Una pregunta particularmente bien pensada y exhaustiva del lector de larga data de GBA Aaron Birkland sobre el pH de la espuma fenólica y su posible naturaleza corrosiva me impulsó a seguir mi blog original sobre el aislamiento rígido Kooltherm de Kingspan.
Aaron tiene dos preguntas principales:
- ¿Se ha resuelto el problema de la acidez y corrosión de los elementos de fijación o las cubiertas de techo de metal con Kooltherm de Kingspan?
- Si es así, ¿es Kooltherm el único juego de aislamiento rígido de espuma fenólica de la ciudad?
Breve descripción
El aislamiento rígido de espuma fenólica se introdujo en los Estados Unidos en la década de 1980 y fue vendido por Beazer East y Johns Manville, pero graves problemas de corrosión dieron lugar a acciones legales y ambas compañías cesaron la producción en 1992.
Kingspan, una empresa irlandesa con una formulación completamente nueva para su aislamiento de espuma fenólica, ha estado produciendo y vendiendo Kooltherm en Europa desde 1992, presentándolo en los Estados Unidos en 2016.
El informe Dow
En 2012, Dow Building Solutions presentó un libro blanco, «Evaluación Técnica de material de cartón de Espuma Polimérica Rígida», en una conferencia de la Sociedad de Ingenieros de Plásticos. Este artículo compara ciertas propiedades de rendimiento de dos tipos de espuma fenólica, un tipo de poliisocianurato y un tipo de aislamiento de poliestireno extruido (XPS). Estos son los puntos más importantes de este documento:
- 1. Ninguno de los dos aislamientos de placas de espuma fenólica mencionados en el libro blanco de Dow es Kooltherm de Kingspan.
- 2. El valor R indicado para las placas de espuma fenólica es de R-6,7 a R-7,5 por pulgada; el aislamiento Kooltherm es de R-8+ por pulgada. (Dado que la estructura celular de la espuma fenólica de Koolspan no es uniforme, el valor R real por pulgada del aislamiento varía según el grosor.)
- 3. El formaldehído residual en el tablero de espuma fenólica discutido en el documento varía de 137 a 253 partes por millón (ppm). Kingspan tiene datos de terceros independientes (pruebas realizadas por el Instituto Fraunhofer en Alemania) que muestran formaldehído residual a menos de 0,15 ppm. (Una dificultad es que, como empresa con sede en Europa, Kingspan aún no tiene resultados de pruebas estandarizados en los Estados Unidos.)
- 4. El documento informa de los resultados de pH según ASTM 971 para el aislamiento fenólico A de 2,7 y para el aislamiento fenólico B de 2,0 (bastante ácido). Kingspan afirma que las pruebas Kooltherm producen pH en el mismo rango que el poliiso – 3,8 a 4. Una vez más, la falta de resultados ASTM de terceros es un problema actual en el que Kingspan está trabajando con las agencias de pruebas de EE.
Dr. Jan Kosny del Instituto Fraunhofer (ver la última sección del blog) es un científico de la construcción y experto en materiales ampliamente respetado; Kosny caracterizó este informe de Dow como «material de marketing.»
Kingspan me proporcionó una prueba de pH de terceros de su aislamiento Kooltherm realizada por la Universidad de Cardiff, con fecha de 21 de julio de 2010, siguiendo el método de prueba para EN13468: «Productos aislantes térmicos para equipos de construcción e instalaciones industriales – Determinación de cantidades traza de cloruro soluble en agua, fluoruro, silicato e iones de sodio y pH.»Dos muestras del aislamiento arrojaron resultados de pruebas de pH de 6,51 y 6,49.
Informe de prueba BDA Keuringsinstituut de Kingspan
Kingspan compartió conmigo un informe de prueba preparado por BDA Keuringsinstituut (una división de Kiwa NV, un laboratorio de pruebas con sede en los Países Bajos), con fecha de 22 de enero de 2010. No tengo permiso para copiar o publicar este informe completo, pero a continuación se muestra información del informe.
Para las pruebas de BDA Keuringsinstituut, cuatro tipos de aislamiento rígido-lana mineral, espuma fenólica Kingspan, poliuretano (PUR) y poliestireno expandido (EPS) — se fijaron con arandelas y tornillos a una cubierta de acero perfilada (ver Imagen #1, arriba) y el aislamiento se cubrió con una membrana de techo de EPDM (ver Imagen #2, abajo). Estos ensamblajes se colocaron luego sobre un tanque de agua caliente de modo que los ensamblajes se sometieron a 70°C (158°F) y 95% de humedad relativa durante 28 días.
Para ver el estado de los elementos de fijación después de completar la prueba, consulte las imágenes #3, #4 y #5 a continuación (todas las fotos tomadas del informe).
De la sección «Resultados» del informe: «….t parece que no hay diferencia estructural en la cantidad de corrosión después del ensayo. Todos los tornillos muestran en promedio la misma cantidad de corrosión en la parte del tornillo que se ha girado a través de la cubierta de acero perfilada. En la parte que no se ha girado a través de la cubierta de acero perfilada y, por lo tanto, estaba en contacto directo con el material aislante, no se encontró corrosión.»
Traté de contactar a Dow Building Solutions para obtener su respuesta al informe anterior de BDA Keuringsinstituut sobre Kingspan’s Kooltherm, pero no recibí respuesta.
Mi «Prueba de tuercas alares»
Me di cuenta de que podía ir al proyecto Kooltherm aquí mismo en Brattleboro, subir al ático sin terminar y sacar algunos tornillos para ver si había corrosión (ver Imágenes #6 y #7). El único problema es que esos grandes tornillos de chico malo estaban protegidos por un acabado de esmalte al horno, y solo han estado en su lugar unos 4 o 5 meses.
También recordé que para mi blog sobre el sistema de instalación de aislamiento de celulosa X-Floc, usamos Kooltherm en una maqueta de pared instalada con tornillos de paneles de yeso interiores antiguos y lisos (ver Imágenes #8 y #9). Esta maqueta de pared ha estado en mi garaje bastante húmedo durante los últimos tres meses. Todavía no hay corrosión en los sujetadores, así que decidí llenar los orificios de los tornillos para paneles de yeso con agua y volver a colocar los tornillos (ver Imagen #10). La imagen #11 muestra el mismo tornillo una semana después: sin corrosión, por si sirve de algo.
Proyecto de Oficina de Tecnología de Edificios DOE sobre el desarrollo de aislamiento de espuma fenólica
No conocía el proyecto de Oficina de Tecnología de Edificios DOE hasta que Aaron me lo hizo saber: Desarrollo de una Espuma Fenólica de base Biológica, Económica, No Corrosiva y No Inflamable para Aislamiento de edificios (vea la Imagen #12). Hablé con el socio del proyecto, Atlas Roofing. Informaron de que no había habido comercialización de este trabajo, ni por su parte ni según lo demostraran las nuevas patentes que pudieran encontrar sobre la base de este proyecto (un indicador clave de la comercialización de cualquier proyecto).
Justo antes de completar este blog, sin embargo, me puse en contacto con el Dr. Jan Kosny, Director de Cerramientos y Materiales de Construcción en el Instituto Fraunhofer de EE.:
- 1. Este proyecto DOE se completó en 2017. Actualmente Fraunhofer está siendo financiado por DOE y trabajando con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en pruebas de campo de corrosión de una gama de aislantes de espuma fenólica, investigación que se completará en 2019.
- 2. Como parte de las pruebas de campo de corrosión, Fraunhofer tiene una caseta de prueba en la azotea para 5 o 6 aislamientos de espuma fenólica disponibles comercialmente, así como dos nuevas formulaciones (ver Imágenes #12 y #13).
- 3. Fraunhofer continúa de forma independiente su trabajo en el aislamiento de espuma fenólica, un proceso que implica el desarrollo de productos de varios años sostenidos (hasta ocho años más).
- 4. Aunque Atlas Insulation ya no participa en este esfuerzo de desarrollo de productos, Fraunhofer se toma en serio y mantiene conversaciones confidenciales con varias otras empresas para continuar el desarrollo del aislamiento de espuma fenólica.
No es sorprendente que estas imágenes (y las pruebas que representan) avergüencen mi «prueba de tuercas aladas».
Conclusiones?
Kooltherm sigue siendo el «verdadero McCoy» del aislamiento rígido de espuma fenólica actualmente disponible en los EE.
Los problemas de acidez y corrosión se han resuelto con el aislamiento rígido de espuma fenólica Kooltherm. Y mientras que los competidores de Kooltherm insulation pueden estar varios años fuera, la investigación y el desarrollo dirigidos por Fraunhofer bien podrían significar una competencia seria en los próximos años.
Además de actuar como director técnico de GBA, Peter Yost es Vicepresidente de Servicios Técnicos de BuildingGreen en Brattleboro, Vermont. Ha estado construyendo, investigando, enseñando, escribiendo y asesorando en hogares de alto rendimiento durante más de veinte años. Un entrenador y consultor experimentado, ha sido reconocido como Educador del Año de NAHB. ¿Tienes un rompecabezas de ciencias de la construcción? Contacta a Pete aquí. También puede suscribirse al boletín electrónico de BuildingGreen para obtener un informe gratuito sobre aislamiento, así como publicaciones regulares de Peter.