El aislamiento térmico de tuberías es un conjunto de medidas encaminadas a evitar el intercambio de calor del medio transportado a través de ellas con el medio ambiente. El aislamiento térmico de tuberías se utiliza no sólo en sistemas de calefacción y suministro de agua caliente, sino también donde la tecnología requiere el transporte de sustancias con una determinada temperatura, por ejemplo, refrigerantes.
El significado de aislamiento térmico es la utilización de medios que proporcionen resistencia térmica al intercambio de calor de cualquier tipo: por contacto y realizado mediante radiación infrarroja.
La mayor aplicación, expresada en números, es el aislamiento térmico de tuberías de redes de calefacción. A diferencia de Europa, el sistema de calefacción centralizado domina en todo el espacio postsoviético. Sólo en Rusia, la longitud total de las redes de calefacción supera los 260 mil kilómetros.
Con mucha menos frecuencia, el aislamiento para tuberías de calefacción se utiliza en hogares privados con un sistema de calefacción autónomo. Sólo en unas pocas regiones del norte las casas privadas están conectadas a la red de calefacción central mediante tubos de calefacción colocados en la calle.
Para algunos tipos de calderas, por ejemplo, potentes calderas de gas o diésel, los requisitos del conjunto de reglas SP 61.13330.2012 "Aislamiento térmico de equipos y tuberías" deben colocarse por separado del edificio, en una sala de calderas a varios metros. lejos del objeto calentado. En su caso, un fragmento de tubería que pasa por la calle necesita necesariamente aislamiento.
En la calle, se requiere aislamiento de las tuberías de calefacción tanto cuando se instalan sobre el suelo como cuando se colocan ocultas, bajo tierra. El último método es un método de canal: primero se coloca una zanja de hormigón armado en la zanja y ya se colocan tuberías en ella. Método de colocación sin canales: directamente en el suelo. Los materiales aislantes utilizados se diferencian no sólo por la conductividad térmica, sino también por la resistencia al vapor y al agua, la durabilidad y los métodos de instalación.
La necesidad de aislar las tuberías de agua fría no es tan obvia. Sin embargo, no se puede prescindir de él cuando el suministro de agua está abierto sobre el suelo: las tuberías deben protegerse contra la congelación y daños posteriores. Pero en el interior de los edificios también es necesario aislar las tuberías de agua para evitar la condensación de humedad.
Lana de vidrio, lana mineral
Materiales aislantes probados en la práctica. Cumpla con los requisitos de SP 61.13330.2012, SNiP 41-03-2003 y las normas de seguridad contra incendios para cualquier método de instalación. Son fibras con un diámetro de 3 a 15 micrones, de estructura cercana a los cristales.
La lana de vidrio se fabrica a partir de residuos de la producción de vidrio, la lana mineral a partir de escorias que contienen silicio y residuos de silicato de la metalurgia. Las diferencias en sus propiedades son insignificantes. Disponible en forma de rollos, esteras cosidas, placas y cilindros prensados.
Es importante tener cuidado con los materiales y saber manipularlos correctamente. Cualquier manipulación debe realizarse con mono protector, guantes y respirador.
Instalación
La tubería se envuelve o recubre con algodón, asegurando una densidad de llenado uniforme en toda la superficie. Luego, el aislamiento, sin demasiada presión, se fija con un alambre de tejer. El material es higroscópico y se moja fácilmente, por lo que el aislamiento de tuberías externas de lana mineral o de vidrio requiere la instalación de una capa de barrera de vapor hecha de un material con baja permeabilidad al vapor: fieltro para techos o película de polietileno.
Para evitar la penetración de precipitaciones, se coloca encima una capa de cobertura: una carcasa de chapa para tejados, hierro galvanizado o chapa de aluminio.
Lana de basalto (piedra)
Más densa que la lana de vidrio. Las fibras se obtienen a partir de la fusión de rocas de gabro-basalto. Absolutamente no inflamable, puede soportar brevemente temperaturas de hasta 900° C. No todos los materiales aislantes, como la lana de basalto, pueden estar en contacto prolongado con superficies calentadas hasta 700° C.
La conductividad térmica es comparable a la de los polímeros y oscila entre 0,032 y 0,048 W/(m·K). Los indicadores de alto rendimiento permiten utilizar sus propiedades de aislamiento térmico no solo para tuberías, sino también para la instalación de chimeneas calientes.
Disponible en varias versiones:
- como lana de vidrio, en rollos;
- en forma de esteras (rollos cosidos);
- en forma de elementos cilíndricos con una ranura longitudinal;
- en forma de fragmentos prensados de un cilindro, las llamadas conchas.
Las dos últimas versiones tienen diferentes modificaciones, que se diferencian en la densidad y la presencia de una película reflectante del calor. La ranura del cilindro y los bordes de las carcasas se pueden realizar en forma de junta de espiga. 
SP 61.13330.2012 contiene instrucciones de que el aislamiento térmico de las tuberías debe cumplir con los requisitos de seguridad y protección ambiental. La propia lana de basalto cumple plenamente con estas instrucciones.
Los fabricantes suelen recurrir a trucos: para mejorar el rendimiento del consumidor: para darle hidrofobicidad, mayor densidad y permeabilidad al vapor, se utilizan impregnaciones a base de resinas de fenol-formaldehído. Por tanto, no se puede considerar 100% seguro para los humanos. Antes de utilizar lana de basalto en una zona residencial, es recomendable estudiar su certificado higiénico.
Instalación
Las fibras aislantes son más fuertes que la lana de vidrio, por lo que es casi imposible que sus partículas entren al cuerpo a través de los pulmones o la piel. Sin embargo, se recomienda utilizar guantes y un respirador cuando se trabaja.
La instalación de láminas enrolladas no difiere del método de aislar las tuberías de calefacción con lana de vidrio. La protección térmica en forma de carcasas y cilindros se fija a las tuberías mediante cinta de montaje o una venda ancha. A pesar de cierta hidrofobicidad de la lana de basalto, las tuberías aisladas con ella también requieren una cubierta impermeable y permeable al vapor hecha de polietileno o material para techos, y otra adicional hecha de estaño o papel de aluminio denso.
Poliuretano espumado (espuma de poliuretano, PPU)
Reduce la pérdida de calor a más de la mitad en comparación con la lana de vidrio y la lana mineral. Sus ventajas incluyen: baja conductividad térmica, excelentes propiedades impermeabilizantes. La vida útil declarada por los fabricantes es de 30 años; El rango de temperatura de funcionamiento es de -40 a +140 °C, el máximo soportable por un corto tiempo es de 150 °C.
Las principales marcas de espuma de poliuretano pertenecen al grupo de inflamabilidad G4 (altamente inflamable). Cuando se cambia la composición añadiendo retardantes de fuego, se les asigna G3 (normalmente inflamables).
Aunque la espuma de poliuretano es excelente como material aislante para tuberías de calefacción, tenga en cuenta que SP 61.13330.2012 permite el uso de dicho aislamiento térmico solo en edificios residenciales unifamiliares, y SP 2.13130.2012 limita su altura a dos pisos.
El revestimiento de aislamiento térmico se produce en forma de conchas: segmentos semicirculares con cerraduras machihembradas en los extremos. Tubos de acero confeccionados aislados de espuma de poliuretano con funda protectora de polietileno.
Instalación
Las carcasas se fijan al tubo de calefacción mediante bridas, abrazaderas o vendas de plástico o metal. Como muchos polímeros, el material no tolera la exposición prolongada a la luz solar, por lo que una tubería en campo abierto cuando se utilizan carcasas de PPU requiere una capa de cobertura, por ejemplo, acero galvanizado.
Para la colocación subterránea sin conductos, los productos de aislamiento térmico se colocan sobre masillas o adhesivos impermeables y resistentes a la temperatura, y el exterior se aísla con un revestimiento impermeable. También es necesario cuidar el tratamiento anticorrosión de la superficie de las tuberías metálicas; incluso la unión pegada de las carcasas no es lo suficientemente hermética como para evitar la condensación del vapor de agua del aire.
Poliestireno expandido (espuma plástica, EPS)
Se produce en forma de conchas, que prácticamente no se diferencian en apariencia de la espuma de poliuretano: las mismas dimensiones, la misma conexión de bloqueo machihembrada. Pero el rango de temperatura de aplicación, de -100 a +80 °C, con todas estas similitudes externas, hace que su uso para el aislamiento térmico de tuberías de calefacción sea imposible o limitado.
SNiP 41-01-2003 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado" establece que en el caso de un sistema de suministro de calor de dos tubos, la temperatura máxima de suministro puede alcanzar los 95°C. En cuanto a las tuberías de retorno de calefacción, no todo es tan sencillo: se cree que la temperatura en ellas no supera los 50 °C.
El aislamiento de espuma se utiliza con mayor frecuencia para tuberías de agua fría y alcantarillado. Sin embargo, se puede utilizar sobre otros materiales aislantes con una temperatura de uso permitida más alta.
El material tiene una serie de desventajas: es altamente inflamable (incluso con la adición de retardadores de fuego), no tolera la influencia química (se disuelve en acetona) y se desmorona en bolas durante la exposición prolongada a la radiación solar.
Hay otras espumas que no son de poliestireno: formaldehído o, para abreviar, fenólicas. De hecho, es un material completamente diferente. Carece de estas desventajas y se utiliza con éxito como aislamiento térmico para tuberías, pero no está tan extendido.
Instalación
Los casquillos se fijan al tubo con una venda o cinta de aluminio y se pueden pegar al tubo y entre sí.
Polietileno espumado
El rango de temperatura en el que se permite el uso de espuma de polietileno de alta densidad es de -70 a +70 °C. El límite superior no es compatible con la temperatura máxima de la tubería de calefacción, habitualmente aceptada en los cálculos. Esto significa que el material tiene poca utilidad como aislamiento térmico para tuberías, pero puede usarse como capa aislante sobre una resistente al calor.
El aislamiento de espuma de polietileno prácticamente no ha encontrado ningún uso alternativo como protección contra la congelación de las tuberías de agua. Muy a menudo se utiliza como barrera de vapor e impermeabilización.
El material se produce en forma de láminas o en forma de tubo flexible de paredes gruesas. La última forma se usa con mayor frecuencia, ya que es más conveniente para aislar tuberías de agua. La longitud estándar es de 2 metros. El color varía del blanco al gris oscuro. Es posible que haya una capa de papel de aluminio que refleje la radiación IR. Las diferencias se relacionan con los diámetros internos (de 15 a 114 mm) y el espesor de la pared (de 6 a 30 mm).
La aplicación garantiza que la temperatura en la tubería esté por encima del punto de rocío, lo que significa que evita la formación de condensación.
Instalación
Una forma sencilla con peores resultados de barrera de vapor es cortar el material de espuma a lo largo de una pequeña depresión a lo largo de la superficie lateral, abrir los bordes y colocarlo en la tubería. Luego envuélvalo en toda su longitud con cinta de montaje.
Una solución más compleja (y no siempre factible) es cerrar el agua, desmontar completamente las secciones aisladas del sistema de suministro de agua y colocar secciones sólidas. Luego vuelve a armar todo. Asegure el polietileno con bridas. En este caso, solo la unión de los segmentos se convertirá en un punto vulnerable. Se puede pegar o también envolver con cinta adhesiva.
Espuma de caucho
El caucho sintético espumado con estructura de células cerradas es el material más versátil para preservar el calor y el frío. Diseñado para un rango de temperatura de -200 a +150 °C. Cumple con todos los requisitos de seguridad ambiental.
Se utiliza como aislamiento de tuberías de agua fría, aislamiento de tuberías de calefacción y, a menudo, se encuentra en sistemas de refrigeración y ventilación. Las tuberías de calefacción colocadas en el interior de los edificios y aisladas con caucho no requieren la instalación de una capa de barrera de vapor.
Exteriormente similar al polietileno espumado, también está disponible en forma de láminas y tubos flexibles de paredes gruesas. La instalación tampoco es prácticamente diferente, excepto que dicho aislamiento térmico de las tuberías se puede unir con pegamento.
Aislamiento líquido
Se ha utilizado con éxito una tecnología que le permite rociar de forma independiente espuma de una composición de poliuretano sobre estructuras terminadas. Sus excelentes propiedades adhesivas permiten su uso no solo para aislar tuberías, sino también aplicarlo a otros elementos que requieren aislamiento: cimientos, paredes, techos. El revestimiento, además de protección térmica, proporciona barrera hidráulica y de vapor y proporciona resistencia anticorrosión.
Conclusión
La instalación adecuada del aislamiento térmico es garantía de que la tubería no perderá calor y el consumidor no se congelará. La congelación de una tubería de suministro de agua fría conduce invariablemente a su rotura. Hasta hace poco, la lana de vidrio era el material aislante habitual para tuberías de calefacción abiertas y ocultas. Sus deficiencias se derivan unas de otras. Este recubrimiento requiere un seguimiento constante.
Incluso con daños leves en la capa superficial protectora, la permeabilidad al vapor y la higroscopicidad reducen todos los ahorros a nada. La humedad provoca una baja resistencia térmica y fallos prematuros. Los materiales aislantes modernos con una estructura celular, inertes a los efectos del vapor y el agua: espuma de poliuretano, gomaespuma y espuma de polietileno ayudarán a mejorar significativamente la situación.
