Propuesta de material multicapa aislante de bajo costo e impacto ambiental

Abstract

El objetivo de este trabajo es mostrar las ventajas térmicas, ambientales y económicas, de un nuevo material compuesto propuesto para aislación térmica en viviendas. Se propone un sobre muro exterior que intercala varias cámaras de aire y capas de aislantes de baja emisividad infrarroja. Se desarrolla un modelo de resistencias térmicas unidimensional para calcular la transferencia de calor multimodal involucrada (conducción, convección y radiación), la cual se resuelve mediante iteración numérica. Como ejemplo, empleando 5cm de EPS (telgopor) en multicapas de 1 cm y cámaras de aire de 2cm, se obtiene una resistencia térmica similar a una capa sólida de EPS de 10 cm, dando un coeficiente global de transmisión de 0,346 W/m2°K. Se compara también la energía y los gases de efecto invernadero en la fabricación y el transporte del EPS, y se evalúan sus costos y aspectos constructivos.

The aim of this work is to demonstrate the thermal, economical and environmental advantages of a new thermal insulation design to improve dwellings’ efficiency. An array consisting of several layers of air chambers separated by an insulation material of low infrared emissivity is proposed. The multimodal heat transfer (conduction, convection and radiation) is modeled by unidirectional thermal resistances, solving the coupled equations by numerical iteration. As an example, the calculations for an array with five layers of EPS of 1 cm thickness separated by 2cmwide air chambers are developed. The result is a global thermal transmittance value of 0,346 W/m2ºK, which is similar to the one obtained by a solid EPS insulation of 10 cm thickness. The energy used and the greenhouse gases emitted in the manufacturing and transport of the materials are also studied, as well as the cost of the alternatives and the installation possibilities.