Aislante térmico para tuberías de alcantarillado: tipos, reglas de selección y descripción general de la tecnología de colocación
El funcionamiento de las tuberías de alcantarillado está influenciado por numerosos factores, incluido el frío. Para que el sistema pueda funcionar normalmente incluso a temperaturas muy bajas, es necesario seleccionar correctamente el aislante para las tuberías de alcantarillado y realizar su instalación.
Los materiales de aislamiento térmico se presentan en el mercado en una amplia gama, y decidir la compra a veces es bastante difícil, ¿está de acuerdo? Le ayudaremos a resolver este problema. En el artículo se presenta una revisión de diferentes tipos de aislantes, sus características, particularidades de instalación y aplicación.
Contenido del artículo:
- Reglas para elegir el aislante
- Aislante de lana mineral
- Aislante térmico de poliestireno expandido para tuberías
- Carcasas de poliuretano expandido
- Uso de polietileno espumado
- Uso de foilizol para aislar tuberías
- Caucho espumado como aislante
- Aislamiento del alcantarillado con arcilla expandida
- Pintura termoaislante como aislante
- ¿Cuándo se necesita un cable calefactor?
- Conclusiones y video útil sobre el tema
Reglas para elegir el aislante
En el mercado de la construcción hay una enorme variedad de materiales aislantes, pero no todos se pueden usar como aislamiento para tuberías de alcantarillado.
La tarea principal del aislamiento no es calentar la derivación, sino reducir el intercambio de calor entre el entorno exterior y el líquido que circula por las tuberías.
Para que el aislante para tuberías cumpla eficazmente su función principal —conservar el calor— debe cumplir con 7 requisitos básicos:
- tener el coeficiente de conductividad térmica lo más bajo posible;
- mantener sus propiedades durante un largo período;
- soportar grandes variaciones de temperatura;
- tener buenas propiedades de impermeabilización;
- poseer resistencia a las agresiones del medio ambiente;
- no favorecer la combustión ni emitir humo tóxico;
- ser sencillo de instalar.
Están sujetos a aislamiento las tuberías de alcantarillado exterior y la tubería principal colocada en un local sin calefacción. La única excepción son las regiones donde incluso en invierno no baja de 0°C.
Para el resto, la cuestión es solo elegir el método y el material. Los aislantes se eligen según la reputación del fabricante o la marca, pero la forma más segura es basarse en el material de fabricación.
Con mayor frecuencia, las tuberías de alcantarillado se aíslan con lana mineral, arcilla expandida, aislamientos de poliestireno expandido y poliuretano. También se utilizan aislamientos líquidos. Todos ellos se aplican para el aislamiento pasivo.
Además de estos, existen otras 2 opciones para proteger las tuberías de las heladas: la colocación por debajo del nivel de congelación de las capas del suelo y el uso de aislamientos activos. Entre estos últimos se encuentra el aislamiento con cable.
Aislante de lana mineral
Según la definición establecida por la norma GOST 31913-2011, se puede concluir que la lana mineral debe clasificarse como un material fibroso en cuya producción se utilizan fundidos de rocas y escorias metálicas.
El concepto en sí mismo abarca 3 tipos de material:
- fibra de vidrio;
- lana de escoria;
- lana de roca.
Tienen diferente grosor y longitud de fibra, diferentes índices de conductividad térmica, resistencia a la humedad, reaccionan de manera diferente a las cargas mecánicas, pero la composición es idéntica en todas. También difieren entre sí las características de la lana mineral producida por diferentes fabricantes.
La base de la lana mineral son las rocas, que constituyen aproximadamente el 90%. El resto corresponde a aditivos: arcilla bentonita y resinas a base de fenol.
La lana mineral tiene una serie de cualidades que hacen reflexionar antes de decidirse a favor de ella.
Entre las desventajas del aislante se incluyen:
- la presencia de resinas de formaldehído en su composición, que afectan negativamente la salud;
- la capacidad de asentarse bajo cargas mecánicas y, como consecuencia, la aparición de 'puentes térmicos';
- alta absorción de agua, por lo que el aislante necesita una buena impermeabilización.
Los aislantes de algodón se utilizan para acondicionar los tramos expuestos de las tuberías de alcantarillado. No se colocan alrededor de tuberías enterradas en el suelo.
Al humedecerse, este tipo de aislamiento térmico pierde casi por completo sus propiedades y a menudo provoca la aparición de óxido en las conducciones metálicas subterráneas.
La instalación del aislamiento térmico de lana mineral se realiza en 3 etapas:
- Se aplica cinta adhesiva foil en espiral sobre las tuberías.
- Se envuelve firmemente la tubería con el aislante. Las juntas en los puntos de conexión deben coincidir.
- Se fija el aislamiento a las tuberías envolviéndolo con cinta sanitaria.
Teniendo en cuenta que la densidad del material es baja y absorbe bien la humedad, se requerirá impermeabilización. Para ello se utiliza papel de aluminio o fieltro asfáltico. La presencia de una capa foil sobre el aislante facilita la tarea, pero los extremos igualmente deberán aislarse.
Aislamiento de tuberías con lana de vidrio
La lana de vidrio, como una de las variantes de la lana mineral, tiene todas sus características positivas y negativas. Es un material natural obtenido de materias primas como cuarcitas o arena.
El coeficiente de conductividad térmica de este aislante está entre 0,028 y 0,034. Cuanto mayor es el espesor, menor es. El valor medio de densidad es de 150-200 kg/m³.
Para reducir la higroscopicidad, algunos fabricantes producen lana de vidrio con una capa de aislamiento ya incorporada. Puede ser tanto de foil como de velo de vidrio. Entre ellos se encuentran aislantes populares como Ursa, Knauf e Isover. El aislante de fibra de vidrio llega al mercado de la construcción en forma de mantas, rollos y cilindros.
¿Se pueden aislar las tuberías de alcantarillado con escoria?
El material es un subproducto de la tecnología de fundición de hierro. La lana de escoria tiene una estructura suelta y una característica muy desagradable, propia de los productos de altos hornos: la acidez residual.
En condiciones de humedad, en la superficie aislada con este material se forman ácidos que afectan negativamente tanto al metal como al plástico. La lana de escoria se funde a una temperatura de 300 °C, tiene un coeficiente de conductividad térmica de 0,46-0,48, un grosor de fibra de 4 a 12 micras. Posee baja compatibilidad ecológica.
El coeficiente de absorción de agua de este aislante para tuberías de alcantarillado es más alto que el de la lana de vidrio. El material es inestable a los cambios de temperatura, por lo tanto su vida útil es corta.
Por esta razón, para el aislamiento de tuberías de alcantarillado, se utiliza raramente, al igual que otras variantes de lana, y solo se aplica para el aislamiento de tramos aéreos de las comunicaciones.
El material de partida para su producción de lana mineral son las rocas. La lana de basalto es un material resistente con una densidad de 25-200 kg/m³ y un pequeño coeficiente de conductividad térmica de 0,03-0,04.
Es muy resistente a los cambios de temperatura: no pierde sus propiedades iniciales en el rango de -60 a +200 °C, y comienza a fundirse cuando la temperatura supera los 1000 °C.
Las fibras de lana de roca tienen los mismos parámetros que las de lana de escoria, pero son mucho más elásticas. Por lo tanto, no se rompen, no entran en el sistema respiratorio, no irritan la piel. Pero también hay desventajas en este tipo de lana mineral: alto costo, resistencia insuficiente y la misma sustancia fenólica en algunas marcas del material.
Aislante térmico de poliestireno expandido para tuberías
Las cáscaras de poliestireno expandido son un aislante popular para el aislamiento de tuberías de alcantarillado. El dos por ciento de su composición son pequeñas gotas de poliestireno de 1 a 5 mm, el 98% restante es aire. Después de procesar el material con un agente espumante, los gránulos adquieren ligereza, elasticidad, se atraen entre sí y se pegan.
Mediante prensado seguido de un tratamiento con vapor de alta temperatura, se le da al material la forma deseada.
En realidad, es poliestireno expandido simple, pero en forma de cáscara diseñada para un uso repetido. La diferencia entre el coeficiente de conductividad térmica del aislamiento de poliestireno expandido (0.03-0.05) y la lana mineral es pequeña. La cáscara, que tiene forma de semiesferas, cumple con la tarea de conservar el calor de manera bastante efectiva.
Debido a que el poliestireno expandido no es muy resistente a los impactos mecánicos, los fabricantes recubren las cáscaras con una capa externa de papel de aluminio, fibra de vidrio y otros materiales.
Las propiedades de alto aislamiento térmico las proporcionan las microceldas de paredes delgadas que no permiten el paso del calor. La vida útil de la carcasa de aislamiento térmico es bastante larga: alrededor de 50 años.
Existen 2 tipos de este material: el ordinario y el poliestireno extruido. Las características del segundo son superiores, pero el costo también es mayor.
A pesar de sus numerosas cualidades positivas, el poliestireno expandido también tiene desventajas. No tolera la radiación ultravioleta, por lo que al instalar tuberías en lugares expuestos se requiere protección adicional contra el sol. Este material es denso pero frágil, y al arder puede causar intoxicación, ya que el humo que desprende es tóxico.
Los trabajos de instalación son tan sencillos que no requieren una cualificación especial. Tras colocar los segmentos de aislamiento en la tubería de alcantarillado, se realiza un solapamiento desplazándolos longitudinalmente entre sí entre 200 y 300 mm. Para evitar la aparición de puentes térmicos, los elementos de aislamiento se unen entre sí mediante un sistema de cuarto de vuelta o machihembrado.
Una vez realizada la unión, se comprimen fuertemente ambas piezas. Las zonas de contacto se sellan con cinta adhesiva. A veces se aplica pegamento en las juntas, pero entonces el aislante pierde la ventaja de poder reutilizarse, ya que durante el desmontaje habrá que cortarlo.
Sobre la carcasa se coloca una cubierta protectora, que viene incluida con ella, o simplemente se envuelve con film de polietileno si no la tiene.
Se utiliza la carcasa tanto en rutas aéreas como para la colocación de la tubería principal bajo tierra. Este aislante se puede colocar en una tubería con un diámetro mínimo de 1.7 cm y máximo de 122 cm. Ya con un diámetro de 200 mm, el cilindro consta de 4 elementos, y en los productos grandes puede haber hasta 8.
Las zanjas con tuberías de alcantarillado se rellenan primero con arena hasta una altura de unos 0,2 m, luego con tierra. En regiones con inviernos muy fríos, el aislamiento térmico en forma de carcasa de poliestireno expandido se complementa con un cable calefactor colocado debajo de la cubierta.
Carcasas de poliuretano expandido
Los cilindros de poliuretano expandido son una buena alternativa a los análogos de poliestireno expandido. Se diferencian por su mayor densidad, mientras que el coeficiente de conductividad térmica es casi el mismo.
El poliuretano expandido también tiene una mayor resistencia a las acciones mecánicas. Además, tiene un rango de temperatura más amplio en el que puede funcionar sin perder sus características de resistencia.
El aislamiento térmico tiene forma de semicilindros equipados con pestillos transversales o longitudinales. Para aumentar la confiabilidad de la protección, a veces la cáscara se coloca en carcasas especiales de acero galvanizado con cierres, pero más a menudo simplemente se aplica un recubrimiento especial.
Uso de polietileno espumado
Como aislante para tuberías de alcantarillado se utiliza a menudo polietileno expandido. Es un material no muy denso, hasta 40 kg/m³. El coeficiente de conductividad térmica está dentro de 0,05.
No cambia sus propiedades al operar en un rango de temperatura de -50 °C a +90 °C. El pequeño espesor del material permite ahorrar espacio, por lo que su uso está justificado donde queda un espacio muy pequeño entre las tuberías y la pared.
Las ventajas del aislante son su ligereza, durabilidad y precio asequible. Este aislante es fabricado por productores como Magniflex y Penofol, Energoflex, Termoflex. Se produce en forma de cilindros de diferentes diámetros y en rollos. Existen versiones con lámina en una o dos caras.
Esta variante de aislamiento térmico se usa raramente en el acondicionamiento de tuberías de alcantarillado, se utiliza para aislar secciones de comunicaciones ubicadas en sótanos y sobre el suelo.
Uso de foilizol para aislar tuberías
La mayoría de las veces, el material se utiliza para comunicaciones exteriores realizadas con tuberías de metal-plástico. Existen 2 variedades de foilgoizol: SRF y FG. En su fabricación se utiliza papel de aluminio, ya sea corrugado o liso, y una capa de betún-polímero para la unión.
Se vende en forma de rollos. El material es resistente, ecológico y tiene una larga vida útil. Ha demostrado su eficacia en regiones con diferentes climas.
Caucho espumado como aislante
Este material aislante se fabrica a base de caucho natural o combinado. Se caracteriza por su alta seguridad contra incendios y elasticidad. El aislamiento de tuberías con este material se realiza mediante pegado. Como resultado de la interpenetración de las superficies, se obtiene una costura resistente.
El aislamiento térmico es producido por fabricantes como la empresa italiana K-FLEX, las empresas alemanas ARMAFLEX y Kaiflex. Debido a su alto costo, el caucho espumado se usa muy raramente para aislar tuberías de alcantarillado.
Aislamiento del alcantarillado con arcilla expandida
El material se utiliza para el aislamiento térmico de tuberías de alcantarillado que se colocan bajo tierra. Su funcionamiento normal solo es posible en un ambiente seco, por lo que el trabajo de aislamiento se realiza en clima cálido y seco.
La tecnología es simple:
- Se colocan 2 capas de membrana debajo de la tubería, superponiendo el paño sobre las paredes de la zanja.
- Se vierte arcilla expandida.
- Se colocan los bordes de las láminas superpuestos sobre la arcilla expandida.
Al entrar en contacto con la humedad, este material suelto pierde sus propiedades. Es recomendable usarlo en regiones con clima templado, ya que no es muy eficaz como aislante.
La densidad del material depende de su grado. Existen varios tipos de arcilla expandida con diferente densidad, formas y tamaños de gránulos. La arcilla expandida de calidad tiene una forma redondeada regular y una estructura interna uniforme.
Pintura termoaislante como aislante
Visualmente, la pintura termoaislante se parece a la pintura común. Su ventaja es que se puede aplicar sobre superficies de cualquier forma. La capa de pintura forma un recubrimiento hermético y elástico que funciona como un termo.
Para la producción de microesferas se utilizan cerámica, perlita, espuma de vidrio y otras sustancias con propiedades de aislamiento térmico. La pintura es muy fácil de usar y crea un recubrimiento caracterizado por su durabilidad.
El efecto de cubrir con esta pintura es el mismo que el aislamiento con lana mineral o poliestireno expandido. Se aplica tanto manualmente con rodillo o brocha, como con pulverizador.
¿Cuándo se necesita un cable calefactor?
Si las tuberías de alcantarillado, debido a la imposibilidad de enterrarlas, se colocan en la superficie del suelo, entonces la forma más eficaz de aislarlas será una combinación de varios materiales más un cable eléctrico.
La siguiente selección de fotos le familiarizará con el proceso de instalación del cable calefactor:
El mismo método de aislamiento también es conveniente cuando las tuberías están a una profundidad menor que el nivel de congelación del suelo.
Existen productos de 2 tipos: resistivo y autorregulable. Además del primero, se necesitan obligatoriamente termostatos. Puede ser tanto unipolar como bipolar. La opción más práctica es el cable autorregulable, que cuenta con una protección eficaz contra el sobrecalentamiento y una buena conductividad térmica.
Su resistencia disminuye al bajar la temperatura y aumenta al subir. El tercer tipo de cable, el zonal, se utiliza cuando se necesita llevar calor solo a secciones específicas.
Conclusiones y video útil sobre el tema
El autor responde a la pregunta sobre la conveniencia de aislar tuberías ubicadas por debajo del nivel de congelación:
Ventajas del uso de cilindros aislantes de poliestireno extruido:
El servicio sin fallos del sistema de alcantarillado depende en gran medida de la calidad del aislamiento térmico de las tuberías. De todos los métodos existentes de aislamiento térmico para tuberías de alcantarillado, se debe elegir el que se adapte a las condiciones climáticas, la profundidad de instalación de las tuberías y las características de la tubería principal.
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En mi opinión, la aparición de la mayoría de los materiales se parece más a una estrategia de marketing. Yo mismo viví en Kolymá y allí aislábamos tanto las tuberías de alcantarillado como las de agua con lana de vidrio simple. Además, las tuberías se colocaban previamente en cajas de hormigón o madera. En principio, esta opción es bastante suficiente tanto en características como en durabilidad.
No estoy de acuerdo. Yo mismo usé lana de vidrio durante mucho tiempo y puedo decir con seguridad que se deteriora bajo la acción de la alta humedad y los cambios de temperatura. En mi nueva casa de campo, aislé las tuberías con una carcasa de espuma de poliestireno. También es un material barato, pero mucho más duradero. Para garantizar la protección contra la humedad, según el técnico contratado, es suficiente la cubierta exterior de material foil, lo que simplifica el proceso de instalación. Si no hay cubierta, se puede usar papel de aluminio común.