Las propiedades aislantes de la madera, cuyo mejor ejemplo son las casas de troncos

La madera tiene un comportamiento interesante cuando entra en contacto con una fuente de calor. Si ponemos una llama debajo de un montón de madera seca, ésta prenderá y arderá, desprendiendo calor. Sin embargo, si removemos con una cuchara de madera en una olla hirviendo o freímos algo en aceite caliente, la cola de la cuchara no se calentará dejándonos disfrutar de nuestra cocina. Ambas manifestaciones están relacionadas con las propiedades térmicas de la madera. Estas propiedades son responsables de la capacidad de la madera para ser un buen aislante térmico natural, pero también de su uso como fuente de energía, cada vez más popular en los últimos tiempos.

Las propiedades térmicas de la madera

Las propiedades térmicas de la madera son el poder calorífico, la conductividad térmica, el calor específico y la difusividad térmica.

Poder calorífico es la cantidad de calor que desprende un kg de madera al arder. La madera es un material que contiene agua, y su poder calorífico depende de su contenido en agua, tanto más cuanto más seca esté. Esto se debe a que parte del calor liberado se utiliza para evaporar el agua que contiene. La madera anhidra, completamente seca, proporciona el máximo valor calorífico. Sin embargo, el valor real es mucho menor porque la madera destinada a la combustión tiene un contenido de humedad que a veces es superior a 12-14%. Más información sobre el poder calorífico de los distintos tipos de madera aquí.

Conductividad térmica es la propiedad de la madera de conducir el calor. Se expresa en términos de coeficiente de conductividad térmica λ (lambda) y representa la cantidad de calor que atraviesa una pared plana de 1 m² de superficie y 1 m de espesor durante una hora, con una diferencia de temperatura entre las dos caras de la pared de 1°C. En resumen, el coeficiente λ nos indica lo buena aislante que es la madera. Su valor depende de la especie, la densidad, la orientación con respecto al eje central y la humedad. Vemos enseguida cómo varía en función de estos elementos.

Calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un kg de madera. Aumenta con el incremento de la temperatura y la humedad. El calor específico de la madera es mucho mayor que el de los metales, es decir, para la misma cantidad de calor recibida, la temperatura de la madera sube mucho menos que la del metal. Por eso no tenemos problemas cuando utilizamos una cuchara de madera para remover la comida, mientras que tenemos que abandonar la cuchara de metal con bastante rapidez porque se calienta.

Difusividad térmica es la capacidad de un material de aumentar su temperatura a un ritmo determinado bajo la acción de la temperatura. El coeficiente de difusividad térmica es básicamente la relación entre su capacidad para conducir el calor y su capacidad para almacenarlo. En la madera, esta relación es mucho menor que en el metal, lo que explica sus propiedades aislantes. La difusividad térmica de la madera depende de la humedad, la temperatura y la dirección con respecto al eje central. El coeficiente de difusividad térmica es importante en el proceso de secado de la madera, en el encolado en caliente, el vaporizado y el prensado.

Cuanto más poroso y menos denso es, mejor aislante térmico es

La madera es un aislante térmico natural debido a su estructura celular. Los huecos de su interior son los responsables de esta propiedad porque no contribuyen a la transferencia de calor de una parte a otra. Por tanto, cuanto más porosa y menos densa sea la madera, mejor aislante será. Sus propiedades aislantes la convierten en un buen material de construcción, con un menor consumo energético allí donde se utiliza. Por ejemplo, el coeficiente de conductividad térmica de madera de construcción es de 0,13 W/mK, mientras que para el hormigón armado y la mampostería es de 2,30 W/mK.

La capacidad de aislamiento no sólo depende de densidad de la madera sino también por la especie, el contenido de humedad, la dirección con respecto al eje central y la temperatura. Cuanto mayor sea el contenido de agua, mayor será la conductividad y menos aislante será la madera. Esto se debe a que el agua rellena los huecos, favoreciendo así la transferencia de calor. En la dirección longitudinal, la conductividad de la madera es 2-3 veces mayor que en las direcciones radial y tangencial. Al estar a lo largo de la fibra, el calor se conduce más fácilmente, siendo la madera menos aislante en esta dirección. La conductividad también aumenta con el incremento de la temperatura, cuando la expansión en las direcciones radial y tangencial es mayor. Debido a esta dilatación, la cantidad de calor transferida en estas direcciones es mayor, lo que provoca una disminución de las propiedades aislantes.

Como ya he dicho, las capacidades aislantes de la madera también dependen de la especie. Las diferentes densidades y estructuras celulares hacen que unas especies sean más adecuadas que otras para suelos, revestimientos o incluso construcción de viviendas. Estudiando estas propiedades, descubrimos que el álamo canadiense (0,090 W/mK) y el abeto (0,110 W/mK) tienen unas propiedades aislantes mucho mejores que el roble (0,197 W/mK) o el ciruelo (0,179 W/mK). Más información aquí un estudio muy interesante sobre las propiedades de aislamiento térmico de más de 30 especies de madera.

Por qué las casas de troncos son el mejor ejemplo de las propiedades aislantes de la madera

Los ejemplos más elocuentes de las propiedades aislantes de la madera son casas en bușteni. Están construidos íntegramente con troncos resinosos sin procesar, sin ninguna otra capa aislante. El único elemento aislante que se utiliza está entre los troncos, y contribuye principalmente a una mejor conexión entre ellos. Si se trata de una casa bien hecha y la madera se ha secado previamente para que no se haya trabajado demasiado y no haya grietas entre los troncos, la casa se mantiene caliente en invierno y fresca en verano, y se nota nada más entrar en ella.

Aislar su casa sólo la proporcionan los troncos resinosos que, debido a su baja densidad, tienen un coeficiente de transferencia de calor más bajo. La capacidad de almacenamiento de calor es alta, por lo que la madera almacena calor en el exterior durante el día y lo libera en el interior durante la noche. Si la madera se ha dejado secar antes de la construcción y la casa se ha dejado asentar después de la construcción, la humedad de la madera será baja y la transferencia de calor será lenta.

Aunque la madera es un buen material aislante, no es más eficaz que los materiales aislantes

A excepción de las casas de troncos, en las que el grosor del tronco es suficiente para proporcionar el aislamiento térmico necesario, a casas con entramado de madera Se necesita material aislante. Las propiedades aislantes de la madera no son suficientes y se necesita una capa adicional para conseguir una casa energéticamente eficiente. La ventaja de estas casas es que gran parte del aislamiento se coloca en las paredes, lo que da como resultado una casa bien aislada con una mayor superficie de suelo.

Las propiedades aislantes de la madera también se aprovechan para fabricar materiales aislantes muy eficaces. Colchones y paneles de fibra de madera no sólo tienen muy buenas propiedades aislantes (0,038 W/mK), sino que la ventaja de ser naturales aporta evidentes beneficios adicionales.

Espero que la información que figura a continuación le resulte interesante y útil. Como siempre, agradeceré cualquier aportación. Y si tiene alguna pregunta o duda, déjela en el espacio dedicado a ello. Le responderé con mucho gusto.