Materiales aislantes para aislamiento de tuberias
El aislamiento térmico, adecuadamente aplicado, asegura una operación efectiva del equipo, o de la tubería de proceso y conserva el calor o frío (temperatura) de estos elementos, con los beneficios económicos que ello implica. Para una situación determinada, existe siempre una amplia variedad de materiales aislantes y a cada tipo se le debe dar una aplicación determinada, adecuada al caso considerado. No es posible, en este post, referirse a cada uno de los tipos de material aislante, pero se describirán varios de los tipos más frecuentemente usados en plantas de proceso.
Los materiales aislantes pueden ser clasificados en cuatro tipos; fibrosos; granulares; celulares o reflectores. En la práctica, esta clasificación tienen un valor muy limitado, ya que los productos comerciales presentan una combinación de algunos de estos cuatro tipos.
Para evaluar apropiadamente un material aislante, se debe considerar el efecto de la humedad y de los cambios de temperatura sobre los siguientes factores:
Propiedades físicas
- Conductividad térmica.
- Calor específico.
- Coeficiente de expansión.
- Resistencias a la compresión, a la tensión y el impacto.
- Dureza.
- Resistencia a la fatiga.
- Resistencia al fuego.
Propiedades químicas:
- Análisis.
- Naturaleza corrosiva.
- Efecto de sustancias químicas en las tuberías o los recipientes sujetos a prueba.
Características de instalación:
- Toxicidad.
- Acción sobre la piel (sí produce rasguños, etc.)
- Manejabilidad total (facilidad para cortarse, para tomar diversas formas, etc.)
Material aislante de Tierra de diatómeas.
Esta tierra es una forma poco usual de sílice; tiene un alto punto de fusión, 1.610 °C (2.930 °F), está constituida por pequeños esqueletos silicosos de diatomeas, las cuales fueron plantas microscópicas que vivieron hace millones de años.
Una mezcla de fibra y tierra de diatómeas forma un excelente aislamiento para alta temperatura 315 a 1040 °C (600 a 1.900 °F,) dicha mezcla se fabrica bajo varios nombres comerciales.
Material aislante de Magnesia.
Para temperaturas hasta de unos 315 °C (600 °F), el aislamiento a base de 85% de magnesia era el material aislante más popular.
Está constituido por 85% de magnesia y 15% de fibra (antiguamente amianto) que proporciona las cualidades de refuerzo necesarias para permitir el moldeo y la fabricación de secciones de tubo y otras formas. El compuesto llamado magnesia es, en realidad, un carbonato de magnesio producido, a partir de piedra caliza dolomítica, por la acción del bióxido de carbono sobre pizarra dolomítica.
Cuando se instala apropiadamente, el aislamiento a base de 85% de magnesia conserva durante muchos años sus excelentes propiedades aislantes. Tiene la desventaja de no poder soportar carga alguna.
Este aislamiento a menudo se usa en combinación con aislamiento de tierra de diatómeas, el cual se coloca junto al cuerpo caliente, en forma de capa aislante, con espesor suficiente para permitir rebajar la temperatura hasta 315 °C (600 °F) en la superficie exterior. Esta capa se cubre luego por una capa de aislamiento a base de 85 % de magnesia, la cual tiene un menor valor de conductividad térmica y puede ser usada en el rango de temperaturas inferiores a 315 °C (600 °F).
Material aislante de Lana mineral, o de roca.
Este aislante se fabrica por estirado mecanico a 1.500 °C mediante centrifugación de fibras silíceas, obteniéndose filamentos minerales de sílice fundidos.
Estos filamentos son utilizados en forma de mantas aislantes cosidas con hilos textiles sobre soporte de tela metálica, moldeados en forma de paneles, o de coquillas, por la adición de materiales adhesivos apropiados, o en forma de borra (para aislar formas complicadas), e incluso en forma pulverulenta, como cemento, apto para ser mezclado con agua.
Cuando se usa un adhesivo a prueba de agua, se puede producir un aislamiento efectivo de baja. temperatura, el cual es altamente resistente a la humedad y a la putrefacción microbiana. Cuando está en dicha forma, el mencionado aislamiento por lo general se llama corcho mineral o roca mineral.
La lana mineral también se usa para aislamiento de casas y edificios.
Material aislante de Fibra de vidrio.
La baja conductividad térmica, incombustibilidad y nula reactividad química del vidrio, son características deseables en los aislamientos.
El vidrio fundido puede ser hilado en fibras similares a las de la lana mineral y estas fibras que pueden convertirse en mantas, paneles coquillas, burlete, o borrs, como en el caso precedente. El aislamiento de fibra de vidrio es valido hasta 315 °C (600 °F), aunque con ciertas condiciones llega a soportar hasta 450 °C.
Puesto que el vidrio no puede absorber agua, las fibras de vidrio moldeadas provistas de barrera de vapor para el lado caliente sirven como aislamiento de baja temperatura. En estas condiciones este material es adecuado para temperaturas de -177 °C a +425 °C (-350 a + 800 °F).
Material aislante de Silicato de calcio hidratado.
Este aislante se hace de materiales similares al vidrio; es útil hasta 650 °C (1200 °F); es resistente a la humedad. Mezclado con pequeñas cantidades de fibra, su resistencia aumenta.
Material aislante de Poliestíreno extruído o expandido.
El estireno, polimérizado y moldeado para ocluir muchas burbujas de aire (ligereza) constituye un aislamiento para idóneo bajas temperaturas, ligero y muy utilizado fuera de la industria petroquímica, ha sustituido al corcho natural en muchas aplicaciones; su facilidad de moldeado le ha hecho apto para ser utilizado incluso como embalaje.
Material aislante de Elastómeros flexible (Armaflex).
Es un material aislante, impermeable y flexible, adecuado para el aislamiento de tuberías y equipos con fluidos entre -40 y +105 °C.
Este tipo de material no suele necesitar recubrir el aislamiento.
