El ensayo forma parte del artículo “Propiedades térmicas de paneles fabricados con residuos textiles y almidón de papa”, escrito por la Arq. Kristina Atanasoska, de la Universidad Nacional de Mar del Plata, y publicado en Anales de Investigación en Arquitectura.
Atanasoska fabricó cinco muestras —denominadas FA/AP, por fibra de algodón y almidón de papa—, midió su conductividad térmica mediante una caja caliente calibrada y estudió la formulación más eficiente dentro de tres sistemas de muro utilizados en Mar del Plata.
Tres de los cinco paneles registraron valores inferiores a 0,1 W/m·K. El mejor resultado correspondió al FA/AP 33 %, con 0,0655 W/m·K. El paper desarrolla en detalle el proceso de fabricación, el ensayo térmico y los cálculos aplicados a los tres sistemas de muro.
Viviendas sin aislamiento: el problema detrás del ensayo
El estudio parte de las condiciones habitacionales de los barrios populares argentinos. Según el informe del Registro Nacional de Barrios Populares de diciembre de 2023 citado en el paper, el país contaba con 6.467 barrios populares, donde vivían aproximadamente 1.237.795 familias.
El artículo también recoge una estimación publicada en 2023 según la cual 6,39 millones de viviendas presentaban algún tipo de deficiencia, una cifra equivalente al 55 % del total nacional.
En muchos barrios populares, las viviendas son autoconstruidas, requieren una inversión reducida y se levantan sin asistencia profesional. La ausencia o insuficiencia de aislamiento térmico afecta las condiciones interiores y aumenta la exposición al frío y la humedad.
A partir de las directrices de vivienda y salud de la Organización Mundial de la Salud citadas en el artículo, Atanasoska señala los riesgos asociados a esas condiciones. El frío aparece vinculado con una mayor morbilidad y mortalidad respiratoria y cardiovascular. La humedad se relaciona con alergias, asma y otras enfermedades del aparato respiratorio.
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Entre el exterior y el espacio habitado, las capas de un muro regulan el intercambio de calor. Los materiales, sus espesores y la manera en que se combinan inciden en el comportamiento térmico del cerramiento.
El aislamiento debe definirse junto con la composición del muro, el nivel de desempeño buscado y el espacio disponible para incorporarlo. El experimento trabaja sobre esas relaciones: ensaya un material, compara sus formulaciones y calcula su espesor dentro de sistemas constructivos concretos.
La elección de Mar del Plata también responde a la disponibilidad de los residuos estudiados. En este sentido, el paper indica que la industria textil ocupa el tercer lugar en importancia dentro de la ciudad, después de la alimentaria, y que sus descartes no recibían tratamiento antes de terminar en el basural a cielo abierto.
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Cómo se fabricaron los paneles de residuos textiles y almidón de papa
La fibra empleada en los paneles provino de residuos de preconsumo de la industria de la confección de Mar del Plata. Se trataba de tela de punto compuesta principalmente por algodón.
“Preconsumo” indica que el descarte se produjo durante la fabricación, antes de que la prenda llegara a utilizarse. El material estaba limpio, bien conservado y almacenado en bolsas selladas. Como los retazos tenían formas y tamaños diversos, fueron cortados manualmente hasta obtener piezas de aproximadamente 5 × 5 centímetros.
El almidón procedía de una planta alimenticia situada en el parque industrial de la ciudad. Durante el corte de las papas, el agua de lavado arrastra almidón. Una fase posterior de separación permite recuperar un material con cerca de un 50 % de humedad.
El almidón utilizado en los paneles procedía de la planta de PepsiCo ubicada en el parque industrial de Mar del Plata, donde se fabrican productos LAY’S®. El paper estima que allí se descartaban entre 80 y 100 toneladas mensuales de ese subproducto, a partir de una comunicación personal de M. Muñoz, empleado de PepsiCo, realizada el 16 de setiembre de 2022.
El estudio caracteriza la recuperación de ambos residuos como un proceso de suprarreciclaje: materiales de preconsumo se convierten en insumos para fabricar un panel experimental.
En todos los paneles, las proporciones de residuo textil y agua se mantuvieron constantes —24 % y 76 % en peso, respectivamente—. La cantidad de almidón se calculó en relación con el peso del residuo textil y cambió en cada formulación: 28 %, 33 %, 40 %, 50 % y 60 %.
A la mezcla se añadieron urea y bórax, en proporciones equivalentes al 17 % y al 8 % del peso del almidón. El almidón, la urea y el bórax se combinaron primero con agua precalentada a 75 °C. Después se incorporaron los retazos textiles hasta que las fibras quedaron completamente inmersas.
La preparación se distribuyó en un recipiente mediante estratificado manual. Los paneles permanecieron una hora en un horno industrial a 200 °C. Una vez desmoldados, continuaron secándose sobre rejillas, a temperatura ambiente, durante aproximadamente una semana.
El procedimiento mantuvo constantes las principales condiciones de fabricación antes de medir las muestras. De ese modo, fue posible comparar paneles producidos mediante un proceso común, pero con contenidos diferentes de almidón.
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Cinco paneles frente a una caja caliente
La propiedad central del estudio es la conductividad térmica. Este valor expresa la facilidad con la que el calor atraviesa un material. En las condiciones del ensayo, una conductividad menor indica una menor transferencia de calor.
Los cinco paneles fueron medidos con una caja caliente calibrada desarrollada en el instituto donde se llevó a cabo la investigación y basada en la norma argentina IRAM 11564.
La muestra se coloca entre un ambiente caliente y otro frío. Registradores de datos y termocuplas miden las temperaturas del aire y de las superficies. Cuando el sistema alcanza un estado estacionario, la conductividad se calcula a partir del flujo de calor, el área y el espesor de la muestra, y la diferencia de temperatura entre sus dos caras.
Los resultados se ubicaron entre 0,0655 W/m·K y 0,2398 W/m·K.
Tres paneles quedaron por debajo de 0,1 W/m·K. Sus densidades aparentes llegaron hasta 366,71 kg/m³ y sus valores de conductividad fueron comparables con los de la vermiculita y los tallos de algodón incluidos en el estudio.
El FA/AP 33 % obtuvo el mejor resultado: 0,0655 W/m·K.
El FA/AP 50 % quedó cerca del límite superior del conjunto de aislantes alternativos analizados. El FA/AP 60 % alcanzó 0,2398 W/m·K, un valor superior al de todos los materiales comerciales y alternativos incluidos en la comparación. El paper concluye que esa formulación no debe considerarse aislante.
El aumento de la proporción de almidón no mejoró el comportamiento térmico. En términos generales, las muestras con mayor contenido de almidón tuvieron una densidad más alta y condujeron más calor.
El FA/AP 28 % se apartó de esa tendencia. El paper propone dos posibles explicaciones: alguna variación producida durante la fabricación o una mayor cantidad de aire atrapado en la matriz cuando se utilizaron porcentajes bajos de almidón. Ambas se presentan como hipótesis; el ensayo no determina cuál explica la anomalía.
La comparación entre el FA/AP 33 % y el FA/AP 60 % muestra el peso de la formulación. Paneles fabricados con los mismos componentes alcanzaron respuestas térmicas muy distintas al cambiar sus proporciones.
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Del panel al muro: cuánto espesor necesita cada sistema
La conductividad corresponde al comportamiento del panel. La transmitancia térmica considera el cerramiento completo: sus materiales, capas y espesores.
El estudio incorporó el FA/AP 33 % a tres sistemas constructivos identificados como habituales en Mar del Plata:
- Muro de construcción húmeda con cámara de aire
- Muro de construcción húmeda con terminación interior de placa de yeso
- Muro de construcción en seco con estructura de madera
Antes de incorporar el aislamiento, los tres cerramientos presentaban transmitancias de 1,44 W/m²·K, 1,58 W/m²·K y 1,59 W/m²·K, respectivamente.
Para las condiciones de invierno empleadas en el cálculo, el paper considera una temperatura exterior de −4,4 °C. La norma IRAM establece una transmitancia máxima admisible de 0,85 W/m²·K para el Nivel B y de 0,32 W/m²·K para el Nivel A.
En este indicador, un valor menor representa un mejor comportamiento térmico. Los tres muros sin aislamiento superaban el límite del Nivel B.
El panel FA/AP 33 % se colocó entre las capas de cada cerramiento. Para alcanzar el Nivel B, los cálculos determinaron un espesor mínimo de 3,2 cm en el Muro 1 y de 3,5 cm en los Muros 2 y 3.
Para alcanzar el Nivel A, los tres sistemas necesitaron un panel de 16 cm. El paper calcula, además, que un espesor de 7 cm produciría un desempeño intermedio entre ambos niveles.
Los espesores ofrecen una referencia concreta para el proyecto. Cumplir el Nivel B requiere entre 3,2 y 3,5 centímetros; alcanzar el Nivel A lleva el panel a 16 centímetros.
La elección del nivel de desempeño modifica el espacio disponible dentro del muro, su composición final y la resolución de los encuentros. También exige coordinar el aislamiento con los ladrillos, bloques, revoques, placas o estructuras de madera que completan el cerramiento.
El valor de conductividad describe la respuesta del material. Su aplicación arquitectónica comienza cuando ese valor se relaciona con un muro, un espesor y una exigencia térmica determinados.
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Qué falta estudiar antes de llevar el panel a obra
Los ensayos verificaron la viabilidad técnica de fabricar paneles con residuos textiles de algodón y almidón de papa. Tres formulaciones alcanzaron valores de conductividad inferiores a 0,1 W/m·K y el FA/AP 33 % redujo la transmitancia de los tres muros analizados.
El alcance del estudio es térmico. Todavía quedan por evaluar propiedades necesarias para definir una aplicación constructiva.
El artículo recomienda continuar los estudios sobre la durabilidad a largo plazo y el desempeño mecánico de las placas. También plantea la necesidad de investigar otras propiedades antes de avanzar hacia el escalamiento productivo.
Los resultados no corresponden a una intervención ejecutada en barrios populares. El hábitat popular aparece como un posible campo de aplicación. El artículo no registra una experiencia construida ni una evaluación en viviendas ocupadas.
En sus conclusiones, Atanasoska plantea que materiales elaborados con residuos locales podrían incorporarse a procesos de diseño y autogestión del hábitat. También propone explorar su uso dentro de procesos participativos de construcción. Son líneas futuras de desarrollo, aún no comprobadas mediante una implementación real.
El trabajo sigue al material desde dos residuos disponibles en Mar del Plata hasta el espesor que exigiría su incorporación en tres muros. En ese recorrido, compara cinco formulaciones, identifica la de mejor respuesta térmica y deja establecidos los ensayos que todavía faltan.
El artículo académico incluye las proporciones detalladas, las características de las muestras, el diseño de la caja caliente, el gráfico comparativo y los cálculos de transmitancia para cada cerramiento. También desarrolla los antecedentes sobre aislantes alternativos y el marco normativo utilizado.
El FA/AP 33 % queda como la formulación de mayor interés para la siguiente etapa: evaluar su durabilidad, su desempeño mecánico y las condiciones necesarias para un eventual escalamiento.
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