Aislamiento térmico de los sistemas en seco con paneles sándwich

El intercambio de calor entre dos cuerpos a diferente temperatura puede tener lugar a través de diferentes procesos: por conducción, convención o radiación. Los intercambios térmicos pueden venir determinados por uno o varios modos de transmisión de calor. Por ejemplo, en los materiales plásticos expandidos, como el poliuretano, los intercambios térmicos se producen principalmente mediante conducción, a través de la fase gaseosa dentro de las células y a través de las paredes sólidas, pero también por radiación. 

La espuma de poliuretano utilizada como aislamiento térmico, normalmente, tiene densidades comprendidas entre 30 y 40 kg/m3. Dentro de este rango, se encuentran los valores más bajos de conductividad térmica, sin diferenciaciones evidentes. Otro parámetro significativo es el porcentaje de células cerradas que, en las espumas de poliuretano utilizadas como aislante térmico es normalmente superior al 90 %.

Sin embargo, las lanas minerales, a pesar de su menor rendimiento en términos de resistencia térmica, ofrecen mejores valores de desfase térmico, que deben ser considerados, desde un punto de vista económico, a la hora de elegir la combinación correcta de capas dependiendo del contexto geográfico y de aplicación.

La contribución de los paneles sándwich al aislamiento térmico

El panel sándwich puede tener una aplicación arquitectónica directa, visible y, por lo tanto, utilizarse como acabado de la envolvente exterior de un edificio; puede servir como una estructura para el revestimiento final, de ventilación y estética; o bien puede formar parte de una cubierta.

En todos estos casos, además de definir inmediatamente las características estructurales y de estanqueidad frente al aire y el agua, los paneles sándwich contribuyen en gran medida al aislamiento térmico, configurándose como capas muy importantes dentro de un sistema «resistente», en el cual el comportamiento físico-técnico está ligado a la ligereza y el aislamiento y no a la masa y la inercia térmica.

En general, la envolvente debe responder a las siguientes puntos críticos:

• estanqueidad por junta hidráulica, necesidad de superposición (overlapping);
• continuidad del aislamiento térmico y estanqueidad al aire (recubrimiento y sellado);
• dilataciones térmicas (diseño de juntas y elección cromática cuidadosa);
• mantenimiento (fácil de mantener y posible sustitución con el tiempo);
• protección del núcleo aislante en los bordes expuestos (de los rayos UV pero también de animales);
• compatibilidad geométrica a lo largo de las intersecciones;
• compatibilidad geométrica entre paneles de diferentes formas o espesores;
• diseño y elección de la protección de las capas externas (durabilidad).

Para lograr prestaciones térmicas, es necesario añadir diferentes niveles de estratificación, como pueden ser todos los materiales interiores con propiedades adicionales de aislamiento, pero también de desfase térmico y atenuación, con el fin de conseguir confort tanto en invierno como en verano y lograr un alto rendimiento energético, de acuerdo con los estándares europeos NZEB (Nearly Zero Energy Buildings) y Active House. No hay que olvidar el componente acústico y la necesidad de separar la envolvente interna, que normalmente soporta las placas de yeso revestido con la barrera de vapor interpuesta, de la envolvente exterior (donde se ubican los paneles).

Todas las normas europeas relativas a los materiales aislantes exigen informar al mercado (mediante la etiqueta que incluye el marcado CE para productos individuales) sobre el valor de la resistencia térmica declarada y, posiblemente, el de la conductividad declarada. Estos valores deben incluir las correcciones estadísticas, que representan el 90% de la producción con el 90% de confianza estadística, y deben corresponder al coeficiente medio de conductividad térmica durante 25 años de funcionamiento. En las espumas de poliuretano rígidas, el factor que más determina la variación de las propiedades aislantes a lo largo del tiempo es el fenómeno del intercambio de difusión con el exterior de los agentes espumantes contenidos en las células, conocido como «envejecimiento». Para otros tipos de aislamiento, las causas del envejecimiento y la disminución del rendimiento son múltiples.

Para comprobar si existe condensación en el interior de la estratigrafía, se utiliza el método de Glaser, que considera el espesor, la resistencia térmica y el factor de resistencia a la difusión de vapor.

Todos los materiales no metálicos son más o menos permeables al vapor de agua. La permeabilidad al vapor de agua de un material puede considerarse, dependiendo del tipo de aplicación y de sus condiciones de funcionamiento, pudiendo ser esta propiedad positiva, ya que permite el flujo normal de vapor, o negativa. De hecho, en algunas aplicaciones puede ser necesario, además del dimensionamiento correcto de la resistencia térmica, prever también la inserción de una pantalla o barrera de vapor de agua en el lado caliente de la estructura para evitar fenómenos de condensación intersticial.

La funcionalidad de los paneles sándwich para un rendimiento térmico óptimo

Desde el punto de vista funcional, la yuxtaposición de juntas de paneles con bisagra, de inserción o similares garantiza la estanqueidad térmica, hidráulica y de aire gracias a los elementos de recubrimiento y sellado colocados en los puntos críticos.

Cuando se combinan diferentes paneles o porciones resultantes de cortes y formas realizados in situ, siempre se debe tener especial cuidado en repasar las líneas de corte y luego cubrirlas con juntas estéticas y protectoras.

Una operación similar se debe llevar a cabo en las líneas de unión entre paneles, puertas y ventanas, tanto horizontales como verticales. Aquí las estructuras secundarias (marcos fijos) conectadas a las primarias deben protegerse cuidadosamente, mediante chapado o espuma a lo largo de las líneas de transición porque, de lo contrario, darían lugar a puentes térmicos lineales.

Estas líneas están también protegidas y enmascaradas estéticamente con un acolchado y perfiles metálicos con acabado de silicona en las esquinas. Los acolchados son, por lo tanto, elementos primarios e imprescindibles para la composición, la funcionalidad y la estética de una fachada con paneles sándwich a la vista.

Se trata de una especia de “mecano” (en el sentido original de «saber y hacer») donde todo se puede contar y calcular en términos exactos, comenzando por el rendimiento térmico; de hecho, las cantidades se pueden diseñar y después medir y verificar porque están discretizadas.

 

Los elementos, que se pueden desmontar, desensamblar y reutilizar o reciclar según convenga, combinan el ahorro energético con otras claves importantes de una elección sostenible.

Para saber más:

• Desfase térmico: es el periodo de tiempo que tarda la onda de calor en penetrar desde el exterior al interior a través de un material de construcción. Cuanto mayor sea el desfase, mayor será el tiempo de transferencia de calor al interior del edificio.
• NZEB: es un edificio cuyo consumo de energía es casi nulo. Por lo tanto, los NZEB son edificios de muy alto rendimiento que reducen lo máximo posible el consumo para su funcionamiento y el impacto nocivo sobre el medio ambiente.