Aislamiento de tuberías

Cuando las tuberías operan a temperaturas inferiores a la ambiente, existe la posibilidad de que el vapor de agua se condense en su superficie. Se sabe que la humedad contribuye a diversos tipos de corrosión , por lo que prevenir la formación de condensación en las tuberías suele considerarse importante.

El aislamiento de tuberías puede prevenir la formación de condensación, ya que la temperatura superficial del aislamiento difiere de la temperatura superficial de la tubería. No se producirá condensación si (a) la superficie del aislamiento está por encima del punto de rocío del aire; y (b) el aislamiento incorpora algún tipo de barrera o retardador de vapor de agua que impida que el vapor de agua lo atraviese y se forme en la superficie de la tubería.

Dado que algunas tuberías de agua se encuentran al aire libre o en zonas sin calefacción donde la temperatura ambiente puede descender ocasionalmente por debajo del punto de congelación del agua, el agua que circula por ellas puede congelarse. Al congelarse, el agua se expande , y esta expansión puede provocar fallos en el sistema de tuberías de diversas maneras.

El aislamiento de tuberías no puede evitar que el agua estancada se congele, pero sí puede aumentar el tiempo necesario para que se produzca la congelación , reduciendo así el riesgo de que el agua se congele. Por este motivo, se recomienda aislar las tuberías con riesgo de congelación, y las normativas locales de suministro de agua pueden exigir la aplicación de aislamiento a las tuberías para reducir dicho riesgo. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Para una longitud determinada, una tubería de menor diámetro contiene un volumen de agua menor que una de mayor diámetro; por lo tanto, el agua en una tubería de menor diámetro se congelará con mayor facilidad (y rapidez) que el agua en una de mayor diámetro (en condiciones ambientales equivalentes). Dado que las tuberías de menor diámetro presentan un mayor riesgo de congelación, se suele utilizar aislamiento en combinación con otros métodos para prevenir la congelación (por ejemplo, cables calefactores con resistencia modulante o un flujo de agua constante a través de la tubería).

Dado que las tuberías pueden operar a temperaturas muy alejadas de la temperatura ambiente, y que la tasa de flujo de calor de una tubería está relacionada con la diferencia de temperatura entre la tubería y el aire ambiente circundante, el flujo de calor de las tuberías puede ser considerable. En muchas situaciones, este flujo de calor es indeseable. La aplicación de aislamiento térmico para tuberías introduce resistencia térmica y reduce el flujo de calor .

Los espesores del aislamiento térmico de tuberías utilizado para ahorrar energía varían, pero como regla general, las tuberías que operan a temperaturas más extremas presentan un mayor flujo de calor y se aplican mayores espesores debido al mayor potencial de ahorro. ^{[ 3 ]}

La ubicación de las tuberías también influye en la selección del espesor del aislamiento. Por ejemplo, en algunos casos, las tuberías de calefacción dentro de un edificio bien aislado podrían no requerir aislamiento, ya que el calor que se "pierde" (es decir, el calor que fluye de la tubería al aire circundante) puede considerarse "útil" para calentar el edificio, puesto que dicho calor "perdido" quedaría efectivamente atrapado por el aislamiento estructural . ^{[ 4 ]} Por el contrario, dichas tuberías pueden aislarse para evitar el sobrecalentamiento o el enfriamiento innecesario en las habitaciones por las que pasan.

Cuando las tuberías operan a temperaturas extremadamente altas o bajas, existe el riesgo de lesiones si alguna persona entra en contacto físico con la superficie de la tubería. El umbral del dolor varía, pero diversas normas internacionales establecen límites de temperatura de contacto recomendados.

Dado que la temperatura superficial del aislamiento varía con respecto a la temperatura de la superficie de la tubería, generalmente de manera que la superficie del aislamiento tenga una temperatura "menos extrema", el aislamiento de tuberías se puede utilizar para llevar las temperaturas de contacto superficial a un rango seguro.

Las tuberías pueden funcionar como conductos para la transmisión de ruido de una parte a otra de un edificio (un ejemplo típico se observa en las tuberías de aguas residuales). El aislamiento acústico puede prevenir esta transmisión de ruido amortiguando la pared de la tubería y actuando como aislante acústico en los puntos donde la tubería atraviesa una pared o suelo fijo, así como en los puntos donde está fijada mecánicamente.

Las tuberías también pueden irradiar ruido mecánico. En tales circunstancias, la atenuación del ruido proveniente de la pared de la tubería se puede lograr mediante un aislamiento acústico que incorpore una barrera de sonido de alta densidad .

Las lanas minerales , incluidas las lanas de roca y de escoria, son hebras inorgánicas de fibra mineral unidas entre sí mediante aglutinantes orgánicos. Las lanas minerales pueden funcionar a altas temperaturas y presentan buenas clasificaciones de resistencia al fuego en las pruebas realizadas. ^{[ 5 ]}

Las lanas minerales se utilizan en todo tipo de tuberías, especialmente en tuberías industriales que operan a temperaturas más altas. ^{[ 6 ]}

La lana de vidrio es un material aislante fibroso de alta temperatura, similar a la lana mineral, en el que las hebras inorgánicas de fibra de vidrio se unen entre sí mediante un aglutinante.

Al igual que otros tipos de lana mineral, el aislamiento de lana de vidrio se puede utilizar para aplicaciones térmicas y acústicas. ^{[ 7 ]}

Se trata de espumas de caucho flexibles de celda cerrada, basadas en caucho NBR o EPDM . Las espumas elastoméricas flexibles presentan una resistencia tan alta al paso del vapor de agua que, por lo general, no requieren barreras adicionales contra el vapor. Esta alta resistencia al vapor, combinada con la elevada emisividad superficial del caucho, permite que las espumas elastoméricas flexibles eviten la formación de condensación superficial con espesores relativamente pequeños.

Como resultado, las espumas elastoméricas flexibles se utilizan ampliamente en las tuberías de refrigeración y aire acondicionado. También se emplean en sistemas de calefacción y agua caliente.

El aislamiento de tuberías fabricado con espuma rígida de fenol , PIR o PUR es común en algunos países. El aislamiento de espuma rígida tiene un rendimiento acústico mínimo, pero puede presentar valores de conductividad térmica bajos de 0,021 W/(m·K) o inferiores, lo que permite cumplir con la legislación de ahorro energético utilizando espesores de aislamiento reducidos. ^{[ 8 ]}

El polietileno es un aislante flexible de espuma plástica que se utiliza ampliamente para evitar la congelación de las tuberías de suministro de agua domésticas y para reducir la pérdida de calor de las tuberías de calefacción domésticas.

El comportamiento ante el fuego del polietileno suele cumplir con la norma 25/50 E84 hasta un espesor de 1 pulgada.

Vidrio 100% fabricado principalmente a partir de arena, piedra caliza y carbonato de sodio. Los aislamientos celulares se componen de pequeñas celdas individuales interconectadas o selladas entre sí para formar una estructura celular. El vidrio, los plásticos y el caucho pueden constituir el material base, y se utilizan diversos agentes espumantes. Los aislamientos celulares se clasifican además como de celda abierta (celdas interconectadas) o de celda cerrada (celdas selladas entre sí). Generalmente, los materiales con un contenido de celda cerrada superior al 90% se consideran materiales de celda cerrada.

El aislamiento de aerogel de sílice tiene la conductividad térmica más baja de todos los materiales aislantes producidos comercialmente. Si bien actualmente ningún fabricante produce secciones de tubería de aerogel, es posible envolver las tuberías con una manta de aerogel para que funcione como aislamiento.

Actualmente, el uso de aerogel para el aislamiento de tuberías es limitado.