, y ms grave

an, en el interior del muro.

Para esto hay que ver las condiciones de radiacin que recibe cada muro, la materialidad si es permeable al vapor o no-, si puede humedecerse sin arruinarse, si cuenta con aislacin trmica incorporada, si tiene una terminacin superficial exterior que

le permita respirar.

Para actuar sobre este fenmeno se emplean las llamadas barreras de vapor o

membrana reguladoras de vapor, las que junto con los aislantes trmicos, siempre trabajando juntos, impiden que el agua en suspensin fluya a travs del muro hasta tocar

la cara fra del aislante trmico y se condense, convirtindose en agua lquida que deteriora el muro, sus componentes y terminaciones superficiales.

Veamos un ejemplo:


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La humedad del interior de la vivienda

tiende a disiparse a travs de los cerramientos, atravesndolos (la flecha

roja).

Si la cmara est ventilada y el film de

polietileno impermeable (barrera de vapor) est en la posicin 1, ste estar a la temperatura del exterior, por lo que

se pueden producir condensaciones en su superficie, igual que se producen en

un vidrio simple de una ventana. Estas condensaciones dependen de la

humedad que se concentre en esa cara y de la temperatura a la que est. Si se

producen, mojan la lana de roca y entonces sta pierde sus propiedades aislantes.

Si el film de polietileno est en la posicin 2, el aislante lo mantiene "caliente", a una temperatura ms cercana a la interior que a la exterior, lo que dificulta la posibilidad de condensaciones.

1 materiales aislantes

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