Estos puntos débiles en un sistema de aislamiento pueden comprometer seriamente el rendimiento energético de instalaciones industriales, tanto en entornos de altas temperaturas como en sistemas criogénicos. En este artículo te explicamos qué son, por qué son tan importantes y cómo se pueden evitar con soluciones técnicas adecuadas.

¿Qué son los puentes térmicos?

Los puentes térmicos son zonas específicas dentro de una estructura aislada donde la resistencia térmica es menor que en el resto del sistema, lo que permite una mayor transferencia de calor o frío .

Esto se traduce en fugas térmicas , ineficiencia operativa y un mayor gasto energético. Estos puentes pueden presentarse por diferentes razones, clasificándose en tres tipos principales:

Tipos de puentes térmicos

• Puentes térmicos geométricos: Aparecen en zonas donde la forma de la estructura favorece la transferencia de calor, como esquinas, ángulos o uniones.
• Puentes térmicos estructurales: Se producen cuando materiales altamente conductores (como acero o aluminio) atraviesan el aislamiento, interrumpiendo su continuidad.
• Puentes térmicos por discontinuidad: Resultan de errores en la instalación del aislamiento, como juntas mal selladas o zonas sin cobertura.

Estos puntos pueden ser invisibles al ojo humano, pero tienen un impacto directo y acumulativo en la operación de cualquier instalación industrial.

¿Por qué es importante evitarlos?

Ignorar la existencia de puentes térmicos puede generar múltiples problemas que van mucho más allá del desperdicio energético:

• Pérdidas energéticas: El sistema requiere más energía para mantener la temperatura deseada, lo que aumenta los costos operativos.
• Condensación y corrosión: En sistemas criogénicos, los puentes térmicos favorecen la formación de condensación, que puede deteriorar rápidamente las superficies metálicas.
• Riesgos operativos: Una transferencia térmica no controlada puede afectar la estabilidad de los procesos sensibles, generar fallas en los equipos o incluso comprometer la seguridad.

Ventajas de un aislamiento térmico libre de puentes térmicos

Diseñar e instalar un sistema de aislamiento térmico libre de estos puntos críticos brinda beneficios directos:

• Eficiencia energética optimizada: Al eliminar estos puntos críticos, se logra una mayor eficiencia energética, ya que el sistema responde de manera uniforme, sin pérdidas localizadas. Esto se traduce en reducción de costos operativos, al disminuir la energía necesaria para climatizar, calentar o enfriar procesos.
• Mayor vida útil de los equipos: un aislamiento térmico homogéneo reduce las fluctuaciones térmicas que causan estrés en materiales y componentes. Además, al minimizar los focos de condensación, también se reduce significativamente el riesgo de corrosión interna, especialmente en ambientes industriales agresivos.
• Sostenibilidad: un sistema bien aislado reduce la demanda energética, disminuye las emisiones indirectas de CO₂ y permite a las empresas cumplir con las normativas ambientales cada vez más estrictas.

Soluciones para eliminar puentes térmicos

En ITESA, abordamos los puentes térmicos como un componente crítico dentro del diseño y la instalación de sistemas de aislamiento industrial. Nuestros especialistas consideran todos los factores técnicos, ambientales y operativos del cliente para garantizar un resultado sin puntos débiles.

Entre las soluciones que aplicamos se encuentran:

• Selección de materiales con baja conductividad térmica, adecuados al rango de temperatura y tipo de operación.
• Diseños de aislamiento continuo, que aseguran uniformidad en todo el sistema, incluso en zonas de geometría compleja.
• Uso de barreras de vapor y sellados técnicos, especialmente en sistemas criogénicos, para prevenir la condensación.
• Anclajes, soportes y fijaciones térmicamente eficientes, que interrumpen la transferencia directa de calor entre estructuras.

Los puentes térmicos pueden pasar desapercibidos, pero sus consecuencias se sienten en cada factura energética, en cada mantenimiento no planificado y en la reducción prematura de la vida útil de los equipos.

Prevenirlos no es una opción, es una necesidad.
Con un diseño técnico adecuado, materiales de alta calidad y una instalación profesional, es posible asegurar un rendimiento térmico óptimo, reducir costos y garantizar la seguridad de tus procesos.

Los procesos de limpieza abrasiva con WET BLAST o WETBLASTING es una técnica de preparación de superficie la cual consiste en mezclar abrasivo, agua y un inhibidor de corrosión que va en dependencia del proceso o área que estemos trabajando. Este sistema nos ayuda a generar un lavado con agua y aire a presión que nos permite eliminar soluciones o componentes que provocan la corrosión, además el inhibidor nos permite prolongar la aparición del oxido en el sustrato expuesto después de la limpieza.

La inhibición de la chispa en el proceso de WETBLASTING así como la extinción de la nube de polvo son dos características muy importante a tener en cuenta cuando debemos de elegir el método o  técnica empleada según el área de trabajo ya que  nos permite trabajar en áreas que deben de estar libres de partículas contaminantes o donde la fricción del abrasivo pudiera llegar a generar un calor excesivo y provocar ignición en cualquier componente o productos que esté relacionado en el área de trabajo. Tener un abrasivo anti chispa y libre de polvo nos permite trabajar en áreas donde su proceso operativo requiere un alto grado de seguridad como son:

• Refinería.
• Plantas de compresión, distribución y almacenamiento de GAS.
• Plantas almacenadoras de combustibles.
• Plantas separación de gases industriales

En general la técnica WET BLAST convierte el sistema en una opción más segura y respetuosa con el medio ambiente en comparación con el blasting en seco, permitiéndonos realizar mantenimientos preventivos y correctivos en las áreas más comprometidas hablando operativamente. 

La CUI es un problema difícil de detectar debido a que se produce debajo del aislamiento, lo que dificulta su inspección. La mayoría de las veces, la CUI se detecta solo después de que el daño ha sido causado, lo que significa que los costos de reparación y mantenimiento son significativamente más altos que si se hubiera detectado antes. La prevención es, por tanto, clave en la gestión de la CUI.

En regiones de clima húmedo, el tratamiento de la CUI debe enfocarse en evitar la humedad entre el sistema de aislamiento térmico y el metal , ya que esta es la principal causa de la corrosión. 

En áreas costeras o expuestas a agentes corrosivos, se necesario aplicar recubrimientos anticorrosivos que impidan la corrosión debajo del sistema de aislamiento, materiales resistentes a la corrosión, además mantener el aislamiento en buenas condiciones para evitar la penetración de agentes corrosivos en el metal.

La eliminación completa del aislamiento del sistema es la única manera absolutamente segura de detectar problemas en las tuberías, pero los ingenieros de corrosión evitan esta técnica debido a su elevado costo de inspección. Sin embargo, existen varias medidas preventivas que puede ayudar a minimizar la incidencia de la CUI. Entre ellas, una de las más importantes es: 

• La elección correcta de un recubrimiento anticorrosivo adecuado para evitar la corrosión debajo del aislamiento, este tipo de recubrimientos anticorrosivos proporcionará una barrera protectora efectiva contra la corrosión, para que esta sea efectividad deberá tener una buena adherencia a la superficie y que cumpla con las especificaciones correctas para operar en los rangos de temperaturas adecuados a la tubería o equipo.
• Asegurarse de que el aislamiento esté diseñado e instalado correctamente. 
• El sistema de aislamiento debe ser lo suficientemente resistente para soportar las condiciones ambientales y proporcionar una barrera efectiva contra la humedad y la corrosión por lo que es muy importante seleccionar materiales no absorbentes a la humedad, y que a su vez contribuyan a la conservación de la temperatura y se encuentren bajo los estándares de calidad permitidos en plantas. 
• Además de la implementación de medidas para controlar la condensación y la humedad. 
• La inspección regular del aislamiento es también una forma efectiva de detectar problemas potenciales antes de que se conviertan en una amenaza real. La inspección puede incluir la eliminación de secciones de aislamiento para examinar la superficie del equipo o la utilización equipos de medición específicos para medir la temperatura de la superficie o medir de humedad asegurando así que no exista humedad en el aislamiento. utilizar puertos de inspección, aunque debemos señalar que esto no representa ni el 1% de la visibilidad de la superficie metálica.

En resumen, el tratamiento de la CUI debe adaptarse a las condiciones geográficas de la planta, para lo cual es necesario evaluar y monitorear constantemente el ambiente y tomar medidas preventivas para evitar la corrosión bajo el aislamiento.

Cuando hablamos de sistemas contra incendio tenemos que mencionar los sistemas de protección pasivos que generalmente están diseñados por encima de la capacidad de operación que se necesita con la intención de proteger al máximo las estructuras involucradas en la instalación.

Como cualquier elemento que este expuesto al fuego va a presentar cambios considerables en su estructura y apariencia, aún y cuando se tenga el apoyo de los sistemas contra incendios, por lo que al hablar de protección contra fuego no podemos dejar de incluir los sistemas intumescentes.

Los sistemas intumescentes ayudan a minimizar o inclusive evitar daños estructurales, estos sistemas se activan o reaccionan al momento de estar expuesto a altas temperaturas, la cual dependiendo del sistema instalado puede comenzar a trabajar  a partir de los 150ºC.

La alta temperatura hace reaccionar al sistema provocando que el espesor del recubrimiento intumescente aplicado,  pueda multiplicarse generando la capa protectora, esta capa es la que permite que la estructura tenga una protección por un periodo más prolongado.

Los periodos de protección también varían en base a cada sistema o marca, pero todos están alrededor de 2 a 4 horas, esto debe de ser suficiente para dar oportunidad de combatir el fuego.

El sistema intumescente generalmente se compone de un primario, algunas mallas y el recubrimiento intumescente intercalado entre las mallas.

Hoy en día los sistemas intumescentes nos dan la oportunidad de poder evitar daños estructurales tan costosos y sobre todo pérdidas humanas, permitiendo que las personas puedan abandonar el área afectada o permitir que puedan ser rescatadas sin tener un derrumbe, por lo que algunas compañías de seguros están exigiendo a los asegurados el uso de este tipo de elementos en las plantas en operación que en su momento no tuvieron este tipo de sistema.

La recomendación para nuestros clientes es que puedan hacer una revaluación en cuanto a los sistemas pasivos contra fuego que se tienen actualmente instalados en sus plantas y lo comparen con las exigencias de su propia operación e inclusive con los requerimientos de las aseguradoras y normativas que actualmente han presentado modificaciones.

En nuestras plantas normalmente existen áreas de oportunidades para el mantenimiento preventivo producido para la corrosión o erosión por desgaste, que de no ser atendidas en tiempo y forma derivarían un elevado gasto económico para la empresa, el cual podría ser evitado con un tratamiento preventivo. Podemos encontrar otras áreas de oportunidad en estructuras, tuberías o equipos que se encuentran recubiertos de aislamiento térmicos que si bien es cierto evitan el contacto directamente al medio ambiente, estas no se encuentran exentas de la corrosión debajo del aislamiento (CUI). 

Existen zonas geográficas específicas dentro de la república mexicana con mayor presencia de agentes corrosivos más agresivos, siendo esto un factor muy importante que se debe considerar.

Recomendaciones para elegir un correcto sistema de recubrimiento anticorrosivo 

1.-Identificación del medio ambiente.

Definir la zona geográfica de nuestra instalación considerando todas las condiciones que estén relacionadas las cuales pueden ser: rango de temperatura ambiental, porcentaje de humedad, salinidad del ambiente, etc.

2.- Necesidades a cubrir en  la ingeniería del sistema

Esto implica la revisión de los factores para la operación del área que será recubierta.

3.- Selección del componente.

Una vez definidas las necesidades de ingeniería del sistema,  se identificará el tipo de acabado y color necesario a aplicar.

Composición de un sistema de recubrimiento anticorrosivo

Primer paso: Elegir un correcto sistema de limpieza de superficie y generación de anclaje de acuerdo al producto que se instalará, este se especifica en la ficha técnica de cada producto.

Segundo paso, Primario: El recubrimiento primario será la base de nuestro sistema, esta irá en contacto directo con el área a proteger, y será seleccionado en base a las necesidades de nuestro proceso operativo.

Tercer paso, Enlace: Generalmente se aplica un recubrimiento enlace que sirva para generar la amalgama entre el primario y el acabado que se tendrá en el sistema. Existen sistemas o procesos que omiten este punto.

Cuarto paso, Acabado: Este será la presentación final de nuestro producto y aquí se deberá de definir los puntos más importantes como lo son el color final, temperatura de operación y la resistencia mecánica algunas veces derivada del espesor que se aplicará.

En resumen, la clave del éxito para obtener un sistema anticorrosivo duradero y eficiente se encuentra en la correcta selección de los productos en base a la necesidad que se presente.

Como todos sabemos en la industria se tienen programas de mantenimiento en base a las recomendaciones del proveedor o en su defecto relacionados con las garantías de los equipos.

Así mismo ocurren en los sistemas de aislamientos térmicos que tenemos instalados en nuestras industrias, donde mantener la calidad de la cadena del ciclo de vida del aislamiento térmico solo es posible si  contamos con un sistema robusto y eficaz.

Desgraciadamente en muchas ocasiones los diseñadores y propietarios de plantas no tienen en cuenta la importancia de conservar la energía con una eficiente y correcta instalación de un sistema de aislamiento térmico, además de que estos últimos conocen  el presupuesto generado en su instalación pero no conocen los ahorros que les reportaría si realizaran mantenimientos regulares y mejoras al sistema.

Pero ahora bien, ¿por qué se  necesita realizar inspecciones y mantenimientos a los sistemas de aislamientos térmicos?

Existen dos razones principales por las cuales un sistema de aislamiento térmico necesita que le realicen inspecciones y mantenimientos regularmente. La primera razón llamada rectificación del aislamiento dañado  debido a golpes mecánicos o por personas, aislamiento completamente húmedo o deterioro del mismo. La segunda razón puede ser por reemplazo del aislamiento  debido a otros mantenimientos que se realicen a los equipos, con el objetivo de mantener su eficiencia en el proceso y evitar la corrosión debajo del material aislante (CUI).

Es importante tener en cuenta  que siempre que se actúe de manera inmediata ante cualquier daño o deterioro del sistema aislante se podrá mantener su integridad y eficiencia térmica. Los periodos de mantenimiento del sistema de aislamiento dependerán del nivel de trabajo y mantenimiento del área en cada planta industrial.

Toda planta o sistema que en su operación presente temperaturas por debajo o encima de las temperaturas de medio ambiente deberá de contar con un sistema de aislamiento térmico, así como desde el agua caliente para los baños o vestidores, hasta el agua fría para los sistemas de enfriamiento de oficinas, pero también lo podemos tener en las líneas de vapor, líneas de amoníaco, agua de enfriamiento, calderas, cuartos fríos, hornos de secado, hornos de cocimiento, sistemas de forjado, áreas de empaque, líneas de envasado, tuberías y accesorios de proceso.

¿Es entonces el aislamiento necesario en los procesos?

El aislamiento es tan necesario como la materia prima que utilizamos para generar nuestro producto ya que muchas veces este es un factor clave para obtener un proceso operativo eficiente y económico logrando ayudar a reducir costos en nuestra producción cualquiera que esta sea.

Comúnmente en la actualidad no se tienen programas de mantenimiento preventivo en los sistemas de aislamientos térmicos como por ejemplo se tienen para compresores o motores, lo cual agrava con el tiempo la eficiencia del recubrimiento térmico llegando a tener altos consumos de gas, energía eléctrica, vapor, etc.

En resumen, si en nuestra empresa tenemos tuberías o equipos que generen o movilicen algún producto en su interior, este sin duda tendrá que tener un proceso con una temperatura óptima de operación la cual deberá ser mantenida por un periodo de tiempo o durante una trayectoria operativa. Esta deberá estar siempre protegida por un sistema de aislamiento térmico el cual será definido en base a las condiciones ambientales y de operación del sistema.

El aislamiento térmico garantiza una eficiencia en el ciclo tecnológico y productivo evitando la pérdida de calor en nuestros procesos permitiendo que nuestra sociedad cuente con plantas industriales cada vez más sostenibles.

El sistema de aislamiento térmico es una de las soluciones más eficaces y eficientes para las industrias que trabajan con operaciones de transferencia de calor como en los sectores industriales de petróleo, gas, petroquímicos, gases industriales, lácteos, alimenticias, entre otros muchos más, además, su desconocimiento como un sistema que tiene disímiles ventajas de ahorro y protección hacen que el sector industrial encuentre una ventaja competitiva importante frente a la competencia ante esta guerra de precios.

Se define Aislamiento Térmico a la combinación de uno o varios materiales que al aplicarse sobre cualquier superficie retarda el flujo de calor. Este término se utiliza cuando las temperaturas se encuentran en un rango de -325C^o  a 1600C^o. Si la temperatura se encuentra por encima de 815Cº se denomina Refractarias y si se encuentra por debajo de -75Cº el término que se emplea es Criogénicas.

Criterios para seleccionar un material aislante según el sector industrial.

La correcta selección de los materiales aislantes es uno de los primeros pasos que debemos realizar antes de aplicar un sistema de aislamiento térmico, pero ¿Cómo seleccionar o qué criterios debe cumplir el material aislante para mi industria? Conocer las propiedades de los materiales aislantes que existen en la industria del aislamiento es una de las principales características que debe de tener un proveedor de servicio que suministra e instalar sistemas de aislamiento térmico, aunque debemos aclarar que la selección final no solo dependerá de las propiedades de dicho material sino también de la estructura y de otras consideraciones económicas.

Existen cinco criterios importantes como seleccionar un material aislante:

• Baja conductividad térmica
• No corrosivo
• No tóxico
• No inflamable
• Presentar poca o ninguna descomposición durante un largo período de tiempo

Materiales aislantes según el tipo de proceso

La temperatura del sistema y el modo de transferencia de calor son características consideradas para seleccionar el tipo de material a instalar. A continuación le presentamos los materiales aislantes disponibles y aceptados en la industria de los procesos según el tipo de aislamiento frio o caliente que se desee instalar.

Materiales aislantes caliente

• Fibra lana mineral
• Vidrio celular
• Silicato de calcio
• Fibra cerámica
• Perlita expandida
• Lana mineral de roca
• Pyrogel

Materiales aislantes frio

• Cryogel
• Espuma elastomérica
• EPDM
• Poliestireno expandido y extruido
• Polisocianurato
• Poliuretano

Ventajas de contar con un sistema de aislamiento térmico en la industria

• Ahorro de energía
• Seguridad de los trabajadores
• Reducción de las emisiones del CO₂  y otros gases contaminantes.
• Optimización de los procesos
• Evita la corrosión
• Protege contra incendios
• Durabilidad de las estructuras constructivas de la industria
• Absorbe las vibraciones
• Permite un mejor control de temperatura del proceso