Aislamientos y barreras: comportamiento higrotérmico en CI

Si los materiales estructurales resuelven cómo se sostiene el edificio, los aislamientos y las barreras determinan cómo se comporta térmica e higrométricamente. En la construcción industrializada, donde la envolvente se compone de capas delgadas y ligeras ensambladas en seco, la correcta selección y posición de cada capa es aún más crítica que en la construcción tradicional. Un error de barrera o un aislamiento mal colocado no se detecta hasta que aparecen condensaciones, pérdidas energéticas o problemas de confort.

Comportamiento higrotérmico: fundamentos

El muro de un edificio es una barrera entre dos ambientes con condiciones diferentes de temperatura y humedad. El calor fluye del lado caliente al frío (transmisión térmica) y el vapor de agua fluye del lado de mayor presión de vapor al de menor (difusión de vapor). Ambos fenómenos son simultáneos y están acoplados.

El CTE DB-HE (Documento Básico de Ahorro de Energía) establece los requisitos de transmitancia térmica (U, en W/m²·K) para cada elemento de la envolvente según la zona climática. Pero cumplir la U máxima no garantiza la ausencia de condensaciones. Para verificar el riesgo de condensaciones intersticiales se aplica el método de Glaser (simplificado) o simulaciones dinámicas más detalladas según la EN ISO 13788.

El principio básico es que la resistencia a la difusión de vapor debe ser decreciente de dentro hacia fuera: la capa más estanca al vapor debe estar en el lado caliente (interior), permitiendo que el vapor que atraviese el muro encuentre cada vez menos resistencia a medida que se acerca al exterior.

Familias de aislamiento térmico

Aislantes minerales

• Lana de roca: fabricada a partir de basalto fundido. Conductividad térmica λ = 0,034-0,040 W/m·K. Incombustible (Euroclase A1), excelente aislamiento acústico, permeable al vapor. Es el aislante de referencia cuando el comportamiento al fuego es determinante. Fabricantes principales: Rockwool, Knauf Insulation.
• Lana de vidrio: fabricada a partir de arena de sílice. λ = 0,032-0,040 W/m·K. También incombustible (A1/A2), más ligera que la lana de roca pero con menor densidad y resistencia mecánica. Fabricantes principales: Isover (Saint-Gobain), Ursa.

Aislantes poliméricos

• EPS (poliestireno expandido): λ = 0,032-0,038 W/m·K. Económico, ligero, fácil de cortar. Baja resistencia a la difusión de vapor (Sd bajo), lo que facilita la evacuación de humedad pero exige barrera de vapor interior. Euroclase E (inflamable con autoextinción). Fabricantes: Grupo Porvenir, Knauf Industries.
• XPS (poliestireno extruido): λ = 0,032-0,036 W/m·K. Similar al EPS pero con estructura celular cerrada que le confiere alta resistencia a la absorción de agua y buena resistencia a compresión. Se emplea donde hay contacto con agua (cubiertas invertidas, muros enterrados). Euroclase E. Fabricantes: Danosa, Ursa.
• PUR/PIR (poliuretano/poliisocianurato): λ = 0,022-0,028 W/m·K. El aislante convencional con menor conductividad térmica, lo que permite espesores menores para la misma resistencia. El PIR tiene mejor reacción al fuego que el PUR (Euroclase B frente a C/D). Fabricantes: Puren, Kingspan, Isover.

Aislantes naturales

• Fibra de madera: λ = 0,038-0,050 W/m·K. Alta densidad (110-250 kg/m³) que le confiere excelente inercia térmica (protección frente al calor estival) y buen aislamiento acústico. Permeable al vapor. Euroclase E. Fabricantes: Steico, Gutex.
• Celulosa insuflada: λ = 0,038-0,042 W/m·K. Fabricada a partir de papel reciclado tratado con sales de boro. Se insufla en cavidades, rellenando completamente el espacio y eliminando puentes térmicos. Económica y con buen comportamiento higroscópico.
• Corcho expandido: λ = 0,038-0,045 W/m·K. Material 100% natural e ibérico. Excelente durabilidad y resistencia a plagas. Coste más elevado que los aislantes convencionales.

Cálculo de espesores según CTE DB-HE

El espesor mínimo de aislamiento se calcula a partir de la transmitancia térmica límite exigida por el CTE DB-HE para cada zona climática (de la A a la E en invierno, de 1 a 4 en verano). La fórmula básica es:

U = 1 / (Rsi + ΣRcapas + Rse)

Donde Rsi y Rse son las resistencias superficiales interior y exterior, y ΣRcapas es la suma de resistencias térmicas de cada capa (R = espesor / λ).

Por ejemplo, para alcanzar U = 0,27 W/m²·K (exigencia de zona climática D) con un muro de CLT de 100 mm (λ = 0,13) y aislamiento de lana de roca (λ = 0,036), el espesor de aislamiento necesario es aproximadamente 100-120 mm.

Barreras de vapor y membranas inteligentes

La gestión del vapor de agua en la envolvente se realiza mediante capas específicas:

• Barrera de vapor: lámina de polietileno (PE) con un valor Sd (espesor de aire equivalente a la difusión de vapor) superior a 100 m. Se coloca en la cara caliente del aislamiento (interior en climas fríos). Impide que el vapor de agua penetre en el aislamiento, eliminando el riesgo de condensación intersticial. Es la solución más sencilla pero la más rígida.
• Membranas inteligentes (higrovariables): láminas cuya permeabilidad al vapor varía con la humedad relativa. Con humedad baja (invierno interior, 40% HR) actúan como barrera de vapor (Sd alto, 5-20 m). Con humedad alta (verano o secado hacia interior) se abren (Sd bajo, 0,2-0,5 m) permitiendo el secado. Marcas de referencia: Intello (Pro Clima), Vario (Isover). Son la solución recomendada en construcción de madera.

El valor Sd es el parámetro clave: cuanto mayor es, menos vapor deja pasar la membrana. Para que un cerramiento funcione correctamente, la regla práctica es que el Sd de la capa interior sea al menos 5-10 veces mayor que el Sd de la capa exterior.

Estanqueidad al aire (Blower Door)

La estanqueidad al aire es un concepto diferente de la barrera de vapor, aunque a menudo se resuelven con la misma capa. El ensayo Blower Door (según EN ISO 9972) mide la tasa de renovación de aire del edificio a 50 Pa de presión diferencial (n50).

• El CTE DB-HE no exige un valor n50 concreto, pero la Herramienta Unificada LIDER-CALENER penaliza la infiltración no controlada.
• El estándar Passivhaus exige n50 ≤ 0,6 h⁻¹.
• Un edificio industrializado bien ejecutado alcanza típicamente n50 = 1,0-3,0 h⁻¹, frente a los 6-10 h⁻¹ habituales en construcción convencional española.

La clave es que la línea de estanqueidad esté definida y sea continua en todo el perímetro del edificio, sin interrupciones en juntas, encuentros y pasos de instalaciones.

Puentes térmicos en construcción industrializada

Los puentes térmicos son zonas del cerramiento donde la resistencia térmica es significativamente inferior al resto, provocando pérdidas de calor localizadas y riesgo de condensaciones superficiales. En la construcción industrializada, los puentes térmicos típicos son:

• Juntas entre paneles: si no se aíslan adecuadamente, la junta entre dos paneles de CLT o de hormigón crea un puente térmico lineal.
• Montantes metálicos en LSF: cada montante de acero es un puente térmico puntual repetido cada 400-600 mm. El aislamiento exterior continuo es la solución.
• Anclajes de fachada: los ángulos y ménsulas metálicas que soportan la fachada ventilada transmiten calor a través del aislamiento. Existen soluciones con rotura de puente térmico (anclajes con intercalario plástico).
• Encuentros forjado-fachada: la solución depende del sistema constructivo, pero en todos los casos requiere una planificación específica del aislamiento en esa zona.

El correcto diseño de los aislamientos y barreras es lo que convierte una envolvente industrializada eficiente desde el punto de vista estructural en una envolvente eficiente desde el punto de vista energético. Sin esta capa de diseño higrotérmico, los beneficios de la industrialización se pierden en facturas de calefacción y problemas de condensación.