Lo que debe saber sobre el aislamiento

El aislamiento es un aspecto importante de cualquier aparato de altas temperaturas, ya sea en un entorno doméstico o industrial. Cuando un aparato está debidamente aislado, se le confieren muchos beneficios adicionales, es decir, se reduce la pérdida de calor, con lo que se ahorra en el consumo de energía y, por consiguiente, es más ecológico y más eficiente a nivel económico. A largo plazo, esto aumenta la vida útil de estos aparatos, ya que requieren reparaciones menos frecuentes.

Tomemos como ejemplo un horno de pan y pizza. Aislarlo adecuadamente con una manta de fibra cerámica, una malla alambre y mortero para hornos exteriores, proporcionará muchas ventajas.

En primer lugar, mejorará enormemente la calidad y el sabor de los productos horneados. Esto se debe a que se perderá menos calor y, por lo tanto, se podrá mantener una temperatura constante, a fin de evitar la cocción excesiva o insuficiente.

En segundo lugar, una mejor retención del calor dará lugar a una mayor seguridad alimentaria. En un horno mal aislado, el calor se perderá y las bolsas de aire frío podrán entrar dentro del horno, causando que la cocción de la pizza, el pan u otros alimentos no sea uniforme. En el caso del pescado o la carne, esto es especialmente problemático porque puede provocar una intoxicación alimentaria. Por lo tanto, el aislamiento juega un papel realmente importante para garantizar la seguridad e higiene de los alimentos.

Por último, el aislamiento adecuado del horno es crucial para la seguridad de la persona que cocina u hornea, así como de cualquier otra persona que está cerca, como niños, familiares o invitados. Esto se debe al hecho de que un mal aislamiento puede hacer que la superficie externa se caliente demasiado y si alguien la tocara, podría quemarse. Por lo tanto, un aislamiento efectivo evitará que los exteriores se calienten de forma desproporcionada y, por consiguiente, sean potencialmente peligrosos.

Modos de transferencia de calor

Para entender mejor cómo funciona el aislamiento, es fundamental entender primero lo básico. La transferencia de calor se produce entre objetos a diferentes temperaturas, lo que puede ocurrir mediante los siguientes tres métodos: conducción, convección y radiación.

Un ejemplo de conducción puede verse en una tetera para hervir agua: el elemento calefactor en su interior transfiere el calor al agua, aumentando así su temperatura. Por otro lado, la convección tiene lugar cuando un radiador calienta el aire dentro de una habitación. Por último, la radiación es cuando alguien sentado junto a una chimenea puede sentir directamente el calor que emana de ella.

El aislamiento térmico se define como la reducción de la transferencia de calor entre materiales a diferentes temperaturas y esto se logra principalmente mediante la reducción de la conducción de calor. El aislamiento se logra generalmente atrapando el aire, por ejemplo, en las fibras del tejido de fibra de cerámica o dentro de los poros/burbujas de los ladrillos refractarios aislantes.

Los ejemplos frecuentes de aislamiento en el hogar incluyen el aislamiento de un horno de leña y un horno de pizza mediante el uso de una manta de fibra cerámica o el aislamiento alrededor de una chimenea o estufa, mediante una placa de vermiculita o una placa de obra para chimenea.

De manera similar, los ejemplos de aislamiento en instalaciones industriales incluyen el fieltro cosido de fibra de vidrio que se utiliza en la industria petroquímica, para hornos de fundiciones o en centrales eléctricas.

¿Cómo establecer qué material aislante hay que utilizar en cada caso?

Generalmente, los materiales que se consideran útiles como aislantes térmicos tienen una baja conductividad térmica, una baja densidad y una baja masa térmica.

Naturalmente, la principal pregunta que queremos responder en cada situación es: «Si la temperatura de mi objeto es de xºC, ¿qué material y qué espesor de aislamiento necesito para reducir la temperatura en el exterior a yºC?»

Así que la reducción de la temperatura que se puede lograr depende de la conductividad térmica del material aislante y del espesor del mismo. También será preciso lograr que el aislamiento sea capaz de soportar las temperaturas con las que entrará en contacto. El poliestireno es un material aislante muy eficaz a temperatura ambiente, pero si necesitamos que un material funcione por ejemplo a 1000ºC, el poliestireno no nos servirá porque se fundirá y se quemará.

Algunos ejemplos de reducciones de temperatura con diferentes materiales y grosores:

La tabla nos permite ver que los tejidos para altas temperaturas con grosores entre 0,4mm y 2mm no son suficientes para usarlas por sí solas, pero sí juegan un papel importante en las aplicaciones de aislamiento multicapa.

Por ejemplo, la manta de fibra cerámica puede ser usada en conjunto con el tejido de aluminio. Como alternativa, los ladrillos refractarios aislantes pueden ser usados junto con una placa de construcción para chimeneas.