Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Alberto Jiménez Tiberio, Departamento de I+D+i, ACR Grupo
- Luca Cappelli, Project Manager, INPELSA
- Bruno Marco Barrachina, Técnico I+D, AITEX
- Miriam Martínez Carbonell, Técnico de proyectos internacionales, AITEX
- Jesús Alba Fernandez, Catedrático en física aplicada, Universitat Politècnica de Valencia
- Romina Del Rey Tornos, Doctora en Ciencias Físicas, Universitat Politècnica de Valencia
- Federico Cartasegna, Project Manager, ENVIRONMENT PARK
Resumen
Proyecto cofinanciado por la Unión Europea dentro del programa de investigación medioambiental “Eco-Innovation”, con el objetivo desarrollar un aislante térmico y acústico de lana de oveja que pueda competir en cuanto a características técnicas y económicas con otros aislantes del mercado. El material ha sido testado en laboratorio y en obra, obteniendo buenos resultados (conductividad= 0,033 W/m²k y absorción acústica= 0,7). Actualmente se encuentra en proceso de obtener el marcado CE. Se trata de un material que mejora las características de otras lanas minerales además de contribuir con el medio ambiente. Por su bajo impacto en la huella de carbono se trata de un buen material para reducir las emisiones durante el ciclo de vida del edificio y por lo tanto, para construir EECN.
Introducción
En la construcción de edificios de energía casi nula es fundamental minimizar las pérdidas energéticas a través de la envolvente, para lo que se utilizan materiales con buenas propiedades aislantes. Sin embargo, en ocasiones no se tiene en cuenta la energía embebida en los propios materiales, la consumida para su fabricación y transporte, que pese a no afectar en la demanda energética durante la fase de uso, tiene un impacto importante en todo el ciclo de vida del edificio.
Actualmente existen materiales ecológicos que presentan características técnicas muy interesantes, pero son duramente penalizados en el mercado por no poder competir en precio con otros materiales tradicionales fabricados a gran escala.
Con el objetivo de desarrollar un aislamiento térmico y acústico de lana de oveja competitivo en características y precio, nace el proyecto WOOL4BUILD, liderado por INPELSA, una empresa del sector de la curtiduría, que ha promovido el desarrollo del material utilizando como materia prima los residuos de lana que se generan en el tratamiento de las pieles.
El proyecto está cofinanciado por la Unión Europea dentro del programa de investigación medioambiental “Eco-Innovation” y participan las empresas españolas Inpelsa (coordinadora del consorcio), ACR Grupo, la Universitat Politècnica de Valencia, el Instituto Tecnológico Textil Aitex y el Centro Tecnológico italiano para la Bio-Construcción Envipark.
Desarrollo del proyecto
El proyecto, con una duración de 30 meses, se inició en noviembre de 2014 y actualmente se encuentra en su fase final, en proceso de obtención del marcado CE y desarrollando el documento de Evaluación Técnica Europea (ETE).
Requerimientos del producto
Al inicio del proyecto se realizó un profundo análisis de los materiales aislantes existentes en el mercado, comparando las características de diferentes marcas y productos como la lana de roca, fibra de vidrio, poliestireno, poliuretano y otros naturales como el corcho o el cáñamo. A raíz de este estudio se definieron las características deseables que debería tener el aislamiento WOOL4BUILD para ser competitivo en el mercado. Estos requerimientos se basan en condiciones estándar que aparecen en los productos de construcción (Código Técnico de la Edificación) y son compatibles con la reglamentación europea (Reglamento UE nº 305/2011).
Cabe destacar que al tratarse de un material de origen natural es irreal aspirar a una clasificación al fuego A. En el resto de características supera a la mayoría de sus competidores.
Proceso de fabricación
La materia prima, lana de origen animal, se genera en el proceso de fabricación de pieles. Tras el lavado y desengrasado con productos naturales, las piezas se secan y se corta el pelo sobrante para el producto de cuero (Fig.2). La lana es almacenada y posteriormente empaquetada para ser transportada a la fábrica de cardado.
Para aportar consistencia, las fibras de lana se mezclan con fibras de poliéster bicomponente en un bajo porcentaje, inferior al 15%, durante el proceso de cardado (Fig.3). Una vez realizado, el material se corta en paneles de 135 x 60 cm y 5cm de espesor, por tratarse una de las medidas más utilizadas en el mercado, aunque puede desarrollarse en otras medidas y espesores.
Para finalizar, se le aplican diferentes tratamientos para garantizar la resistencia a insectos y mejorar el comportamiento ante el fuego, antes de ser empaquetado para su distribución.
Ensayos realizados
En la fase inicial del proyecto se desarrollaron diferentes muestras que posteriormente fueron analizadas para determinar la composición óptima del material. Una vez analizados los resultados se decidió desarrollar el material con dos composiciones, Premium y confort.
Al realizar las primeras pruebas de instalación en obra se detectó que el porcentaje de fibras de poliéster podía reducirse para facilitar el corte del material. Por ello, en las composiciones Premium y confort se limitó a un 15% de PET (tab.II). Además, las densidades seleccionadas de 20 y 30 kg/m³ nos permiten conseguir un comportamiento térmico óptimo (Fig.4), así como un coeficiente de absorción acústica muy competitivo.
En la imagen superior se pueden apreciar los resultados de los ensayos realizados por la Universidad Politécnica de Valencia en cámara reverberante. Se utilizan las normas europeas pertinentes (UNE-EN ISO 354:2004, UNE-EN ISO 11654:1998) y la americana (ASTM C423 – 09ª). Se pueden consultar más detalles de estos ensayos en trabajos presentados por invitación en los congresos Tecniacústica (Alba et. al. 2014 y Alba et. al. 2015). De estas pruebas se extrae el coeficiente de absorción acústica medio del Código Técnico de la Edificación (??), que para los materiales confort y Premium son 0,75 y 0,88 respectivamente. Además, se obtiene el coeficiente de absorción acústica ponderado según la norma europea correspondiente (UNE-EN ISO 11645:1998), que son 0,65 y 0,75 respectivamente, de clase C. Esta clasificación es la habitual de los materiales absorbentes acústicos competitivos en el mercado. Respecto a la resistencia al flujo de aire, se han ensayado las muestras con los métodos acústicos indirectos (Ingard&Dear, 1985), (Dragonetti et al, 2010) y todas las muestras superan los 5 Kpa s/m.
Además, se han realizado todos los ensayos y pruebas necesarias para clasificar el material en cuanto a resistencia a insectos y al fuego.
Instalación en obra y monitorización
Uno de los puntos más importantes del proyecto es la instalación en obra y medición real de los parámetros más importantes, como son la conductividad térmica del material.
Se han realizado instalaciones piloto en tres localidades distintas para evaluar su comportamiento térmico durante un año. Para medir la transmitancia térmica del muro, se han instalado equipos de termoflujometría, realizando el ensayo según la norma ISO (ISO 9869-1).
Analizando los resultados de los ensayos realizados en obra se ha comprobado que el comportamiento es similar a los resultados obtenidos en laboratorio.
Análisis del ciclo de vida del material
El análisis del impacto ambiental es una tarea fundamental en un proyecto que pretende desarrollar un material sostenible y competitivo. Para ello se ha elaborado el análisis del ciclo de vida de fabricación del nuevo aislante en comparación con otro tradicional de lana mineral.
El impacto ambiental en todos los aspectos es mucho menor que el generado por las lanas minerales. En concreto, en emisiones de CO2 durante el proceso de fabricación, el material Wool4Build es siete veces menos contaminante. Además, es 100% reciclable.
Características del material y conclusiones
El material aislante Wool4Build presenta unas propiedades térmicas y acústicas óptimas que mejoran las características de otros materiales existentes en el mercado.
Por otro lado, en las pruebas de instalación en obra se concluyó que se trata de un material muy sencillo de colocar, ya que el proceso es similar a la instalación de otros materiales aislantes de lanas minerales.
Actualmente el material se encuentra en proceso de obtención del marcado CE y el documento Evaluación Técnica Europea se está realizando en el Instituto de la Construcción Eduardo Torroja.
Debido a su buen comportamiento térmico y acústico, y a su bajo impacto ambiental, se considera que es un material muy apropiado para la construcción de edificios sostenibles, que pretendan reducir las emisiones de CO2 durante todo el ciclo de vida del edificio, desde la fabricación hasta la deconstrucción.
Referencias
- Alba J., Del Rey R., Blanes M., Marco B., “ESTUDIO PRELIMINAR DE LA ABSORCIÓN SONORA DE LANA DE OVEJA DE DESECHOS DE PELETERÍA”, TECNIACUSTICA 2014 Murcia.
- Alba J.; Del Rey R.; Uris A.; Candelas, P. “LANA DE OVEJA: UNA ALTERNATIVA NATURAL PARA LA ABSORCIÓN SONORA”, Tecniacústica 2015, Valencia.
- ASTM C423 – 09a Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method
- Dragonetti R., Ianniello C., Romano A.R.. Measurement of the resistivity of porous materials with an alternating air-flow method. Journal of the Acoustical Society of America. 129,2,753-764.(2010)
- Ingard, K.U & Dear, T.A: “Measurement of Acoustic Flow Resistance”. Journal of sound and Vibration 103 (1985) 567–572.
- ISO 9869-1: 2014. Thermal insulation. Building elements. In situ measurement of thermal resistance and thermal transmitance. Part 1: Heat flow meter method.
- Real Decreto 1371/2007, del 19 de Octubre por el que se aprueba el “Documento Básico de Protección frente al ruido” del Código Técnico de la edificación.
- REGLAMENTO (UE) N o 305/2011 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 9 de marzo de 2011 por el que se establecen condiciones armonizadas para la comercialización de productos de construcción.
- UNE-EN ISO 11654:1998. Absorbentes acústicos para su utilización en edificios. Evaluación de la absorción acústica. (ISO 11654:1997).
- UNE-EN ISO 354:2004 Acústica. Medición de la absorción acústica en una cámara reverberante. (ISO 354:2003).