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

La madera se comporta de forma 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, liberando calor. Sin embargo, si removemos con una cuchara de madera en una olla en la que hierve algo o se fríe en aceite caliente, la cola de la cuchara no se calienta, dejándonos seguir cocinando. 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, y de su uso cada vez más popular como fuente de energía.

¿Cuáles son las propiedades térmicas de la madera?

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

Poder calorífico es la cantidad de calor que desprende un kilogramo de madera durante la combustión. La madera es un material que contiene agua y su producción de calor depende del contenido de agua, y cuanto más seca esté la madera, mayor será la producción de calor. 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. Pero el valor real es mucho menor porque la madera para quemar tiene un contenido de humedad que a veces es superior a 12-14%. Más información sobre el poder calorífico de las distintas especies de madera aquí.

Conductividad térmica es la propiedad de la madera de conducir el calor. Se expresa mediante el 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 a 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 respecto al eje central y la humedad. Veremos enseguida cómo varía en función de estos elementos.

Calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar 1 °C la temperatura de 1 kg de madera. Aumenta con el incremento de la temperatura y la humedad. El calor específico de la madera es mucho mayor que el del metal, 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 ningún problema en utilizar la cuchara de madera para remover la comida, mientras que tenemos que abandonar la de metal con bastante rapidez porque se calienta.

Difusividad térmica es la capacidad del 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, 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 un lado a otro. 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.

Las capacidades aislantes dependen no sólo 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 humedad, mayor será la conductividad y menos aislante será la madera. Esto se debe a que el agua rellena los huecos, ayudando así a transferir el 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 veta, el calor se conduce más fácilmente, ya que la madera es 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 propiedades aislantes de la madera también dependen de la especie. Las diferencias de densidad y estructura celular hacen que unas especies sean más adecuadas que otras para suelos, revestimientos o incluso la construcción de casas. Estudiando estas propiedades, descubrimos que el álamo canadiense (0,090 W/mK) y el abeto (0,110 W/mK) tienen 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 más de 30 especies de madera en cuanto a sus propiedades de aislamiento térmico.

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

El ejemplo más elocuente de las propiedades aislantes de la madera son casas en bușteni. Están construidos íntegramente con troncos de madera blanda sin procesar, sin otras capas aislantes. El único elemento aislante que se utiliza está entre los troncos y contribuye sobre todo 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 trabaje en exceso y no aparezcan grietas entre los troncos, la casa se mantiene caliente en invierno y fresca en verano, y esto se nota nada más entrar en ella.

Aislamiento térmico de la casa sólo lo proporcionan los troncos de madera blanda 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 por la noche. Si la madera se ha dejado secar antes de la construcción y después de ésta la casa se ha dejado asentar, 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 sobre estructura de madera Se necesita material aislante. Las propiedades aislantes de la madera no son suficientes y se necesita un revestimiento 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, se agradece cualquier aportación. Y si tiene alguna pregunta o duda, déjela en el espacio de abajo. Seguro que me pondré en contacto con usted.