FAQ

En la adaptación al medio, el ser humano se diferencia del resto de seres vivos por una actividad incesante por la que el propio medio es transformado, para adecuarlo a las necesidades humanas. Así, la cabaña más primitiva muestra ese acondicionamiento del entorno para que llegue a ser el lugar del hombre. Se trata de marcar el territorio, segregando la parte de él que nos pertenece. Se ve, por tanto, que, desde los orígenes, la propia habitación del hombre incluye esa idea fuerte de aislarse.

El hombre ha buscado siempre, dentro de las limitaciones de cada lugar y época, acercarse a una situación de confort, en la que la variable térmica es clave. A tal fin, el control del fuego pudo suponer un primer gran paso. Pero el ser humano vio también que la madera que quemaba –y se perdía en la combustión- podía emplearse de manera más eficaz y duradera como material de construcción para levantar su casa. Hoy día los criterios medioambientales de sostenibilidad son la traducción actual de un pensamiento que nunca debe ser económico a secas sino que comporta el uso adecuado de los recursos y un ecológico “menos es más“. Y uno de los elementos fundamentales para lograrlo en la construcción es el aislamiento térmico.

Como se ha indicado, un edificio se separa del continuo del entorno natural y crea unas condiciones internas más o menos controladas. Cualquier material de construcción que forme los muros, cubierta y suelo del edificio “aísla” del exterior en ese sentido de separar. La eficacia térmica de tal separación depende de varios factores:

• La configuración del edificio, adaptado a las condiciones del lugar: topografía, vegetación, orientación, soleamiento, vientos y lluvias dominantes, etc., etc. Este factor, con o sin arquitecto, forma parte del proyecto de arquitectura del edificio. La casa con patio mediterránea es un buen ejemplo dentro de la arquitectura vernácula. Las solanas de las regiones cantábricas también. Por otro lado, se interrelaciona grandemente con la manera de urbanizar. Pero aquí subimos a esferas de política y economía de gran escala, fuera del objeto que nos mueve.
• La inercia térmica de la construcción. En función de las condiciones locales podrá interesar contar con mayor o menor capacidad calorífica. Cuanta mayor inercia térmica tenga el edificio, es decir, cuanta mayor capacidad calorífica, más estable será la construcción ante los cambios de temperatura exteriores. Esto es especialmente aplicable a climas extremos y con intensa radiación solar.
• La ventilación de la superficie envolvente. En climas de intensa radiación solar, o con problemas de elevada humedad, la ventilación de la superficie envolvente equivale a poner dos pieles entre el interior y el exterior, en vez de una. Beneficioso a efectos de disipar el calor, en climas con gran radiación solar, y de secar cualquier humedad retenida en la envolvente, en climas con muchas precipitaciones y fuentes de humedad en general.
• El color de las superficies exteriores de la envolvente. Importante de cara a controlar el efecto de la radiación solar, mayor con colores oscuros –mayor absorción de radiación-, menor con colores claros.
• El aislamiento térmico de la envolvente, tema de este documento.

No incluimos, como epígrafe bajo la pregunta anterior, las diversas instalaciones y equipos de acondicionamiento (calefacción y refrigeración) puesto que, como se echa de ver, todos los factores anteriores se refieren a la arquitectura y la construcción del edificio per se, antes de incorporar ninguna máquina. Además, volviendo al símil de la cabaña primitiva que evita quemar la madera y la organiza en una estructura duradera (construcción, arquitectura), los criterios de sostenibilidad pasan, entre otras cosas, por dar el mínimo dimensionamiento posible a estas máquinas que queman y consumen recursos y emiten contaminantes a la atmósfera. La antorcha de los tiempos modernos quiere una llama lo más pequeña posible. Menos es más, de nuevo. La mejor energía es la no consumida.

Hay otros dos factores por los que los equipos de acondicionamiento son soluciones menos robustas y eficaces que las intervenciones hechas, como el aislamiento térmico, desde un principio, en la construcción del edificio:

• Si la vida útil de un edificio tiene un horizonte temporal de varias décadas (50 años es una cifra manejada habitualmente), los equipos se tienen que renovar mucho antes y, en todo caso, su rendimiento depende de que tengan los mantenimientos adecuados. Todo ello son costes adicionales diferidos, mientras que una envolvente bien construida, bien aislada en este caso, esta “hecha para siempre”.
• La normalización y certificación de productos no ha prosperado al mismo ritmo en los diversos productos y materiales. De hecho, la comparación, por ejemplo, entre el nivel alcanzado en los aislamientos térmicos y el alcanzado en las instalaciones es totalmente favorable a los aislamientos. Esto permite asegurar una calidad fiable, en el caso de los aislamientos.

Reduciendo intensamente la transmitancia térmica (valor U, antiguo coeficiente K de transmisión térmica) a través de la superficie envolvente del edificio. Se puede ver desde la inversa, la resistencia térmica, que es, así, aumentada todo lo posible:

Si decimos “intensamente” es porque hay que diferenciar las prestaciones térmicas ofrecidas por un aislamiento térmico como tal, de las ofrecidas por cualquier otro material de construcción. El valor que define dichas prestaciones es la conductividad térmica, λ (lambda), y en la fórmula anterior se puede obtener una R para cualquier material, puesto que no hay ninguno tan superconductor del calor como para tener una conductividad infinita. Del mismo modo no existe ningún super aislante que corte absolutamente el flujo de calor con una conductividad nula (= 0).

Se representa con la letra griega λ, y es un coeficiente que cuantifica la cantidad de calor por unidad de tiempo que atraviesa una unidad de superficie de un material de espesor una unidad, cuando entre sus caras hay una diferencia de temperatura de un grado. Es un valor intrínseco de cada material. Sus unidades son W/m.K o kcal/h.m.ºC (1 W = 0,86 kcal/h).

Los aislantes propiamente dichos presentan valores muy bajos de conductividad y aíslan térmicamente de un modo especialmente “intenso”, con una gran diferencia respecto de los demás materiales. Las siguientes tablas cuantifican esta diferencia:

Aunque el agua no es un material de construcción “al uso” (a pesar de las cubiertas de agua o cubiertas aljibe, donde se aprovecha su capacidad calorífica –inercia térmica-, no su escaso poder aislante), sin embargo forma parte no deseada pero inevitable de la construcción, tanto en su forma líquida, como en la mucho más peligrosa forma sólida (hielo). Así ocurre con las infiltraciones de agua de lluvia, las nevadas, las heladas, las condensaciones, la capilaridad ascendente desde el terreno, la propia agua usada en la construcción del edificio, etc. Del examen de los valores de conductividad térmica del agua expuestos en la primera tabla de la respuesta a la pregunta anterior, se desprende el aumento de conductividad térmica de los materiales de construcción cuando absorben agua. En el caso de algunos aislantes térmicos también se puede producir este efecto pernicioso, como se verá más adelante.

No. El aire no es un aislante térmico, a pesar de la muy baja conductividad que le caracteriza. En una cámara de aire la transmisión térmica no se produce en función de una conducción térmica baja, sino de otro de los tres mecanismos físicos de la transmisión térmica: la convección (de fluidos y gases). El tercer mecanismo es la radiación y se analiza un poco más adelante. Por tanto, un coeficiente de conductividad térmica bajo es irrelevante aquí. Como se recoge en numerosos Códigos y Normas de la Edificación, una cámara de aire alcanza un máximo de resistencia térmica para un espesor de unos 50 mm. Pero dicha resistencia térmica [0.18 (m2•K)/W] es entre 5 y 10 veces menor que la ofrecida por un aislante térmico del mismo espesor [de 1 a 1.92 (m2•K)/W]. De hecho, un aislante térmico suele ofrecer una estructura material que permite confinar el aire (u otro gas) sin prácticamente ninguna convección, de modo que la conductividad ponderada del material esté lo más cerca posible de la del aire. Más adelante se describen algunos pormenores de esta estructura. En cuanto a las cámaras de aire, su efecto térmico más beneficioso será cuando, como se expuso bajo la pregunta “¿Cómo lograr el control térmico del edificio?”, sirvan para disipar el calor mediante ventilación (convección forzada, al fin y al cabo). Es decir, servirán en condiciones estivales de intensa radiación solar.

Tampoco lo son. Algunos materiales de construcción, con conductividades térmicas relativamente bajas si las comparamos con un hormigón o con un ladrillo normal, sin embargo no son comparables con los aislantes térmicos propiamente dichos, tal como se puede observar en la primera tabla de la respuesta a la pregunta ¿Qué prestaciones térmicas debe tener un material para ser considerado como aislante térmico? Podríamos considerarlos, si acaso, como correctores térmicos.

Así, en aquella tabla se ve, por ejemplo, que los ladrillos multialveolares (con un muy conocido nombre comercial alusivo, abusiva e incorrectamente, a lo térmico), presentan un lambda entre 4 y 11 veces superior al de los aislantes térmicos. Coincide en gran medida con lo descrito para las cámaras de aire, puesto que, básicamente, es de lo que se trata, de una colección de pequeñas cámaras. En la tabla se aprecia que dichos ladrillos multialveolares se sitúan más bien junto a las maderas, tableros y enlucidos, que junto a los aislantes térmicos propiamente dichos. Los contenidos de humedad incidirán además en un apreciable aumento de la conductividad térmica respecto de los valores en seco o, lo que es lo mismo, en una reducción de la resistencia térmica. Igualmente puede ser crítico la complicación y debilidad de una solución de muro de una sola hoja (como se suele instalar), sin cámara, con falta de estanqueidad frente al agua, ¡y al aire! (debido a las múltiples juntas abiertas, en seco, sin mortero, para evitar la penalización sobre la R debida al mortero de las juntas).

Respecto al hormigón celular, material ligero empleado habitualmente en la formación de pendientes de cubiertas planas, siguiendo con la misma tabla comparativa podemos observar que este corrector térmico tiene un rango de conductividades térmicas entre 2 y 7 veces superior al de los aislantes térmicos.

La idea básica es que el aislamiento térmico no es un gasto, sino una inversión, puesto que el desembolso inicial se ve compensado en un plazo breve (pocos años, incluso meses) a través del ahorro energético en combustible para la calefacción y, cada vez más, para la refrigeración del edificio o vivienda. Y en el largo plazo que es la vida útil del edificio, ese retorno económico o “pay-back” produce un beneficio económico incontestable. La pregunta del encabezamiento se puede reformular entonces como: ¿qué espesor de aislamiento produce el máximo retorno económico? El dimensionamiento correcto del aislamiento térmico estará en función de una serie de variables, como son la climatología local, el sistema constructivo elegido, el coste y las prestaciones térmicas del aislamiento térmico en particular de que se trate. Referente a las condiciones climatológicas es claro que la mayor severidad climática de una localidad llevará a unos rendimientos mayores del aislamiento térmico que se incorpore, puesto que el ahorro energético que se consiga para unas mismas condiciones de confort interior será mayor que si no se aislara en absoluto (por ejemplo, con un mismo espesor de aislante se ahorra más calefacción en Burgos que en Sevilla).

Los sistemas constructivos, con sus diversos grados de inercia térmica y ventilación, la complicación mayor o menor para incorporar espesores crecientes de aislamiento térmico, o incluso la posibilidad de que el propio aislamiento cumpla un papel adicional importante como capa protectora de la estructura o de otros materiales (caso del conocido concepto de “cubierta invertida”), también determinan el dimensionamiento más adecuado.

La relación prestaciones térmicas / coste del aislamiento será, en definitiva y una vez que los dos aspectos anteriores están predefinidos, la clave para responder a la pregunta de encabezamiento. La respuesta es que, dado un horizonte económico (30 y 50 años son períodos habituales), para cada pareja de condiciones (condición climática y sistema constructivo), habrá un espesor económico, que será el máximo óptimo desde el punto de vista económico, aquel que maximiza el ahorro energético y el retorno o “pay-back”. En definitiva aislar más es mejor hasta alcanzar ese espesor económico. A partir de él, no merece la pena aumentarlo más. El propio espesor económico se alcanza en una típica gráfica que en economía muestra la “ley de rendimientos decrecientes”. Sin embargo, esos rendimientos, aunque decrecientes, ¿hasta dónde merecen la pena en las condiciones españolas?

No, no se ha alcanzado en absoluto. Dependiendo de la zona climática, la solución constructiva y el tipo de aislamiento térmico elegido, los espesores medios habituales actualmente en edificación se mueven en el intervalo de 2 a 6 cm. Si se aplican las directivas europeas sobre eficiencia energética de los edificios y la norma europea de cálculo de necesidades de calefacción (UNE EN 832) se puede llegar a la conclusión de que, como media, esos espesores se pueden duplicar (4 a 12 cm) permaneciendo todavía por debajo del máximo definido por el espesor económico. Además falta por considerar igualmente, en términos de ahorro energético, las condiciones estivales y el menor consumo de energía para refrigeración del edificio que se alcanza con el aislamiento térmico.

En España, hasta la entrada en vigor en 2006 del nuevo Código Técnico de la Edificación, los proyectos de edificación debían cumplir con las exigencias definidas en la Norma Básica de la Edificación sobre Condiciones Térmicas del año 1979 (NBE CT-79). Esta norma en su momento supuso un gran paso, aunque sólo fuera por recoger oficialmente por primera vez como requisito obligatorio las prestaciones térmicas del edificio. No dejaba de ser una de las consecuencias de la crisis del petróleo de 1973. Sin embargo, 25 años más tarde, llegó a ser la norma más desfasada y obsoleta de toda Europa (incluyendo a Turquía), con problemas como la no consideración de la inercia térmica, la renovación del aire, el ciclo veraniego (¡en el Estado con las condiciones estivales de mayor insolación de toda la Unión Europea!), la descoordinación entre exigencias a las transmisiones térmicas de cerramientos (absolutamente ridículas: las menos exigentes de toda Europa) y el llamado coeficiente global (KG) del edificio, la imposibilidad de entender el coeficiente KG en términos comprensibles de reducción de demanda energética, el concepto erróneo (aunque a favor de seguridad) respecto de la evaluación de condensaciones en el cerramiento, etc.

Hay que entender primero el contexto en que se movió la NBE CT-79 durante sus teóricos 27 años de vigencia (desde 1979 hasta 2006):

• España entró en la Unión Europea, con lo que las diversas administraciones españolas se han visto obligadas a modificar su legislación –estatal o autonómica–, adaptándola a lo que se decide para toda Europa. En lo relativo a productos de construcción y, más en particular, a aislamientos térmicos, veremos más adelante la trascendencia y las consecuencias prácticas que este nuevo enfoque europeo ya ha tenido. En lo relativo a la eficiencia energética de los edificios hay que destacar las dos grandes Directivas Europeas, a las que todos los Estados deben adaptarse: la de 1993, Directiva SAVE 93/76/CE, con el objetivo de controlar las emisiones de CO2, y la última, más comprensiva de todo lo energético alrededor del edificio, la Directiva 2002/91/CE relativa a eficiencia energética de los edificios (que fue refundida al cabo de unos años, tras un largo proceso legislativo desarrollado entre los años 2008 y 2010, resultando la Directiva 2010/31/UE, en la que aparece por primera vez el concepto de Edificios de Energía Casi Nula).
• En los años 90 se experimentaron las temperaturas más elevadas de todo el siglo XX y no pasa ningún día sin que se hable del efecto invernadero aumentado por la actividad humana y del Protocolo de Kyoto, en el que la mayoría de los Estados mundiales, con alguna excepción importante y bien conocida, buscan comprometerse con unos límites y reducciones de las emisiones de los principales agentes de efecto invernadero, como el CO2 procedente de todas las combustiones.

En definitiva, se fue acumulando una gran presión social y política de la mano de argumentos ecológicos y medioambientales, amén de la presión económica (ahorro energético, dependencia cada vez menor del petróleo). La respuesta desde la administración central española fue la elaboración del nuevo Código Técnico de la Edificación (CTE), dentro del marco definido por la L.O.E (Ley de Ordenación de la Edificación).

Sin entrar en detalles, el recientemente actualizado (tras siete años de vigencia de la versión 2006, por fin ha salido a la luz la versión 2013) Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía (DB-HE) del CTE, en su sección HE 1 – Limitación de la demanda energética, como su propio título indica, limita la demanda energética de calefacción y refrigeración de los edificios en función de la zona climática de la localidad donde se ubican y del uso previsto.

Ha desaparecido la opción simplificada que incorporaba la versión de 2006, en la que se limitaban las transmitancias térmicas U de los cerramientos (y en la que asimismo desaparecía el coeficiente global KG de la NBE CT-79), aunque se han incorporado tablas orientativas, que no obligatorias, de transmitancias térmicas Ulim para que el proyectista pueda predimensionar el aislamiento de la envolvente del edificio, las cuales dan una idea de cómo han incrementándose los niveles de exigencias normativas en materia térmica en España en las últimas décadas, que llevan a la necesidad de colocar en los edificios elevados espesores de aislamiento, impensables hace unos pocos años.

Por tanto hemos de hablar de avances normativos importantes desde el punto de vista de la eficiencia energética de los edificios, tanto de la versión 2006 respecto a la NBE CT-79, como de la versión 2013 respecto a la versión 2006. Ya solo queda un paso para llegar en España a la definición de edificios de energía casi nula, en cumplimiento de la Directiva europea 2010/31/UE, que obligará a construir y rehabilitar en 2020 edificios en Europa bajo este concepto, siendo obligatorio en 2018 para edificios públicos.

Es muy importante, para evaluar correctamente las prestaciones térmicas de un aislamiento, tener en cuenta lo siguiente:

• Los valores que ofrecen los fabricantes son, hasta ahora, para el aislamiento tal y como lo venden en el mercado. Es decir, no se tiene en cuenta un valor de diseño, como el definido en UNE EN ISO 10456, que introduzca, por ejemplo, posibles aumentos de conductividad en función de un contenido de humedad que pueda tener el aislamiento térmico según la aplicación. Sin embargo, los Códigos Técnicos exigirán al proyectista el manejo de estos valores de diseño.
• Los valores tienen que ofrecerse en condiciones análogas de ensayo. No es lo mismo dar un valor de conductividad térmica medida a 10 ºC (como se indica en las normas armonizadas europeas), que a 20 ºC o a 0 ºC.
• Se debe dar una conductividad en que se incluya el efecto de envejecimiento “natural” que puedan experimentar algunos productos, como el poliuretano (PUR) y el poliestireno extruido (XPS). Cualquier esquema de certificación (como la Marca AENOR) o de conformidad a norma europea (Marcado CE) garantiza que el dato ofrecido por el fabricante incluya dicho envejecimiento.
• Actualmente, siguiendo el esquema de conformidad a normas europeas de producto, se ha introducido el concepto de conductividad térmica declarada, también definido en UNE EN ISO 10456, por el que se introduce una penalización estadística con el fin de dar un valor representativo de la producción (90%) y con un nivel de confianza determinado (90%).

A continuación se proporcionan rangos de valores típicos de conductividad térmica en los principales aislantes térmicos, para las diversas maneras de expresarla:

La principal causa de pérdida de prestaciones térmicas de un aislante es el ataque de humedad, en sus diversas fases, gaseosa (vapor), líquida (agua) o sólida (hielo). Es fácil entenderlo si se acude al ejemplo cotidiano de la ropa: su estructura fibrilar aísla el cuerpo en la medida en que retiene y confina capas de aire alrededor del cuerpo. Si la ropa se moja, entonces el aire es desplazado y sustituido por agua que, como se vio en la 1ª tabla de conductividades térmicas de los diferentes materiales, conduce el calor 23 veces más que el aire. Peor todavía si el agua se hiela, pues entonces conduce el calor 96 veces más que el aire.

Hablar de patologías de humedad en edificación y construcción es algo muy frecuente –por no decir que es la patología más habitual-. Ejemplos: infiltraciones de agua de lluvia, nevadas, heladas, condensaciones, capilaridad ascendente desde el terreno, la propia agua usada en la construcción del edificio. Por tanto, usar los aislantes más resistentes a estas posibles patologías, o protegerlos en caso de que no resistan adecuadamente, será una manera de asegurar la buena construcción y el buen funcionamiento del edificio.

De la propia expresión de resistencia térmica, R = espesor / conductividad térmica, se deduce que:

• La Resistencia es directamente proporcional al espesor. A mayor espesor, mayor R.
• La Resistencia es inversamente proporcional a la conductividad térmica. A mayor conductividad, menor R.

Por consiguiente, interesará ver las circunstancias que pueden reducir el espesor o aumentar la conductividad, para evaluar las prestaciones térmicas reales que pueda proporcionar un aislante térmico.

En cualquier aplicación donde se encuentre sometido a carga. Pueden ser cargas instantáneas, incluso como resultado de la instalación. Por ejemplo, un material altamente comprensible, como las lanas minerales, al ser insertado en la cámara de un muro puede sufrir aplastamiento si no se procede con el debido cuidado. Pueden ser también cargas permanentes, como es el caso de muchos aislamientos colocado en cubierta plana. En este caso se requiere un plus importante de resistencia a compresión. De hecho muchas veces se toman los ensayos de resistencia a compresión a corto plazo como si el valor obtenido fuera representativo de lo que puede resistir el material, lo cual es un error, pues se trata de un ensayo a corto plazo y alcanzando el límite de rotura –no es el elástico- del material, o una deformación, que se considera equivalente a la rotura, del 10%.

Hay métodos de ensayo y cálculo específicos, como el definido en la norma UNE EN 1606, donde se determina la resistencia del aislamiento para una fluencia (deformación bajo carga permanente) máxima del 2% en un período de vida útil de hasta 50 años. A falta de otra referencia normativa u oficial, este valor se puede tomar como valor de diseño. Los fabricantes con productos que van a estar bajo carga en la aplicación dan dicho valor.

En la tabla siguiente se puede ver de forma sintética las diferencias entre los principales aislantes térmicos, mostrando para cada uno de ellos el rango de valores en que se mueven, cuando hay información disponible. Se puede observar que:

• A partir de la aplicación y las sobrecargas permanentes que el aislamiento térmico deba soportar, se prescribirá uno u otro tipo de aislante en función de su resistencia mecánica.
• En cualquier caso, cuanta mayor resistencia a compresión mayor certidumbre de que el producto mantendrá el espesor original y, por consiguiente, la resistencia térmica que de él se espera.
• Más adelante se repasarán las diversas resistencias a la absorción de agua en sus diversas fases. Por ahora, digamos que hay un efecto combinado en que productos con baja resistencia mecánica sufren merma adicional de resistencia por absorción de agua.
• Como valores de diseño para aislantes térmicos bajo carga permanente se deben tomar las resistencias para fluencia máxima del 2%. Nunca los valores a corto plazo y en límite de rotura o el equivalente 10% de deformación.

Son pocos los estudios hechos, y menos aún los publicados, sobre experiencias reales de obras en que se haya analizado el comportamiento a largo plazo de un aislante térmico y la durabilidad de sus prestaciones.

Una de las aplicaciones más comprometidas para un aislante es la cubierta plana invertida, en que se da un triple ataque de humedad: líquida por la lluvia, en forma de vapor por la difusión ante gradientes de presión de vapor y por heladas.

Hay larga experiencia en cubierta invertida con las planchas de poliestireno extruido. Algunos fabricantes de este producto han ido haciendo un seguimiento a lo largo de los años en diversos países europeos y se dispone de informes que muestran el estado de la cubierta y su aislamiento al cabo de 20-30 años. En el caso de España, existe un informe del Instituto IETcc (Eduardo Torroja de ciencias de la construcción) sobre obras con 20 años de antigüedad.

Como se acaba de explicar, influye aumentando –empeorando- la conductividad térmica. Para ilustrarlo se ofrece a continuación un gráfico con los valores resultantes, para diversos contenidos de humedad en tanto por ciento en volumen, recogidos en UNE EN ISO 10456. Por supuesto, cada producto tendrá un determinado contenido medio de humedad en cada aplicación. No se pretende dar a entender que todos los productos en todas las aplicaciones alcancen el máximo de contenido de humedad posible, aplicando los factores correctores definidos en dicha norma y en el rango de contenidos de humedad en que son de aplicación (10% máx. en EPS y XPS, 15% máx. en PUR y MW). Lo que sí es cierto es que el valor de diseño de conductividad será el que se corresponda con el contenido de humedad específico según lo indicado en el gráfico.

En el caso de los productos reseñados, la clave para resistir los ataques de humedad será la estructura más o menos cerrada:

• En las lanas minerales la estructura es 100% porosa (= poro abierto). El resultado es la máxima facilidad del agua o, más aún, el vapor (fase gaseosa), para introducirse a través de los intersticios y poros de estos productos. En acústica es una propiedad útil de las lanas minerales cuando se puede aprovechar para conseguir absorción acústica, pero en térmica puede ser un inconveniente donde quiera que haya posibles ataques de humedad, llevando a la protección cuidadosa de estos aislantes térmicos (ver más adelante).
• En las espumas plásticas celulares se produce una estructura que, dependiendo del tipo de producto, se califica, en mayor o menor cuantía, como cerrada. Se llega al máximo de estructura cerrada (lo opuesto totalmente a las lanas minerales) con productos como el XPS, con un 98-100% de estructura de célula cerrada.

En la tabla que se expone a continuación, se muestran los rangos de valores típicos de absorción de agua para para los principales aislantes térmicos en los diversos ensayos de absorción de agua. Estos ensayos, más que cualificar directamente las condiciones reales del aislamiento instalado en un edificio y en una climatología dada, se deben interpretar como ensayos de envejecimiento acelerado.

Como se puede observar, cuando hay datos, las lanas minerales dan los mayores valores de absorción de agua. Sin embargo, es más frecuente que estas prestaciones no hayan sido determinadas (N.P.D.= No Performance Determined) al no tener ningún sentido proceder a ensayarlas. Por otro lado, el ensayo de absorción de agua por difusión de vapor es más duro que el de inmersión, para cualquier material, como se comprueba del hecho de que todos ellos dan mayores absorciones con este ensayo. En el caso del ensayo de absorción de agua por ciclos de hielo-deshielo, se comprueba además a su término si ha habido disminución de la resistencia a compresión. Si la disminución supera el 10% del valor original antes de efectuar los ciclos, se considera que el producto no ha superado el ensayo y su estructura se ha quebrado, inutilizándose.

Como se ha explicado anteriormente, cuanto mayor sea el contenido de humedad del aislamiento, menos aislará. Además se puede acelerar la degradación del producto – hasta la destrucción incluso- si se combina, por ejemplo, con solicitaciones mecánicas excesivas para la resistencia a compresión del producto.

Las patologías en aislamiento térmico por humedad líquida, es decir, agua, se pueden evitar de dos modos básicamente:

• Usar aislantes con la adecuada resistencia a entornos húmedos, como son las cubiertas –en particular las invertidas- o instalaciones en contacto con el terreno.
• En el caso de que el aislamiento no pueda soportar el ataque de la humedad sin merma de sus prestaciones térmicas, disponer protecciones impermeables y/o cámaras de aire.

El caso más complejo y difícil de controlar es cuando sobrevienen humedades por condensación. De hecho la causa de este problema está especialmente asociada a los aislantes térmicos con comportamiento muy diferente, disímil o poco armónico, frente a los dos flujos paralelos de calor y de vapor (difusión). Cuanta mayor diferencia haya entre las resistencias a dichos flujos, mayor será el riesgo de que sobrevengan condensaciones, para unas mismas condiciones climáticas.

La razón estriba en que, desde luego, el aislamiento térmico, si lo es, va a reducir el flujo de calor intensamente. Como consecuencia el gradiente de temperaturas experimenta un salto muy fuerte y continuo en el espesor del aislante. Esto significa que en la cara fría del aislante la temperatura es muy baja y próxima a la del exterior. Pero, a la vez, si ofrece poca o ninguna resistencia al flujo de vapor o difusión, el resultado es una cantidad de vapor relativamente elevada alcanzando temperaturas frías y, por consiguiente, la mayor probabilidad de alcanzar saturación, es decir, condensación.

La solución que adoptan todos estos productos de aislamiento térmico, como las lanas minerales, es interponer una llamada barrera de vapor en la cara caliente del aislamiento. De ese modo el vapor se mantiene lejos de saturación. Sin embargo, hay que remarcar que no hay ninguna barrera autentica (= resistencia infinita a la difusión del vapor) y que, de hecho, en muchos países se habla de retardador de vapor, ya que la instalación (solapes insuficientes, roturas de la barrera, encuentros mal sellados, etc.), puede dar lugar localmente a una resistencia mucho menor de la esperada en condiciones perfectas de ensayo.

Además, en soluciones de cubierta convencional, el retardador de vapor, bajo el aislamiento, suele ser de menor resistencia que la llamada impermeabilización, situada en la cara fría, por encima del aislamiento. En definitiva, las expresiones barrera de vapor e impermeabilización se han venido entendiendo de forma muy confusa, porque no hay barrera y, si la hay, la impermeabilización está más cerca de serlo que ningún otro elemento constructivo.

En la tabla siguiente se incluyen los valores típicos de resistividad a la difusión del vapor [factor adimensional mu; valor para el aire = 1] de los principales aislantes térmicos:

Hay un concepto que circula, sin llegar a estar definido y estudiado de forma adecuada, y es el de la transpirabilidad de los edificios, incluso asociado a veces al síndrome del edificio enfermo.

Se parte de la idea de que los muros -y los suelos y las cubiertas- deben “transpirar”, en el sentido de que el flujo de vapor debe poder traspasar la “envolvente” del edificio con la mayor facilidad posible.

Como se ha explicado en la cuestión anterior, el único problema del vapor es que alcance saturación dentro del cerramiento y forme condensaciones intersticiales. Y, de hecho, para evitar esta patología, los materiales aislantes que se podrían ver como favorecedores de la “transpirabilidad” del edificio, porque dejan pasar con la mayor facilidad el flujo de vapor, requieren de la protección de un “retardador de vapor”. Y no hace falta explicar que un “retardador” o si se quiere, una “barrera de vapor”, es exactamente lo contrario de la “transpirabilidad” del edificio.

Igualmente, se podría ver la cubierta como un elemento constructivo que impide dicha transpirabilidad, ya que cuenta con una capa impermeable al vapor, si es cubierta invertida, y dos si es cubierta convencional (la “impermeabilización” propiamente dicha y la “barrera” de vapor).

Evidentemente es un concepto erróneo. Sólo tiene sentido, a fin de reducir el riesgo de condensaciones intersticiales, situar los materiales de mayor resistencia (o menor permeabilidad) al vapor lo más cerca posible del espacio interior. Y al contrario, situar los materiales de menor resistencia (o mayor permeabilidad) al vapor lo más cerca posible del espacio exterior. Ese es el concepto ajustado y correcto de transpirabilidad.

Si relacionamos la transpirabilidad con el síndrome de edificio enfermo, entonces hay que dejar bien claro que el “síndrome” se resolverá, entre otras cosas:

• Colocando un aislamiento térmico en el cerramiento de modo que la superficie interior del cerramiento no esté tan fría como para originar condensaciones superficiales o la formación de moho.
• Asociado al punto anterior, evitando puentes térmicos y la pared “fría” resultante.
• Logrando el número adecuado de renovaciones del aire en función del uso al que esté destinado el edificio. Es decir, ventilando adecuadamente. Y parece poco deseable, y más bien muestra de construcción de baja calidad, que esa ventilación se vaya a producir ¡a través del muro! La práctica de la buena construcción llevará a unas carpinterías diseñadas para proporcionar el grado adecuado de ventilación. Precisamente muchos problemas han venido de cambiar carpinterías que ajustaban mal, pero permitían el grado adecuado de permeabilidad y renovación del aire, por carpinterías con un alto grado de hermeticidad, pero ningún dispositivo que permitiera controlar el necesario grado de renovación del aire. De hecho las ventanas oscilobatientes han venido a resolver parte del problema al introducir en el usuario el concepto de posición de “ventilación”.

En principio los fabricantes de productos de construcción –y aislamientos térmicos entre ellos- comunican a través de diversos medios publicitarios las características técnicas de sus productos. Además muchos fabricantes proporcionan especificaciones técnicas de ventas que implican el compromiso del fabricante en la venta del producto para atender cualquier reclamación en la que se compruebe que el producto no satisface los valores dados en especificación.

Un segundo “marco” en que, desde mayo de 2003, todos los fabricantes de aislamientos térmicos se encuentran, es el definido por el obligatorio Marcado CE, como herramienta para garantizar de un modo apropiado el libre intercambio de productos a través de toda la Unión Europea.. Ostentar dicho Marcado CE supone la conformidad del producto a normas armonizadas europeas (armonizadas = homogéneas para toda Europa), tanto de producto (con valores de características dispuestos en “clases”) como de métodos de ensayo. Son las normas EN = UNE EN mencionadas en las tablas anteriores.

La conformidad para tener el Marcado CE puede plantearse por varios procedimientos. En la llamada Declaración de Prestaciones (DdP) del fabricante, en vigor desde el 1 de junio de 2013 a través del nuevo Reglamento europeo de Productos de Construcción (RCP), éste redacta el documento de Declaración, recogiendo las características de su producto en función de lo definido por las normas armonizadas correspondientes. Se avala la Declaración con unos llamados Ensayos Iniciales de Tipo (de sus siglas en inglés: ITT), realizados en un laboratorio perteneciente a un Organismo Notificado (para evaluar la conformidad a normas). Si el fabricante no cambia la fabricación ni las características del producto no tiene por qué repetir nunca más esos ITT.

Un tercer mecanismo, de mayor entidad para alcanzar la mayor certidumbre en la calidad del producto y la producción, y, en definitiva, para confiar en que las prestaciones son realmente las que se reclaman, es la Certificación de producto. Hay organismos como AENOR capacitados para la emisión del Certificado de Producto, en el caso de AENOR la conocida Marca AENOR.

Las diferencias con el Marcado CE son importantes:

• La Certificación de Producto es voluntaria, demuestra la calidad ante el mercado de construcción y no puede ser exigida por ningún organismo.
• Implica un seguimiento por terceros, con continuas auditorias del Sistema de Calidad (referencia ISO 9000) e inspecciones con recogida de muestras para ensayos, tanto ITT como de seguimiento, en laboratorios acreditados.

Para cualquier producto manufacturado por el hombre, y entre ellos los de construcción, la medición del impacto medioambiental “desde la cuna a la tumba” lleva aparejada una compleja herramienta técnica de medición y análisis como es la Evaluación del Ciclo de Vida (en sus siglas en inglés: LCA, Life Cycle Assesment).

Cuando se considera el uso de un aislante térmico se ve que a lo largo de toda su vida útil va a permitir un consumo menor de energía para la climatización del edificio. Asociado a ese menor consumo de energía, menores emisiones de CO2. Por tanto el impacto medioambiental es negativo, es decir, no es un impacto perjudicial sino beneficioso, no añade problemas sino que quita. De hecho, el parque de edificios de Europa supone un 40 % del total de emisiones de CO2 y se estima que, con un nivel adecuado y razonable de aislamiento (recuérdese la idea de espesor económico), la cantidad que representa (casi 840 millones de toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera en 2002) podría reducirse hasta un 50 %.

Por consiguiente, sólo con la mejora del aislamiento térmico de los edificios se podrían alcanzar los objetivos perseguidos por el Protocolo de Kyoto de ir reduciendo paulatinamente las emisiones de CO2 respecto del año base, 1990. No hay que olvidar que actualmente las emisiones europeas de CO2 se encuentran en su conjunto muy por encima de dicho año base (emisiones del parque edificado europeo en 1990 = 710 millones de toneladas de CO2).

En España, como es bien sabido, había “hueco” para un 15% más respecto de las emisiones del año base, pero es que en 2003 se habían superado ya en más de un 40% las emisiones de 1990 (estimación ponderada incluyendo todos los sectores, no sólo la edificación).

Hay ya una herramienta de cálculo desarrollada por el Comité Técnico 89, TC 89, “Prestaciones Térmicas de Edificios y Componentes de Edificios”, del Comité Europeo de Normalización, CEN, y es la norma armonizada UNE EN 832, sobre necesidades de calefacción en edificios. De hecho, se ha estado trabajando en los últimos años dentro de este Comité Técnico europeo para desarrollar herramientas para la aplicación de la Directiva 2002/91/CE relativa a eficiencia energética de los edificios, directiva modificada en 2010 y sustituida por la Directiva 2010/31/UE.

En todo caso, como se explicó al tratar el significado de las unidades de conductividad térmica, es fácil comprender la traducción en términos energéticos, como pérdidas (o ganancias) no deseadas de energía por metro cuadrado de cerramiento [kWh/m2], una vez que se ha determinado un período de tiempo [horas] y un salto térmico medio entre el ambiente interior y el exterior [grados].

Finalmente, hay una correlación para cada país y tipo de energía, de modo que se puede determinar la cantidad de CO2 emitido a la atmósfera por cada kWh de energía consumido, como se puede apreciar a continuación en la tabla.

No. El hecho fundamental es que, frente al beneficio obtenido en términos de reducción de consumo energético y de emisiones de CO2, las diferencias entre los diversos procesos de producción de los diferentes aislantes térmicos (ver siguiente cuestión) o las diversas formas de gestionar los residuos al final de la vida del producto resultan ser de muy poca relevancia.

Más importante será examinar la probabilidad mayor o menor de que el aislamiento térmico vea sus prestaciones térmicas degradadas con el tiempo. La durabilidad de las prestaciones (mencionada en la sección sobre propiedades de los aislantes térmicos) se convierte por sí misma en una prestación clave para hablar de la sostenibilidad de la construcción.

Para fabricar un aislante térmico hace falta, según el tipo de aislante y la densidad fabricada, entre 1 y 13 kWh por cada m2 de superficie y cm de espesor. Se ha hecho el cálculo para una espuma plástica aislante y el máximo mencionado, 13 kWh, se recupera, con el ahorro energético proporcionado por la reducción de demanda de calefacción, en la mitad de tiempo de la temporada oficial de calefacción en Sevilla (noviembre a marzo). Si nos situamos en Burgos, el período se reduce aproximadamente –siempre para el máximo de energía necesaria para fabricar el aislante- a poco más de la cuarta parte de la temporada.

Es evidente que, como se establece en la cuestión precedente, las diferencias entre productos, a la hora de valorar la energía consumida en su fabricación, son de poca o nula relevancia frente al beneficio proporcionado por todos ellos, a largo plazo (50 años como período típico de vida útil del edificio), por ahorro de energía en calefacción. De hecho, lo que sí será relevante es que en ese largo plazo sean capaces de mantener las prestaciones térmicas (ver la segunda parte de la sección sobre propiedades de los aislantes térmicos). Si no es así, la hipótesis de partida se vendrá abajo y puede empezar a haber diferencias sustanciales entre los diversos aislantes térmicos.

Se mide la unidad funcional del producto. Esto significa que no es correcto comparar 1 kg de un material A con 1 kg de otro material B, si resulta que en la aplicación constructiva real se tiene, por ejemplo, que:

• La densidad de A es 100 kg/m3 mientras que la de B es 30 kg/m3.
• La conductividad térmica de diseño de A es 48 mW/(m·K) mientras que la de B es 36.
• Para instalar A correctamente hacen falta capas protectoras y elementos accesorios mientras que B no los precisa.

En tal caso, bien puede suceder que de la comparación directa de 1 kg de A vs. 1 kg de B, salga favorecido A, mientras que en la realidad del sistema constructivo o unidad funcional pueden equilibrarse o hasta resultar preferible el ecobalance energético de la instalación de B.

No. El Protocolo de Montreal (1987) y las Directivas Europeas 3093/94/CE y 2037/2000/CE, en el caso de la Unión Europea, han ido estableciendo los pasos para la completa eliminación en la fabricación de aislamientos –entre otras aplicaciones- de los CFCs (clorofluorocarbonos) y de los HCFCs (hidroclorofluorocarbonos). Así, en la Unión Europea están prohibidos los CFCs en aislantes desde 1995 y los HCFCs desde el 1 de enero de 2004.

De todos modos cabe precisar que, por ejemplo, el consumo de CFCs para fabricar aislantes ha supuesto aproximadamente un 5% del consumo mundial. Por otro lado, los productos de aislamiento que han utilizado estos espumantes los mantienen confinados dentro de su estructura celular a muy largo plazo, con posibilidades incluso, dependiendo del modo en que fueron instalados, de recuperar el espumante al final de la vida útil del producto.

Sí, aunque mucho menor que el de los antiguos CFCs y HCFCs. La clave aquí es el ecobalance puesto que el uso, por ejemplo, de los llamados HFCs (hidrofluorocarbonos) puede permitir, en algunos casos, alcanzar mejores prestaciones térmicas a largo plazo.

Entonces ocurre algo parecido a lo explicado anteriormente con la unidad funcional. Un producto A puede tener un espumante con GWP (Global Warming Potencial) = 1 mientras que otro producto B lo puede tener, por ejemplo, con GWP = 800. La comparación entre ecobalances tendrá en cuenta que, por ejemplo, el producto A tiene una conductividad térmica de diseño de 36 mW/(m•K), mientras que el producto B la tiene de 29 mW/(m•K). Dependiendo entonces de los espesores utilizados, la aplicación, el modo de instalación y el tipo particular de HFC usado, se favorecerá en mayor o menor medida la difusión a la atmósfera de los gases espumantes con GWP. Todo esto se “compone” en el ecobalance energético del producto (recordar la pregunta titulada “¿Qué relación hay entre la energía usada para fabricar un aislante y la energía ahorrada durante su uso?”).

Y es aquí donde se puede comparar correctamente el uso de espumantes con GWP diversos, evitando así cualquier apriorismo que no mire los números reales que puedan fundamentar la elección de un producto u otro.

El XPS, espuma de poliestireno extruido, es un material aislante, que debido a sus excepcionales propiedades es ampliamente utilizado en la industria moderna de la construcción. Durante sus más de 60 años de historia ha puesto de manifiesto cotidianamente su alta resistencia a la compresión, su prácticamente nula absorción de agua, excelente comportamiento como aislante térmico y una excepcional durabilidad, manteniéndose inalterable con el paso del tiempo.

XPS: Historia

Discurría el año 1941 en Midland, Michigan, cuando el Departamento de Defensa americano y Dow Chemical firmaron un acuerdo para desarrollar una espuma plástica ligera, resistente mecánicamente y con nula absorción de la humedad. ¿Por qué? Se encontraba mediada la segunda guerra mundial y los Estados Unidos necesitaban disponer de un material de fácil instalación, ligero y susceptible de soportar cargas para construir unidades de flotación a utilizar en maniobras de desembarco y formación de vados artificiales durante las operaciones militares.

El exitoso desarrollo del producto tuvo su prolongación después de la guerra, cuando se observaron las excelentes propiedades de aislamiento contra el calor y el frío del XPS. Así durante 1948 se produjo el primer lanzamiento comercial al mercado, enfocado a aplicaciones tales como construcción de barcos, cámaras frigoríficas e, incluso, decoración floral.