thumb|250px|Aislante térmico usado en una cabina de un Boeing 747-8. Un aislante térmico es un material usado en la industria, caracterizado por su alta resistencia térmica. La acción y efecto de su aplicación se conoce como aislamiento térmico, ya que establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en temperatura, impidiendo que el calor traspase los separadores del sistema que interesa (como una vivienda o una nevera) con el ambiente que lo rodea.
En general, todos los materiales ofrecen resistencia al paso del calor, es decir, son aislantes térmicos. La diferencia es que de los que se trata tienen una resistencia muy grande, de modo, que espesores pequeños de material presentan una resistencia suficiente al uso que quiere dársele. El nombre más correcto de estos sería aislante térmico específico. Se considera que son aislantes térmicos específicos aquellos que tiene una conductividad térmica, λ < 0,08 W/m·°C.
Uno de los mejores aislantes térmicos es el vacío, en el que el calor solo se trasmite por radiación, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza mayoritariamente aire con baja humedad, que impide el paso del calor por conducción, gracias a su baja conductividad térmica, y por radiación, gracias a un bajo coeficiente de absorción.
El aire transmite calor por convección, lo que reduce su capacidad de aislamiento. Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas. Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de poro cerrado —formados por burbujas no comunicadas entre sí, como en el caso del poliuretano proyectado—, el gas utilizado como agente espumante es el que queda finalmente encerrado. También es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido.
El hecho de recibir tuberías con material aislante viene de la necesidad de esto, por lo general una tubería de metal se recubre con material aislante si queremos que éste no pierda o gane calor, de lo contrario no se usa material aislante
Cuantificación de sus propiedades La cuantificación de las propiedades de un aislante es compleja, ya que cada material reacciona diferentemente ante las diferentes trasmisiones del calor: radiación, convección, conducción, calor latente/calor sensible y también según la temperatura a la que se encuentre.
Para comparar materiales y realizar cálculos se utiliza habitualmente el coeficiente de conductividad térmica, que mide únicamente la conducción. Para que la comparación del coeficiente de dos materiales sea correcta, este debe ser medido a la misma temperatura en ambos.
Familias de materiales aislantes térmicos legalmente válidos en Europa
Lana mineral (lana de roca), según la norma EN 13162 Poliestireno expandido, según la norma EN 13163 Poliestireno extruido, según la norma EN 13164 Espuma de poliuretano, de acuerdo con la norma EN 13165 Espuma de resina fenólica, de acuerdo con la norma EN 13 166 Espuma de vidrio (lana de vidrio), según la norma EN 13 167 Losas de lana de madera, según la norma EN 13168 (Holzwolle-Leichtbauplatte) Placas de perlita expandida de acuerdo con la norma EN 13169 Corcho expandido según EN 13170 Fibras de la madera según la norma EN 13171 (Wood wool).
Otros materiales deben obtener una aprobación especial del país en concreto, o de la Organización Europea para las Aprobaciones Técnicas EOTA (European Organization for Technicals Approvals), situada en Bruselas (www.eota.be).
Para el comportamiento ante incendios de los materiales, se sigue la normativa EN 13501.
Materiales aislantes térmicos
Existen muchos tipos de aislante térmico, alguno de los cuales se ha abandonado a lo largo de la historia. son materiales usados que se caracterizan por su alta resistencia térmica
Aluminio
Aunque el aluminio es un metal de alta conductividad térmica (λ= 204 W/m·°C), puede utilizarse como aislante en ciertas condiciones. Los aislantes de aluminio consisten en varias capas delgadas unidas por otras láminas plegadas formando algo parecido al cartón aligerado. Las pérdidas térmicas pueden ser por cambio de estado (evaporación), por contacto (o convección) o por radiación (que crece con la cuarta potencia de la diferencia de temperaturas), logrando el aluminio reflejar, y así reducir, en un 97 % las pérdidas por radiación térmica (tanto para enfriar protegiendo del sol, como ante el frío, para conservar el calor interior), siendo esta propiedad independiente del espesor de la capa de aluminio. Además el aluminio ofrece otra ventaja, al ser totalmente estanco/impermeable, e impedir el paso de agua y aire, bloqueando así las pérdidas por evaporación. El plegado de las láminas se encarga de limitar la convección.
Corcho
Es el material empleado más antiguamente para aislar. Procede de la corteza del alcornoque. Normalmente se usa en forma de aglomerados, formando paneles. Habitualmente, estos paneles se fabrican a partir de corcho triturado y hervido a altas temperaturas. En general, no es necesario añadir ningún aglomerante para compactar los paneles.
Su contenido en agua es inferior al 8 %, y está compuesto en un 45 % por suberina. Estas dos condiciones hacen que sea un producto imputrescible, al que no hay que tratar para protegerlo de hongos o microorganismos, al contrario que la madera.
Otra ventaja respecto a otros materiales aislantes es la elevada inercia térmica que presenta. Esta característica lo convierte en un material idóneo para sistemas de aislamiento térmico por el exterior.
El 53 % de la producción mundial de corcho procede de Portugal, y el 32 % de España.
Opciones de uso según DIN 4108-10.
Densidad: 110 kg/m³ normal, 100-160 (en placa), 65-150 (del árbol) Coeficiente de conductividad térmica: 0,039 W/(m·K) (según EN 13170 - 0,04 a 0,055) μ (resistividad al paso de vapor de agua) - 30 a 75 (del árbol), de 92 MN·s/g·m (en placa aglomerada) c (calor específico) de 1600 a 1800
Algodón
Se trata de papel de una manta de algodón.
Densidad: 25-40 kg/m³ (lana soplada), 20-60 kg/m³ (lana en manta) Coeficiente de conductividad térmica: 0,04 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 840 J/(kg·K)
Arlita
La arlita es un árido cerámico de gran ligereza debido a su porosidad.
Densidad: 300-800 kg/m³ (densidad aparente) Coeficiente de conductividad térmica: 0,08 W/(m·K) μ = 0 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1100 J/(kg·K)
Vermiculita
La vermiculita es un mineral formado por silicatos de hierro o magnesio, del grupo de las micas; durante su fabricación se eleva rápidamente su temperatura, expandiéndose hasta 30 veces su tamaño, mediante un proceso denominado "exfoliación".
Densidad: Oscila entre 60 y 140 kg/m³, según granulometrías. Coeficiente de conductividad térmica: 0,053 kcal/h/m °C Aislamiento acústico: al incidir las ondas sonoras sobre las laminillas multidireccionales de la vermiculita expandida, estas son reflejadas en multitud de direcciones y absorbidas por la estructura microscópica de burbujas de aire del mineral. Por estas razonas la vermiculita es un excelente aislante acústico para una amplísima gama de frecuencias. Resistencia al fuego: el punto de fusión de la vermiculita es 1.370 °C y la temperatura de reblandecimiento es 1.250 °C. Es un mineral incombustible y químicamente muy estable a altas temperaturas lo que lo convierte en un material idóneo para la protección contra el fuego, por lo que se utiliza principalmente como aislante en hornos de alta temperatura y en calderas en forma de plancha de diferentes espesores (aglomerada con resinas). Inalterabilidad: la vermiculita es insensible a los agentes atmosféricos y al paso del tiempo. Es estable, químicamente neutra (pH = 7,2) e inerte, no es higroscópica y no produce ninguna acción sobre el hierro o el acero.
Cáscaras de trigo
Densidad: 90 kg/m³ (prensado) Coeficiente de conductividad térmica: 0,06 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente - J/(kg·K)
Lino
Densidad: 40-50 kg/m³ (materia prima), 20-40 kg/m³ (en manta) Coeficiente de conductividad térmica: 0,04-0,05 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1500 J/(kg·K)
Pellas de cereales Hechos a partir de cereales (en alemán - Getreidegranulat).
Densidad: 105-115 kg/m³ (densidad aparente) Coeficiente de conductividad térmica: 0,05 W/(m·K) μ - 1 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente - J/(kg·K)
Cáñamo
Densidad: 150 kg/m³ (raspaduras), 20-40 kg/m³ (en manta) Coeficiente de conductividad térmica: 0,04-0,08 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1500 J/(kg·K)
Virutas de madera Densidad: 70 kg/m³ (densidad aparente) Coeficiente de conductividad térmica: 0,045 W/(m·K) μ - 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente - J/(kg·K)
Celulosa
Se trata de papel de periódico reciclado molido, al que se le han añadido unas sales de bórax, para darle propiedades ignífugas, insecticidas y antifúngicas.
Se insufla en las cámaras o se proyecta en húmedo. Es un potente aislante estival e invernal, y tiene también propiedades de aislamiento acústico. Su mayor ventaja es que se comporta como la madera, equilibrando puntas de temperaturas a la vez que tiene una gran capacidad térmica de almacenamiento, se comporta de forma anticíclica durante 12 horas, manteniendo así el frescor matutino en verano durante las tardes. En invierno protege contra el frío de forma similar a como lo hace la madera.
Densidad: 30-60 kg/m³ (o según otras fuentes, de 25 a 90 kg/m³) Coeficiente de conductividad térmica: 0,039 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1900 J/(kg·K)
Fibra de madera Según la EN 13171. Opciones de uso según DIN 4108-10.
Densidad: 30-60 kg/m³ (soplado), 130-250 kg/m³ (en manta) Coeficiente de conductividad térmica: 0,04-0,06 W/(m·K) μ - 5 a 10 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1600-2100 J/(kg·K)
Lana de madera Según EN 13168, opciones de uso según DIN 4108-10
Densidad: 350-600 kg/m³ (normal), 60-300 kg/m³ (múltiples capas) Coeficiente de conductividad térmica: 0,09-0,1 W/(m·K) μ - 2 a 5 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 2100 J/(kg·K)
Cocos
Densidad: 70-110 kg/m³ Coeficiente de conductividad térmica: 0,045-0,05 W/(m·K) μ - 1 a 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1500 J/(kg·K)
Cañas (Actualmente no existe ningún producto a base de caña aprobado para su uso en Alemania).
Densidad: 190-220 kg/m³ (raspaduras), 20-40 kg/m³ (en manta) Coeficiente de conductividad térmica: 0,045-0,065 W/(m·K) μ - 2 MN·s/g·m c (calor específico) aproximadamente 1300 J/(kg·K)
Algas Usado en tejados y paredes.
Densidad: 70-80 kg/m³ Coeficiente de conductividad térmica: 0,045 W/(m·K) mu - c (calor específico) aproximadamente 2000 J/(kg·K)
Paja
Densidad: 80 a 600 kg/m³ Coeficiente de conductividad térmica: 0,045-0,13 W/(m·K) mu - 1 a 10 (prensado de 35 a 40) c (calor específico) aproximadamente - J/(kg·K)
Hierba
Densidad: 25 a 65 kg/m³ Coeficiente de conductividad térmica: 0,04 W/(m·K) mu - 1 a 2 c (calor específico) aproximadamente 2100 J/(kg·K)
Lana de roca
La lana de roca es un material aislante térmico, incombustible e imputrescible. Este material se diferencia de otros aislantes en que es un material resistente al fuego, con un punto de fusión superior a los 1200 °C.