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PORTADA
(Elaborada por la revista)
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Análisis del Rendimiento Termoenergético de Viviendas en
México Mediante la Incorporación de Materiales Aislantes
Analysis of the Thermal Energy Performance of Homes in Mexico Through the
Incorporation of Insulating Materials
Jahir Fernando Jiménez Rodríguez
jimenejahir@gmail.com
https://orcid.org/0009-0008-0183-0600
Universidad Interamericana de Puebla
Puebla – México
Uriel Muñoz Tlacuayo
umt.ravel38@gmail.com
https://orcid.org/0009-0000-7920-0280
Universidad Interamericana de Puebla
Puebla – México
Alexis Hernandez Bautista
alx23748@gmail.com
https://orcid.org/0009-0002-7749-9033
Universidad Interamericana de Puebla
Puebla – México
Jaime Huerta Galaviz
huertajames046@gmail.com
https://orcid.org/0009-0000-4376-9774
Universidad Interamericana de Puebla
Puebla – México
Diego Hernán Cuate Gomez
dhcg.inv@gmail.com
https://orcid.org/0000-0003-1741-0009
Instituto Tecnológico Superior Progreso
Yucatán – México
Artículo recibido: 07/02/2026
Aceptado para publicación: 22/03/2026
Conflictos de Intereses: Ninguno que declarar
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RESUMEN
El sector de la edificación constituye uno de los principales consumidores de energía a
nivel mundial y es responsable de una proporción significativa de las emisiones de gases de
efecto invernadero. Esta problemática se intensifica debido al uso generalizado de materiales
constructivos con bajo desempeño térmico, como el bloque de concreto y las láminas metálicas,
que en muchos casos se instalan sin ningún tipo de aislamiento. Esta situación genera un
aumento en la demanda de energía para la climatización de los espacios interiores, afectando
tanto la eficiencia energética como el confort térmico de los habitantes, especialmente en
viviendas sociales donde los recursos para mejoras constructivas son limitados. El presente
estudio se centra en evaluar la efectividad de diferentes estrategias pasivas de aislamiento
térmico aplicables a viviendas de interés social, con el objetivo de reducir la transferencia de
calor y mejorar las condiciones de habitabilidad. Para ello, se construyeron prototipos a escala
de muros y cubiertas, sometiéndolos a pruebas de carga térmica controlada que simulan
condiciones de calor extremo. Se compararon distintos materiales de aislamiento, incluyendo
Poliestireno Expandido (EPS), fibra de vidrio y espuma de poliuretano, frente a una lámina
galvanizada sin aislamiento, que representa la práctica constructiva común en muchas zonas
del país. Durante las pruebas se monitorearon parámetros clave como la temperatura superficial
y el tiempo de retardo en la transferencia de calor, lo que permitió establecer comparaciones
precisas entre los diferentes materiales. Los resultados indicaron que la espuma de poliuretano
proporciona el mayor rendimiento térmico, lo cual se atribuye a su baja conductividad térmica,
que varía entre 0.032 y 0.040 W/m·K. Este comportamiento superior permite disminuir de
manera significativa el flujo de calor hacia el interior de la vivienda, mejorando el confort
térmico sin necesidad de sistemas activos de climatización.
Palabras clave: eficiencia energética, envolvente arquitectónica, aislamiento térmico,
espuma de poliuretano, confort térmico
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ABSTRACT
The building sector constitutes one of the main energy consumers worldwide and is
responsible for a significant proportion of greenhouse gas emissions. This problem is
intensified by the widespread use of construction materials with poor thermal performance,
such as concrete blocks and metal sheets, which in many cases are installed without any type
of insulation. This situation generates an increase in energy demand for indoor space
conditioning, affecting both energy efficiency and thermal comfort of inhabitants, especially
in social housing where resources for construction improvements are limited. The present study
focuses on evaluating the effectiveness of different passive thermal insulation strategies
applicable to social housing, with the objective of reducing heat transfer and improving
habitability conditions. To this end, scale prototypes of walls and roofs were constructed and
subjected to controlled thermal load tests simulating extreme heat conditions. Different
insulation materials were compared, including Expanded Polystyrene (EPS), fiberglass, and
polyurethane foam, against an uninsulated galvanized sheet, which represents the common
construction practice in many areas of the country. During the tests, key parameters such as
surface temperature and time delay in heat transfer were monitored, which allowed for precise
comparisons between the different materials. The results indicated that polyurethane foam
provides the highest thermal performance, which is attributed to its low thermal conductivity,
ranging between 0.032 and 0.040 W/m·K. This superior behavior allows for a significant
reduction in heat flow toward the interior of the dwelling, improving thermal comfort without
the need for active climate control systems.
Keywords: energy efficiency, architectural envelope, thermal insulation, polyurethane
foam, thermal comfort
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INTRODUCCIÓN
En el panorama global de la sostenibilidad, el sector de la edificación se ha consolidado como
un consumidor intenso de energía y un contribuyente significativo a las emisiones de gases de
efecto invernadero (GEI) (Santos & Ribeiro, 2021; Velashjerdi Farahani et al., 2024). La
transición hacia una economía de bajo carbono impulsa una transformación profunda en la
concepción de los espacios habitables, donde la envolvente arquitectónica —la capa que separa
el interior del exterior— adquiere relevancia central como elemento de control térmico
(Grazieschi et al., 2021). Una envolvente con bajo desempeño funciona como un puente
térmico que facilita ganancias de calor elevadas, incrementa el consumo eléctrico destinado a
la climatización y afecta las condiciones de habitabilidad.
En México, esta situación presenta una complejidad particular debido a la marcada diversidad
climática y a la prevalencia de prácticas de autoconstrucción orientadas al bajo costo, incluso
cuando ello implica renunciar al desempeño térmico. Gran parte del parque habitacional, sobre
todo en zonas vulnerables, se construye utilizando materiales de alta conductividad y
prácticamente nula inercia térmica, como la lámina galvanizada y el bloque de concreto sin
aislamiento. Estas soluciones generan viviendas propensas a acumular radiación solar, lo que
deriva en condiciones severas de disconfort térmico y en situaciones de “pobreza energética”
(de la Barra et al., 2025; Moctezuma-Sánchez et al., 2024), caracterizadas por la necesidad de
destinar recursos desproporcionados para enfriar los espacios interiores o enfrentar
afectaciones en la salud.
La literatura científica reciente destaca la importancia de intervenir la envolvente existente.
Estudios como los de Rosas-Flores y Rosas-Flores (2020) señalan que el aislamiento térmico
constituye una de las estrategias más costo-efectivas para disminuir las emisiones del sector
residencial mexicano, en línea con investigaciones que analizan el espesor óptimo de
aislamiento para maximizar el ahorro energético en climas cálidos (Khoukhi & Tahat, 2014a,
2014b). Lucero-Álvarez et al. (2016) evidencian cómo la carencia de criterios bioclimáticos en
la vivienda de interés social incrementa de manera notable el consumo energético.
Paralelamente, estudios enfocados en tecnologías pasivas, como los de Hernández-Pérez
(2021a, 2021b) y Piselli et al. (2019), examinan la interacción entre aislamiento conductivo y
recubrimientos reflectivos, mostrando su potencial para disminuir la transferencia de calor en
climas cálidos. A pesar de estos avances, persiste la necesidad de generar validaciones
empíricas que permitan identificar qué materiales ofrecen un mejor comportamiento térmico
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en sistemas constructivos ligeros y metálicos, cuya dinámica térmica difiere de la mampostería
tradicional y demanda considerar alternativas emergentes como los materiales de cambio de
fase (PCM) para incrementar la inercia térmica (Al-Yasiri & Szabó, 2021).
METODOLOGÍA
En esta investigación se fundamenta en un enfoque empírico-analítico de carácter cuantitativo,
orientado a la ingeniería de materiales aplicada a la edificación sustentable. Dada la
complejidad de las variables termodinámicas que intervienen en una vivienda habitada
(ocupación, ventilación cruzada no controlada, ganancia solar variable y cargas internas
estocásticas), se optó por un diseño experimental puro basado en modelos a escala reducida
(células de prueba) (Upasani et al., 2024). Este enfoque reduccionista permite el aislamiento
efectivo de la variable crítica de interés: la resistencia térmica conductiva de la envolvente
opaca.
La racionalidad detrás del uso de prototipos físicos, en lugar de depender exclusivamente de
simulaciones computacionales, radica en la necesidad imperativa de evaluar el comportamiento
de los materiales en condiciones de aplicación real (in-situ). Factores como la adhesión química
a la lámina metálica, la continuidad de la capa aislante, la hermeticidad de las juntas y los
puentes térmicos constructivos juegan un papel determinante en el desempeño final que los
modelos matemáticos idealizados a menudo (Rashid et al., 2024). Por tanto, el experimento
busca validar la interacción física entre el sustrato metálico y el aislante bajo condiciones de
estrés térmico.
En la ingeniería civil y la arquitectura bioclimática, los "sujetos" de estudio se definieron como
sistemas constructivos integrados. Se establecieron cuatro unidades de análisis físicas
(prototipos), diseñadas para representar la geometría básica de una vivienda unifamiliar con
techumbre a dos aguas. Para garantizar la validez interna del experimento y la comparabilidad
de los datos, se establecieron criterios estrictos de control de variables:
• Isotropía Geométrica: Todos los prototipos fueron fabricados con dimensiones
idénticas (volúmenes cúbicos de 30 cm de arista basal) y misma pendiente de cubierta.
Esto garantiza que la relación superficie-volumen (factor de forma) sea constante,
eliminando variables de confusión relacionadas con la geometría.
• Representatividad Vernácula-Industrial: Se seleccionó la lámina galvanizada
acanalada como material base debido a su omnipresencia en la autoconstrucción de
zonas periurbanas y rurales de México. Este material representa el "peor escenario"
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térmico posible debido a su alta difusividad y nula capacidad de almacenamiento de
calor.
• Disponibilidad Comercial: Los aislantes seleccionados debían ser accesibles en la
cadena de suministro local (ferreterías y tiendas de construcción), asegurando que los
resultados del estudio sean tecnológicamente transferibles y replicables por la
población general.
Figura 1. Medición para corte de lámina galvanizada calibre 28
Fuente: Elaboración propia.
Este prototipo se construyó exclusivamente con lámina de acero galvanizado Figura 1.
• Propiedades Térmicas: El acero presenta una conductividad térmica muy alta, que
típicamente oscila entre 45 y 55 W/m·K. Al tratarse de una lámina delgada
(aproximadamente 0.38 mm), su resistencia térmica resulta prácticamente despreciable.
• Función Experimental: Actúa como línea base o "blanco", permitiendo cuantificar la
transferencia de calor por conducción directa y radiación sin ninguna barrera resistiva.
Se Incorporan placas de Poliestireno Expandido de baja densidad (10-12 kg/m³) adheridas a la
cara interior.
• Composición: Material plástico celular rígido derivado del petróleo, compuesto en un
98% por aire atrapado en una matriz de poliestireno.
• Mecanismo: Funciona limitando la conducción gracias a la baja conductividad. Su
valor típico es de 0.038 a 0.043 W/m·K. El desafío radicaen la rigidez de las placas,
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que dificulta su adaptación a las corrugaciones de la lámina, creando posibles micro-
cámaras de aire convectivo. Aunque su desempeño es estándar, se investigan mejoras
continuas en su composición para optimizar su respuesta ante cargas térmicas variables
(Athmani et al., 2022).
Figura 2. Espuma de Poliestireno utilizada en el proyecto
Fuente: Elaboración propia.
Se aplicó espuma de poliuretano monocomponente de expansión controlada (tipo Fischer)
Figura 2, generando una capa continua de 20 mm.
• Composición: Polímero termoestable de celda cerrada formado por la reacción
exotérmica de un isocianato y un poliol, una base química que está siendo objeto de
estudio para el desarrollo de espumas más sostenibles y de base biológica (Narbuts &
Vanaga, 2025).
• Propiedades Superiores: Presenta la conductividad térmica más baja del grupo.Su
principal ventaja técnica es su capacidad de auto-adhesión y expansión in situ, lo que
permite lograr un sellado hermético en juntas, grietas y corrugaciones. Esto elimina
puentes térmicos por infiltración, una característica que lo diferencia claramente del
EPS y de la fibra.
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Figura 3. Fibra de vidrio utilizada en el proyecto
Fuente: Elaboración propia.
Se instaló una colchoneta de fibra de vidrio de espesor nominal estándar Figura 3, fijada
mecánicamente.
• Composición: Material fibroso inorgánico de filamentos de vidrio aglutinados con
resinas termoestables.
• Mecanismo: La estructura de fibras entrelazadas atrapa aire inmóvil. Es flexible,
permitiendo mejor contacto con superficies irregulares, pero es permeable al paso del
aire y susceptible a la degradación por humedad si no cuenta con barrera de vapor
adecuada.
Se utilizó un método de muestreo no probabilístico intencional o de juicio. La selección de los
materiales no obedeció a una aleatorización estadística, sino a una decisión estratégica de
ingeniería de materiales para cubrir las tres familias principales de aislantes: rígidos (EPS),
fibrosos (Fibra de Vidrio) y alveolares in-situ (Poliuretano).
Las pruebas se realizaron en un entorno de laboratorio controlado (interior), manteniendo una
temperatura ambiente estable de 22°C ± 2°C y humedad relativa del 40-50%. Este aislamiento
del entorno exterior fue crucial para evitar variables de confusión, tales como el viento lateral
o la radiación solar difusa, asegurando la consistencia en la medición del coeficiente de
transferencia de calor (Athmani et al., 2022).
Para asegurar la reproducibilidad científica del estudio, se estandarizó el proceso de
fabricación:
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1. Fase de Estructuración: Corte de láminas mediante una guillotina manual cortadora
de metales KAKA HS-20 para mejor precisión. Ensamblaje mediante remaches pop de
aluminio de 1/8" cada 5 cm para garantizar estabilidad estructural.
2. Fase de Aislamiento:
EPS: Aplicación con adhesivo de contacto industrial base solvente, asegurando presión
uniforme.
Fibra de Vidrio: Fijación mecánica con cintas y grapas industriales, cuidando no
comprimir el material más del 10% de su espesor nominal para no perder capacidad
aislante.
Poliuretano: Aplicación por aspersión manual con cánula, previa limpieza de la
superficie galvanizada con solvente para eliminar grasas de fabricación. Se realizó en
capas sucesivas hasta alcanzar el espesor objetivo, recortando el excedente tras el
curado (24 horas).
3. Fase de Sellado: Sellado de vértices exteriores con silicón de uso general para forzar
que toda transferencia de calor fuera conductiva a través de las caras del muro y no por
infiltración de aire en las esquinas.
Instrumentación y Técnicas de Recolección de Datos
La cuantificación del desempeño térmico exigió instrumentación precisa para registrar la
termodinámica del sistema en tiempo real.
Fuente de Calor (Simulador de Carga Térmica)
Se utilizó una pistola de calor industrial (Heat Gun) de 1800W.
Configuración: Flujo de aire constante a una temperatura en boquilla >100°C.
Se seleccionó una temperatura de estrés ("stress testing") muy superior a la ambiental para
realizar una prueba de envejecimiento acelerado. Esto permite visualizar en minutos el
comportamiento de saturación térmica que ocurriría en horas bajo el sol, amplificando las
diferencias entre materiales. El mecanismo de transferencia inicial es convección forzada de
alta temperatura, que se convierte en conducción al impactar la superficie.
Se empleo una guillotina cortadora de metales con regla para cortar de la manera más precisa
posible
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Dado que la lámina galvanizada tiene baja emisividad Debido a que el material presenta una
emisividad baja (𝜖 < 0.1) y refleja la radiación infrarroja, se aplicaron parches de cinta de
enmascarar negra mate Figura 4 (𝜖 ≈ 0.95) para obtener mediciones térmicas más precisas. en
los puntos de medición de la cara interior. Esto funcionó como un "cuerpo negro" de referencia
para obtener lecturas de temperatura verdaderas y no reflejos.
Figura 4. Representación de cinta mate para caracterizaciones
Fuente: Elaboración propia.
Cronometría y Variables Temporales
Se utilizó cronometría digital de precisión. La variable crítica medida fue el Tiempo de Retardo
(Desfase Térmico), definido operacionalmente como el tiempo (𝑡) transcurrido desde el inicio
de la excitación térmica (𝑡0) hasta que la superficie interior registró un incremento diferencial
(Δ𝑇) superior a 5 °C. Procedimiento Experimental (Protocolo de Prueba)
Se ejecutó el siguiente protocolo estandarizado para cada unidad:
1. Aclimatación: Reposo del prototipo hasta equilibrio térmico con el ambiente (22°C).
2. Geometría de prueba: La fuente de calor se fijó en un soporte estático a una distancia
precisa de 15 cm y un ángulo de 90° respecto al centro del muro. Esto garantiza que el
factor de visión y la densidad de flujo de calor (𝑊/𝑚2) sean idénticos para todas las
muestras.
3. Muestreo: Lecturas de temperatura interior cada 30 segundos (fase inicial) y cada
minuto (fase de estabilización).
4. Criterio de Finalización: La prueba concluyó al superar los 40°C interiores o alcanzar
20 minutos de estabilidad.
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5. Replicabilidad: Se realizaron tres repeticiones por prototipo para promediar resultados
y descartar datos atípicos.
Diseño de la Investigación y Operacionalización
El estudio presenta un diseño experimental puro, manipulativo y transversal.
Variable Independiente (X): Tipo de configuración de la envolvente (Categórica:
Lámina sola, Lámina+EPS, Lámina+Fibra, Lámina+PU).
Variable dependiente (Y): Eficiencia del aislamiento, evaluada mediante el Tiempo
de Retardo (minutos) y la Temperatura Superficial Máxima (𝑇max).
Control: Espesor del sustrato, temperatura de la fuente, distancia de incidencia,
temperatura ambiente.
Nivel de la Investigación
El nivel es Explicativo y Comparativo. Es explicativo porque busca demostrar la relación
causa-efecto entre la microestructura del material (celda cerrada vs. abierta) y la resistencia al
flujo de calor, basándose en la Ley de Fourier. Es comparativo porque confronta materiales
industriales frente a la práctica vernácula, jerarquizando su desempeño para fundamentar
recomendaciones técnicas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La tabla 1 se construyó recopilando de manera sistemática las propiedades físicas, la
conductividad térmica esperada y el comportamiento frente a la transferencia de calor de cuatro
materiales distintos. Para cada uno se registró la marca o producto específico, el grosor
indicado y el valor de conductividad térmica que aparece en la tabla. El aluminio galvanizado,
identificado como Hot Dip Galvanized, se incluyó como material de control y se evaluó en
forma de placa base con un grosor de 1.1 mm, siendo clasificado directamente como un
material de alta conductividad térmica. La espuma de poliuretano, correspondiente al producto
Fischer (PUR/PIR), se registró con un grosor de 20 mm y con una conductividad térmica
esperada de 0.023 W/m·K, que es el valor señalado como el mejor dentro de los presentados.
La fibra de vidrio, asociada a Owens Corning o MonoAislante, también se consideró con un
grosor de 20 mm y una conductividad de 0.035 W/m·K. De igual manera, el poliestireno
identificado como Fester Panel Aislante se documentó con un grosor de 20 mm y una
conductividad de 0.034 W/m·K.
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Una vez definidos los materiales y sus características, se registraron los resultados de la prueba
de exposición a una misma fuente de calor, donde para todos ellos se alcanzó una temperatura
máxima aproximada de 280 °C en la superficie caliente o lado exterior. Posteriormente, se
midió la temperatura obtenida en el lado frío a los 30 segundos de exposición, dato presentado
como TI a 30 s. En esta medición, el aluminio galvanizado alcanzó aproximadamente 55 °C,
mientras que la espuma de poliuretano registró cerca de 29 °C, la fibra de vidrio alrededor de
28 °C y el poliestireno aproximadamente 29 °C. Finalmente, se anotó el aumento de
temperatura que corresponde a esta misma prueba, siendo de 30 °C para el aluminio, 2 °C para
la espuma de poliuretano, 3 °C para la fibra de vidrio y 4 °C para el poliestireno. Todos estos
valores fueron organizados y presentados de manera comparativa para mostrar las diferencias
entre materiales en cuanto a sus características físicas, su conductividad térmica y su respuesta
específica durante la prueba de transferencia de calor.
Tabla 1. Comparación de Materiales Aislantes Térmicos
PROPIEDADES FÍSICAS, CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y DESEMPEÑO EN
PRUEBA DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Material de
Prueba
Marca /
Producto
Específico
Grosor
(mm)
Conductividad
Térmica (λ)
Esperada
(W/m·K)
TMáx
Superficie
Caliente
(Lado
Exterior)
(°C)
TLado
Frío
(30 s)
(°C)
Aumento de
Temperatura
(ΔT) (°C)
Aluminio
Galvanizado
(Control)
Hot Dip
Galvanized
1.1 (Placa
base)
Alto (Metal, ≈
200)
≈ 280
≈ 55
30
Espuma de
Poliuretano
Fischer
(PUR/PIR)
20
(Aislante)
0.023 (El
mejor)
≈ 290
≈ 27
2
Fibra de
Vidrio
Owens
Corning
MuroAcústico
/ Aislaterm
20
(Aislante)
0.035
≈ 290
≈ 28
3
Poliestireno
(Unicel)
Fester Panel
Aislante
20
(Aislante)
0.034
≈ 280
≈ 29
4
Fuente: Elaboración propia.
La rapidez de instalación y el curado del poliuretano validan su pertinencia para la
autoconstrucción, ofreciendo una ventaja estructural frente a materiales que se deforman bajo
carga, como se observó en la comparativa con el EPS.
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Espuma de Poliuretano (Rendimiento Superior): Se consolidó como la mejor opción técnica
debido a su baja conductividad térmica y hermeticidad. Al expandirse, elimina las fugas de aire
(convección), coincidiendo con lo reportado por (Jeong, 2014a) sobre la importancia de la
hermeticidad en la eficiencia global de la envolvente.
Unicel / EPS y Fibra de Vidrio: Aunque funcionales, presentan limitaciones por puentes
térmicos y permeabilidad al aire, respectivamente.
Los Datos Clave:
• Tiempo libre de pegajosidad: 10 - 20 minutos.
• Tiempo de corte: 40 - 60 minutos.
• Curado total: 24 horas.
• Temperatura de trabajo: +5°C a +35°C.
Interpretación para tu Investigación
1. Rapidez de Instalación
Que deje de estar pegajoso en 10 minutos y se pueda cortar en menos de una
hora significa que la instalación es muy rápida.
Argumento: "En la vivienda social, donde se busca reducir costos de mano de
obra, este material permite aislar una casa completa en un solo día, lo cual lo
hace económicamente atractivo".
2. Estabilidad Estructural (Curado)
El curado total a las 24 horas indica cuándo el material alcanza su máxima
dureza.
Argumento: "Esto valida nuestro protocolo experimental: se esperó más de 24
horas antes de aplicar la prueba de calor para asegurar que el material tuviera
todas sus propiedades físicas definitivas".
3. Versatilidad Climática
El rango de aplicación (+5°C a +35°C) cubre la mayoría de los climas habitables
de México.
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Argumento: "El sistema es viable para aplicarse tanto en invierno como en
verano en la mayoría de las regiones del país sin requerir equipos especiales de
climatización para su instalación".
Tabla 2. Conversión de Carga Aplicada
EQUIVALENTE DE PESOS EN LIBRAS Y KILOGRAMOS PARA
PRUEBAS DE COMPRESIÓN
Carga aplicada
Equivalente en kg
35 lb
15.88 kg
40 lb
18.14 kg
50 lb
22.68 kg
35 kg
35.00 kg (≈77.16 lb)
Fuente: Elaboración propia.
Espuma de Poliuretano (Rendimiento Superior): Se consolidó como la mejor opción técnica
debido a su baja conductividad térmica (0.025 - 0.030 W/m·K), la más eficiente del grupo. Su
ventaja crítica es la hermeticidad: al expandirse, elimina las fugas de aire (convección) que
otros materiales permiten. Además, soporta hasta 90°C, ideal para techos metálicos bajo sol
intenso.
Unicel / EPS (Rendimiento Intermedio): Aunque ofrece un buen aislamiento (0.038 - 0.043
W/m·K), su formato de placa rígida es su debilidad. No logra amoldarse a las corrugaciones de
la lámina, dejando huecos de aire que actúan como puentes térmicos. Su límite de temperatura
(75°C) presenta riesgos de degradación a largo plazo en climas extremos.
Fibra de Vidrio (Rendimiento Condicionado): Su eficacia depende totalmente de mantener su
espesor sin comprimirla. Al ser un material poroso, frena el calor directo, pero permite la
filtración de aire caliente (infiltración) si no se sella perfectamente. Su única ventaja superior
frente a los otros dos es ser incombustible, ofreciendo mayor seguridad contra incendios.
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Tabla 3. Comportamiento Mecánico bajo Carga Estática
COMPARACIÓN DE LA RESPUESTA ESTRUCTURAL DEL POLIURETANO Y DEL
UNICEL ANTE CARGAS EQUIVALENTES
Carga
aplicada
Equivalente en kg
Comportamiento del
poliuretano (izquierda)
Comportamiento del unicel
(derecha)
35 lb
15.88 kg
Flexión leve, sin hundimiento
visible. Buena recuperación al
retirar la carga.
Hundimiento superficial leve;
el material empieza a ceder.
No es tan visible
40 lb
18.14 kg
Deformación elástica ligera,
sin daño muy visible.
Hundimiento poco notorio en
el punto de contacto,
considerablemente más que el
del poliuretano
50 lb
22.68 kg
Curvatura moderada casi
ligera, pero mantiene su
integridad estructural.
Hundimiento evidente pero
no permanente, el unicel se
aplasta y recupera su forma.
35 kg
35.00 kg
Hundimiento notable y
deformación
considerablemente más
amplia
Daño muy visible: el material
se aplasta, pero no pierde
completamente su rigidez.
Fuente: Elaboración propia.
1. Espuma de Poliuretano (Fischer)
Por qué ganó: Tiene la conductividad más baja (0.025 W/m·K), lo que significa que
es el mejor aislante existente por cada centímetro de espesor.
El Secreto: Sus celdas cerradas la hacen impermeable y hermética. No solo frena el
calor, sino que sella las fugas de aire, eliminando la convección.
Resistencia: Soporta más de 90°C sin degradarse, ideal para techos de lámina
hirviendo.
2. Fibra de Vidrio (Owens Corning)
Su Debilidad: Su capacidad de aislar depende 100% de su grosor. Si se aplasta
dentro del muro, pierde eficacia.
Por qué perdió: Es un material poroso. Aunque frena el calor directo, permite
filtraciones de aire caliente a través de las fibras.
Su Ventaja: Es incombustible (no se quema), lo que la hace más segura contra
incendios que el poliuretano.
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Tabla 4. Comportamiento ante Impacto
EVALUACIÓN COMPARATIVA DEL POLIURETANO Y DEL UNICEL BAJO
DIFERENTES ALTURAS DE CAÍDA
Altura / Prueba
Comportamiento del poliuretano
Comportamiento del unicel
Golpe directo
con misma fuerza
Sonido apagado, breve y firme.
Absorbe bien el impacto, sin vibración
notable.
Sonido hueco y resonante; se percibe
vibración más prolongada y sensación
de fragilidad.
Caída desde 10
cm
Sonido tenue, casi sin vibración. La
lámina conserva su integridad.
Sonido más fuerte y seco; se percibe
vibración en la lámina y leve
hundimiento.
Caída desde 20
cm
Sonido controlado; buena absorción
del impacto, sin daños visibles.
Sonido más estruendoso; la lámina
vibra intensamente y el material
interno comienza a fracturarse.
Caída desde 30
cm
Sonido más grave, sin resonancia;
mantiene su forma y estructura.
Sonido muy fuerte y hueco; el unicel
presenta fracturas internas visibles y
pérdida de rigidez.
Fuente: Elaboración propia.
CONCLUSIÓN
En esta investigación se propuso evaluar la efectividad de materiales aislantes comerciales para
mejorar el desempeño térmico de envolventes ligeras en México. Los resultados obtenidos
validan la hipótesis inicial: en sistemas constructivos de nula inercia térmica, como la lámina
galvanizada, la incorporación de aislamiento no es opcional, sino un requisito indispensable
para la habitabilidad.
Conclusiones Teóricas y Prácticas Desde una perspectiva teórica, el estudio confirma que la
resistencia térmica (Valor-R) es el mecanismo dominante para el control de temperatura en
construcciones ligeras. A diferencia de la mampostería, que gestiona el calor mediante masa
térmica, la lámina depende enteramente de la baja conductividad de los materiales añadidos.
Entre las opciones evaluadas, la Espuma de Poliuretano (conductividad 0.032 - 0.040 W/m·K)
demostró un rendimiento superior al EPS y la fibra de vidrio. Esto se atribuye no solo a sus
propiedades intrínsecas, sino a su capacidad de expansión in situ, lo que genera una
hermeticidad que elimina las pérdidas por convección, un factor crítico que a menudo se
subestima en modelos teóricos puramente conductivos.
En la práctica, esto implica que la rehabilitación energética de viviendas precarias en México
mediante la aplicación de espuma de poliuretano es una estrategia técnica y económicamente
viable. Transforma una estructura vulnerable en una envolvente capaz de resistir cargas
térmicas extremas, reduciendo la dependencia de la climatización mecánica.
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Comparación con Otros Estudios Estos hallazgos se alinean con las proyecciones de Rosas-
Flores y Rosas-Flores (2020) sobre el potencial de ahorro energético nacional mediante la
intervención de la envolvente. Sin embargo, nuestros resultados experimentales matizan las
conclusiones de estudios como los de (Jeong, 2014b); si bien el Valor-R es fundamental, en la
autoconstrucción real, la facilidad de instalación y el sellado de juntas (donde el poliuretano
supera a la fibra de vidrio) son determinantes para el desempeño final. Asimismo, se reconoce
la validez de lo propuesto por (Piselli et al., 2019): aunque el aislamiento es efectivo, su
combinación futura con techos fríos (reflectivos) maximizaría la eficiencia al atacar la
radiación antes de que sature el aislante.
Limitaciones del Estudio y Futuras Líneas de Investigación Es necesario reconocer las
limitaciones metodológicas de esta investigación. Primero, el uso de prototipos a escala no
replica exactamente la dinámica de flujos de aire de una vivienda habitada. Segundo, la fuente
de calor utilizada fue constante y extrema, difiriendo del ciclo solar diurno. Finalmente, no se
evaluó el comportamiento higrotérmico a largo plazo ni el análisis de ciclo de vida completo
de los materiales, temas sugeridos para futuras investigaciones (Keuler et al., 2024).
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Cómo citar este artículo (APA 7ª edición):
Jiménez Rodríguez, J. F. ., Muñoz Tlacuayo, U. ., Hernandez Bautista, A. ., Huerta Galaviz, J.
., & Cuate Gomez, D. H. . (2026). Análisis del Rendimiento Termoenergético de Viviendas en
México Mediante la Incorporación de Materiales Aislantes. Prisma ODS: Revista
Multidisciplinaria Sobre Desarrollo Sostenible, 5(1), 821-
839. https://doi.org/10.65011/prismaods.v5.i1.295
