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Sabemos que en este país vamos hacia atrás en la cuestión de las energías renovables. Hace poco que hemos sabido que España es el país del mundo que más incrementó el consumo de carbón en el 2015 al elevar un 23,9 % la demanda frente a una caída del 1,9 % en el resto del planeta. Y encima la producción autóctona se derrumba un 24,5 %.

Aun así, podemos hacer algo, por ejemplo, en la cuestión del aislamiento en la edificación: optar por los aislantes ecológicos.

Existen muchos aislantes en el mercado y, cada cierto tiempo, se tiene noticia de la aparición de otro. El mercado es inmenso. Que destaque un aislante sobre otros es más una cuestión de marketing que de la bondad de sus propiedades físicas.

Pero, realmente, ¿cuál es el aislamiento más ecológico?

Considero que el aislante más ecológico y eficiente es:

  • Con una buena ratio CO2/Rt.
  • Y de producción nacional.

Los criterios para comparar los diferentes materiales aislantes son especialmente complejos. Para compararlos se debería obtener un ratio que relacione los kg de CO₂ por unidad de resistencia térmica (Rt). Este ratio se ha obtenido calculando, en primer lugar, la huella de CO2 en volumen y, luego, dividiendo el CO₂ en volumen entre la resistencia térmica.

Es decir, para el cáñamo:

Rt = 1 metro/0,04 = 25

-0,624 kgCO2 eq./KgMat. x 46 kg/m³ = -28,7

Ratio = -28,7 / 25 = -1,148 = -1,15

 

Aislante Cáñamo Celulosa Fibras de madera Aglomerado de corcho expandido Lana de oveja
Imagen  canamo  celulosa  sylvactis-40-fx  corcho  lana-de-oveja
Aplicación/formato Panel Insuflado Panel Panel Panel
Nombre comercial Thermo-chanvre Sylvactis 40 FX Wool4build Premium
Fabricante Thermo Natur Aislanat Actis Amorim Grupo Lederval
Composición 85-90 % de cánaño, un 8-10 % de ligantes (fibra termofusible de poliéster) y 2-5 % de carbonato de sodio como protección contra el fuego Papel reciclado y borax Fibras de madera, ligante termofusible y agente ignífugo 100 % corcho natural 85 % de lana y 15 % de fibra termofusible de poliéster
Densidad en kg/m³ 28-46 45 40 100/120 30
Conductividad térmica λ (W/m·K) 0,04 0,038 0,038 0,037/0,04 0,033
Resistencia térmica (m²·K/W). Para 100 mm de espesor. 2,5 2,63 2,63 2,7 3
Coeficiente de resistencia a la difusión de vapor, μ 1 a 2 <3,5 <2 7 a 14 1-2
Calor específico, en Kj/kg·C° 2,3 2 2,1 1,67 1
Clasificación contra el fuego E B-s2,d1 E E-s1,d0, y B2 con recubrimiento E
Precio indicativo, para  100 mm  de espesor <15€/m² 0,8 €/kg <13 €/m² <35 €/m² <10 €/m² (50 mm de espesor)
Huella de CO2V (kgCO2 eq./KgMat.) -0,624 0,056 0,0058 0,2 1,5
Ratio (CO2/Rt) -1,15 0,1 0,35 0,89 1,49

 

λ = cuanto menor, mejor aislamiento.

Rt = cuanto mayor, mejor resistencia térmica.

μ = cuanto más se aproxime 1 o 2, mejor permeabilidad al vapor de agua.

Ratio = cuanto menor, mejor. Se considera un 1 metro de espesor.

Cuanto más calor específico, mejor inercia térmica.

 

 

Los fabricantes de cáñamo son franceses y los de fibras de madera, franceses y alemanes. Desconozco que los haya españoles.

 

Un interesante artículo sobre el aislamiento de un edifico desde el punto de vista básico: el valor R (resistencia térmica), aislamiento térmico, métodos de instalación, etc.

Léalo, en inglés,  en:

http://www.houzz.com/ideabooks/27323723/list/Insulation-Basics–Heat–R-Value-and-the-Building-Envelope

 

En el Sándwich de fibras de clima de montaña – ecológico, para altitudes superiores a 900 metros, tenemos un doble aislamiento térmico y acústico: uno de fibras de madera con una densidad de 50 kg/m³ como capa de aislamiento principal, y otro de más densidad todavía, de 270 kg/m³, como aislamiento e impermeabilización. La capa de aislamiento principal se colocará entre los pares de la estructura de madera primaria.

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de aislamiento principal de fibras de madera es de 0,036 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 5,55 W/m²k para un espesor de 200 mm. Se presenta en forma de panel flexible.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

50

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.036

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤2

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

Desfase térmico para una densidad de 50 a 60 kg/m³

>8 horas

Atenuación acústica Rw(C, Ctr)

49 (-3, -10) dB para un aislamiento entre pares con 180 mm de espesor

 

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de impermeabilización de fibras de madera es de 0,050 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 0,70 W/m²k para un espesor de 35 mm. Se presenta en forma de panel rígido y es machihembrado.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

270

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.050

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤3

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

 

El esquema de este sándwich es el siguiente, desde el interior:

1º.- Estructura primaria de madera.

2º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

3º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

4º.- Una capa de aislamiento de fibras de madera de 200 mm de espesor con una densidad de 50 kg/m³. No se coloca en la zona de los aleros.

5º.- Tablero OSB 3 de 18 mm de espesor. En aleros, se coloca un entarimado.

6º.- Panel bajo teja, impermeable, transpirable y cortavientos, de fibras de madera de alta densidad de 35 mm.

7º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm.

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades aislantes de las fibras de madera.

El aislamiento de fibras de madera se coloca entre los pares de la estructura de madera primaria.

Sobre la capa d panel hidrófugo, se atornillan los rastreles de 30 x 40 mm llegando hasta la estructura portante. Estos rastreles crean la cámara de ventilación. No obstante, el rastrel puede tener más altura si se desea una cámara más grande.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,188 W/m²k, inferior al límite de la zona E.

Haciendo la comprobación de condensaciones intersticiales con el programa WUFI (Wärme und Feuchte instationär), no las hay. Se ha considerado una temperatura interior de 20° C, con una humedad relativa del 50 % del aire, y una exterior de -10° C, con una humedad relativa del 80 % del aire.

Con este sándwich se consigue un desfase térmico de 12,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

Desde el punto de vista del aislamiento principal, se muestran los pros y contras de las fibras de madera:

Pros:

  • Las fibras de madera es un material ecológico y, por tanto, contribuyen a construcción sostenible.
  • Es reciclable.
  • Este material tiene una buena resistencia mecánica.
  • En los paneles bajo teja se impregnan de bitumen, parafina o látex.
  • No produce irritaciones cutáneas.
  • Compatibilidad biológica certificada en Alemania.
  • Apertura a la difusión del vapor de agua (μ): de 2 a 10 en función del tipo de panel. Alta capacidad de regulación de la humedad.
  • Muy buen compromiso entre aislamiento térmico (caliente/frío) y acústico.
  • Las fibras de madera tienen una contribución excelente para el confort en verano, ya que el desfase térmico alcanzado con las fibras de madera es de unas 5 veces mayor frente a los aislantes usuales como el poliuretano y el poliestireno extruido, comparando un mismo grosor de material.
  • Más económico que los de más densidad.

Contras:

  • Es combustible.
  • A veces contienen sustancias químicas para retrasar la combustión.
  • Contienen, con frecuencia, fibras de poliéster de estructura.
  • Es más caro que los aislantes tradicionales.

 

Finalmente, se exponen las ventajas e inconvenientes de este sándwich:

Ventajas:

  • Aislamiento térmico y acústico.
  • Se ha mejorado más el aislamiento acústico.
  • Excelente confort estival.
  • Instalación más sencilla al haber menos elementos en el sándwich.
  • Ya no se necesitan tirafondos de doble fileteado.
  • Disminuye considerablemente el grosor del sándwich de la cubierta.

Inconvenientes:

  • Por las fibras de madera, se necesita la presencia de una barrera de vapor o freno de vapor, si es necesario.
  • La anchura de los paneles de aislamiento principal imponen una modulación determinada a los pares de la estructura.
  • Precio más caro.
  • Ya no se puede disfrutar de la estética de un entramado de madera visto.

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ywwS

 

Para manejar el dibujo 3D, he aquí unas sencillas instrucciones para manejarlo con el ratón:

  1. Pulsando continuamente el botón izquierdo y arrastrando, gira el dibujo en todas las direcciones,
  2. Pulsando continuamente el botón derecho y arrastrando, desplaza el dibujo en todas las direcciones,
  3. Moviendo la rueda del ratón hacia arriba o abajo, se hace zoom más o menos.

 

En el Sándwich de fibras de clima de montaña – ecológico, para altitudes superiores a 900 metros, tenemos un doble aislamiento térmico y acústico: uno de fibras de madera de alta densidad de 110 kg/m³ como capa de aislamiento, y otro de más densidad todavía, de 270 kg/m³, como aislamiento e impermeabilización. Dicho aislamiento se colocará por el exterior (método Sarking).

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de aislamiento de fibras de madera es de 0,039 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 2,55 W/m²k para un espesor de 100 mm. Se presenta en forma de panel rígido.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

110

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.039

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤3

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

Desfase térmico para una densidad de 50 a 60 kg/m³

>8 horas

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de impermeabilización de fibras de madera es de 0,050 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 0,70 W/m²k para un espesor de 35 mm. Se presenta en forma de panel rígido y es machihembrado.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

270

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.050

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤3

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

2º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

3º.- Una capa de aislamiento de fibras de madera de alta densidad de 80 mm de espesor.

4º.- Rastreles verticales de 50 x 80 mm.

5º.- Una capa de aislamiento de fibras de madera de alta densidad de 80 mm de espesor.

6º.- Panel bajo teja, impermeable, transpirable y cortavientos, de fibras de madera de alta densidad de 35 mm.

5º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm.

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades aislantes de las fibras de madera.

El aislamiento de fibras de madera se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos.

Sobre el aislamiento, se atornillan los rastreles de 30 x 40 mm llegando hasta la estructura portante. Estos rastreles crean la cámara de ventilación. No obstante, el rastrel puede tener más altura si se desea una cámara más grande.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,2002 W/m²k, inferior al límite de la zona E.

Haciendo la comprobación de condensaciones intersticiales con el programa WUFI (Wärme und Feuchte instationär), no las hay. Se ha considerado una temperatura interior de 20° C, con una humedad relativa del 50 % del aire, y una exterior de -10° C, con una humedad relativa del 80 % del aire.

Con este sándwich se consigue un desfase térmico de 13,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

Desde el punto de vista del aislamiento, se muestran los pros y contras:

Pros:

  • Las fibras de madera es un material ecológico y, por tanto, contribuyen a construcción sostenible.
  • Es reciclable.
  • Este material tiene una buena resistencia mecánica.
  • En los paneles bajo teja se impregnan de bitumen, parafina o látex.
  • No produce irritaciones cutáneas.
  • Compatibilidad biológica certificada en Alemania.
  • Apertura a la difusión del vapor de agua (μ): de 2 a 10 en función del tipo de panel. Alta capacidad de regulación de la humedad.
  • Muy buen compromiso entre aislamiento térmico (caliente/frío) y acústico.
  • Las fibras de madera tienen una contribución excelente para el confort en verano, ya que el desfase térmico alcanzado con las fibras de madera es de unas 5 veces mayor frente a los aislantes usuales como el poliuretano y el poliestireno extruido, comparando un mismo grosor de material.

Contras:

  • Es combustible.
  • A veces contienen sustancias químicas para retrasar la combustión.
  • Contienen, con frecuencia, fibras de poliéster de estructura.
  • Es cara.

Finalmente, se exponen las ventajas e inconvenientes de este sándwich:

Ventajas:

  • Aislamiento térmico y acústico.
  • Excelente confort estival.
  • Instalación más sencilla al haber menos elementos en el sándwich.

Inconvenientes:

  • Por las fibras de madera, se necesita la presencia de una barrera de vapor o freno de vapor, si es necesario.
  • Instalación complicada por la fijación de los tirafondos de doble fileteado.
  • Precio más elevado.
  • El grosor del sándwich empieza a ser considerable, ya es de unos 24,5 cm, sin contar con el material de cubrición.

Un inconveniente importante es la instalación, por los tornillos especiales. Estos necesitan introducirse en un ángulo de 30° con respecto al plano de la cubierta; se colocan cada x cm, según cálculos; y van alternándose el ángulo de inserción: +30°, -30°, +30°, etc. Todo esto significa que no todos los carpinteros están dispuestos a ello, lo ven complicado, etc. Pero, sobre todo, el tornillo no es barato, el de 22-24 cm vale más de 1,5 €, con descuento incluido.

En un próximo post, se tratará un sándwich in situ para cubiertas de un clima de montaña – ecológico por el interior.

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ywwS

 

Para manejar el dibujo 3D, he aquí unas sencillas instrucciones para manejarlo con el ratón:

  1. Pulsando continuamente el botón izquierdo y arrastrando, gira el dibujo en todas las direcciones,
  2. Pulsando continuamente el botón derecho y arrastrando, desplaza el dibujo en todas las direcciones,
  3. Moviendo la rueda del ratón hacia arriba o abajo, se hace zoom más o menos.

 

En el anterior sándwich XPS vimos que no cumplía el CTE porque no había un aislamiento acústico.

En el Sándwich XPS + aislamiento acústico tenemos el XPS y un aislamiento acústico como la lana de roca con una densidad de 70 kg/m³.

Las propiedades físicas del XPS son:

Densidad (kg/m³)

35

Calor específico c (J/kg.K)

1300-1500

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.034

Resistencia a la difusión del vapor de agua μ

120

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

Desfase en horas, con un espesor de 15 cm

4,1

 

Las propiedades físicas de la lana de roca son:

Densidad (kg/m³)

70

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

840

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.034

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

±1.3

Comportamiento al fuego según Euroclase

A1

Desfase en horas, con un espesor de 19 cm

4,3

 

 

La lana de roca se presenta en forma de panel rígido.

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

2º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

3º.- Aislamiento de XPS con un espesor de 50 mm.

4º.- Rastreles horizontales de 50 x 50 mm, paralelos al alero.

5º.- Aislamiento de lana de roca de 50 mm de espesor, cuyos paneles se colocan paralelos al alero.

6º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm.

7º.-  Membrana impermeable y transpirable tipo Tyvek, con un sd=0,02.

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades aislantes de la lana de roca.

El aislamiento de lana de roca se coloca entre rastreles de 50 x 50 mm. Y éstos se atornillan hasta los pares o correas de la estructura.

El aislamiento XPS se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos. Para ello es conveniente que se coloquen dos capas que sumen el espesor requerido y, además, deben disponerse contrapeadas, para no hacer coincidir las juntas de una capa con las de la otra. Se mejora todavía más la continuidad del aislamiento si los cantos de los paneles tienen un perfilado en L o un machihembrado.

Sobre el aislamiento de lana de roca, atornillándose los rastreles de 30 x 40 mm a los rastreles de 50 x 50 mm.

Estos rastreles crean la cámara de ventilación. No obstante, el rastrel puede tener más altura si se desea una cámara más grande.

Luego se coloca la membrana sobre el aislamiento, disponiéndola encima de los rastreles verticales y dejándola holgada como formando valles entre aquéllos.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,3296 W/m²k, inferior al límite de la zona E.

Haciendo la comprobación de condensaciones intersticiales con el programa WUFI (Wärme und Feuchte instationär), no las hay. Se ha considerado una temperatura interior de 20° C, con una humedad relativa del 50 % del aire, y una exterior de -10° C, con una humedad relativa del 80 % del aire.

Con este sándwich se consigue un desfase térmico de 5,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

Desde el punto de vista de estos dos aislamientos, se muestran los pros y contras:

Pros:

  • La lana de roca es un muy buen aislamiento térmico y de medio a buen aislamiento acústico, no es hidrófilo y es imputrescible, inerte e incombustible.
  • La lana de roca es muy permeable al vapor de agua pero no es capilar.
  • La lana de roca no es combustible.
  • La lana de roca procede de recursos no renovables pero abundantes.
  • Ambos materiales tienen una alta resistencia mecánica.
  • El XPS tiene una muy buena durabilidad y estabilidad dimensional.

Contras:

  • El XPS no es ecológico.
  • El XPS es tóxico en caso de incendio.
  • El XPS  y la lana de roca  no tienen ninguna capacidad higroscópica.
  • EL XPS electroestático.
  • El XPS no es transpirable y no capilar.
  • EL XPS tiene una muy débil capacidad de protección contra el calor.
  • El XPS es atacable por los roedores.
  • La lana de roca de débil densidad es fácilmente degradable por los roedores.
  • La lana de roca tiene una mala estabilidad en el tiempo.
  • La lana de roca tiene una contribución mediocre para el confort en verano salvo para las de altas densidades.
  • La eficiencia de la lana de roca se degrada en presencia de la humedad a causa de una puesta en obra negligente.
  • La lana de roca tiene un mal balance del carbono y energía gris elevada.

Finalmente, se exponen las ventajas e inconvenientes de este sándwich:

Ventajas:

  • La baja absorción de agua y la resistencia al hielo-deshielo (para evitar pérdidas de resistencia mecánica) del XPS lo hacen ideal ya que el aislante se encuentra debajo de la teja. Entonces, es un punto a favor para hacer una cubierta invertida, ya que hay versiones especiales de paneles para recibir directamente, con adhesivos especiales, las tejas cerámicas.
  • Muy buena relación entre aislamiento térmico-acústico y precio.
  • Los tirafondos que atornillan los rastreles de 50 x 50 mm pueden ser más cortos y más baratos, de 6 x 180 mm, al contrario que sucede con un sándwich de piel continua de espesor elevado.

 

Inconvenientes:

  • Por la lana de roca, se necesita la presencia de una barrera de vapor o freno de vapor, si es necesario.
  • Los dos aislamientos no son eficaces en la protección contra el calor.
  • Hay un puente acústico.

 

El principal inconveniente es la protección contra el calor de ambos aislantes debido a una característica poco conocida: la capacidad de acumulación, que mide la aptitud del material en atenuar las diferencias extremas en función del ritmo día/noche. Es decir, estos aislantes presentan un mal desfase térmico, lo cual restituyen el calor más pronto hacia el interior de la vivienda favoreciendo los picos de calor en verano (interior más caluroso).

El otro inconveniente es el puente acústico que crea el rastrel de 50 x 50 mm porque pone en contacto el XPS con el entarimado. La solución es colocar la lana de roca como una piel continua de menos espesor, pero con el espesor suficiente para el aislamiento acústico de la cubierta. Entonces, el espesor del aislante XPS será mayor. No obstante, hay que hacer un cuidadoso estudio de la eficiencia térmica y acústica de este sándwich. Otra solución, es adherir a la cara inferior de los rastreles bandas de un aislante como el corcho, fieltro de cáñamo, etc.

 

Todo esto nos lleva al siguiente sándwich de cubierta in situ: lana de roca de doble densidad en un próximo post.

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/zvxF

Para manejar el dibujo 3D, he aquí unas sencillas instrucciones para manejarlo con el ratón:

  1. Pulsando continuamente el botón izquierdo y arrastrando, gira el dibujo en todas las direcciones,
  2. Pulsando continuamente el botón derecho y arrastrando, desplaza el dibujo en todas las direcciones,
  3. Moviendo la rueda del ratón hacia arriba o abajo, se hace zoom más o menos.