Antes de entrar en materia, conviene detenerse en algunas definiciones generales:
AISLAMIENTO TÉRMICO:
Es la resistencia que oponemos al paso del frío o calor con uno o unos materiales intercalados en un cerramiento, con el fin de obtener el confort interior de los edificios.
COEFICIENTE DE CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ( ):
Es la cantidad de calor o frío que pasa a través de 1 m2, de un cuerpo de caras plano-paralelas, con espesor de 1 mt, durante 1 hora, cuando entre las dos caras hay una diferencia de 1°C
RESISTENCIA TÉRMICA DEL MATERIAL ( R ):
Es el cociente entre el espesor del propio material y el coeficiente de conductividad térmica. Entre mayor sea este valor, mayor será la capacidad de aislamiento del material que representa.
RT(m2 K/W)=E(m)/ (W/m K)
K(W/m2 K)=1/RT(m2 K/W)
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL MATERIAL( K, U, C ):
Es la cantidad de calor o frío que se cambia, a través de 1 m2 de cerramiento durante una hora, cuando entre el exterior e interior hay una diferencia de temperatura de 1 K. Por lo mismo, entre mas alto sea este valor, menor será la capacidad de aislamiento del material.
La única diferencia entre el valor K (o valor C) y el valor U, es que el valor U designa la suma de la transmisión térmica de todos los materiales involucrados en una sección de elemento compuesto (por ejemplo: acabado+ aislante+concreto+aislante+ acabado), mientras que el valor K designa la transmisión térmica de un material en particular.
Se sabe que el calor tiende a fluir de una temperatura alta a una baja, a través de una o cualquier combinación de cualquiera de los tres métodos de transferencia de temperatura, como son: conducción, convección y radiación. El rango al cual el calor fluirá a través de un material, dependerá no sólo de la naturaleza del mismo, sino también de la diferencia en temperatura entre el lado cálido y el frío. La comparación de la efectividad del aislamiento deberá hacerse en una base que excluya la influencia de factores variables como son el espesor del material y la diferencia de las temperaturas.
Puesto en términos sencillos el valor K (también conocido como valor U o valor C), representa el número de watts que se perderán por metro cuadrado a una diferencia de temperatura dada en grados centígrados. Como un ejemplo simple, si el interior de un cuarto se encuentra a 20°C, y el exterior de la misma se encuentra a 10°C, eso nos dá una diferencia de 10°C. Asumiendo un techo con un aislamiento de R-2, la energía se perderá en un rango de 5 watts por cada metro cuadrado del techo.
Algunos países que no usan el sistema de unidades internacional definen al valor R mediante las unidades R=ft2 Fh/BTU.
La conversión entre ambos sistemas es la siguiente:
1 ft2 Fh/BTU = 0.1761 m2 K/W ó 1 m2 K/W = 5.67446 ft2 Fh/BTU
La capacidad de aislamiento térmico de un material está definida por su coeficiente de conductividad térmica ( ) que en el caso de los productos de EPS varía, al igual que las propiedades mecánicas, con la densidad aparente.
Los mejores aislantes térmicos del planeta, o sea los que presentan menores coeficientes de conductividad térmica, son por orden de importancia el Aerogel con un valor de 0.014 (W/m K), seguido por el isocianurato y las espumas fenólicas, con valores de 0.017 y 0.020 (W/m K), respectivamente. Los siguen cercanamente el poliuretano y el poliestireno con valores de 0.02 y 0.03 respectivamente. La celulosa, fibra de vidrio y lana mineral presentan difícilmente un valor de 0.05. Es po esto que se dice que los productos y materiales de poliestireno expandido (EPS) presentan una excelente capacidad de aislamiento térmico frente al calor y al frío.
De hecho, muchas de sus aplicaciones están directamente relacionadas con esta propiedad: por ejemplo cuando se utiliza como material aislante de los diferentes cerramientos de los edificios o en el campo del envase y embalaje de alimentos frescos y perecederos como por ejemplo las cajas de pescado.
Esta buena capacidad de aislamiento térmico se debe a la propia estructura del material que esencialmente consiste en aire ocluido dentro de una estructura celular conformada por el poliestireno.
Aproximadamente un 98% del volumen del material es aire y únicamente un 2% materia sólida (poliestireno). De todos es conocido que el aire en reposo es un excelente aislante térmico.
