El Hormigón Poroso: Un Material Innovador para Infraestructura Vial

COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE LA MAMPOSTERÍA DE HORMIGÓN
Revista Cemento Año 5, Nº 22
Es muy común escuchar críticas a la mampostería de bloques de hormigón
cuando se menciona el tema térmico. Por lo general, existe el falso concepto de
que este sistema no se comporta satisfactoriamente en este aspecto, y ello es
debido generalmente al desconocimiento existente, ya sea de los conceptos de
transmitancia e inercia térmica, como sobre cuáles son las posibles soluciones
alternativas que brinda esta mampostería. Por ejemplo, muchas veces no se tiene
en cuenta que la masa térmica de la mampostería de hormigón, puede reducir en
forma significativa el consumo de energía. Los efectos de la masa térmica se
determinan básicamente considerando las propiedades de los materiales
utilizados en el cierre exterior, el clima, el tipo de edificio, y la ubicación de la
aislación dentro del muro.
La mampostería de hormigón requiere por lo general niveles significativamente
bajos de aislación térmica debido a su elevada masa térmica. Tanto es así que
numerosos códigos y normas internacionales, permiten que la mampostería de
hormigón tenga un menor valor de resistencia térmica que los exigidos a los
sistemas tradicionales de pórticos rellenos con mampostería común, dado un
mismo nivel de eficiencia energética.
Desarrollo
Para determinar el consumo de energía de una vivienda o edificio se utiliza lo que
se denomina transmitancia térmica, y se simboliza por la letra K. Según la norma
IRAM 11601, la transmitancia térmica "es la cantidad de calor que se transmite
en la unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un elemento
constructivo, (muro o tabique de un cierto espesor), cuando la diferencia de
temperatura entre las masas de aire es igual a la unidad".
La transmitancia térmica K se utiliza
vivienda o edificio bajo condiciones
consumo real de energía, se deben
vivienda, su masa térmica y el clima,
para estimar el consumo de energía de una
estables. Sin embargo, para determinar el
incluir los efectos relativos al diseño de la
entre otros factores.
El factor K sólo es una estimación de la resistencia a la transferencia de calor
global bajo condiciones estables. Asimismo, y con el objetivo de simplificar su
determinación, existen diferentes métodos analíticos que permiten conocer el K
de un elemento constructivo en forma simple y rápida.
Ejemplos prácticos
Muros de bloques de hormigón de hoja simple
En nuestro país son muy comunes los muros de bloques de hormigón simples, es
decir de una sola hoja. Dentro de sus ventajas se encuentra la de poder mejorar
su resistencia térmica mediante el relleno de sus huecos con material aislante
suelto. Esta es sólo una de las formas de satisfacer los requerimientos de norma
en lo que se refiere a la transmitancia térmica. A continuación se incluye un
ejemplo que cumple con las exigencias de la norma IRAM 11601 y complementarias.
Es importante destacar que también los muros dobles de bloques de hormigón
proveen un amplio abanico de alternativas de aislación térmica, para obtener
altos valores de resistencia. En estos casos, la cámara entre muros se rellena con
material mineral suelto o tabiques rígidos de yeso. Inclusive también se
acostumbra rellenar los huecos de los bloques de la pared interior con material
aislante, dejando libre la cámara de aire entre los dos muros para permitir el
drenaje. Además es posible incrementar los valores de resistencia aislando el
paramento interior con paneles de yeso y lana mineral, en todos los casos, siendo
ésta la alternativa más usada en otros países, e inclusive en muchos casos en
Argentina. Mayor información sobre este tema y otros relacionados al bloque de
hormigón, se encuentran incluidos en el sitio web: www.aabh.org.ar, en el
submenú Notas Técnicas.
Cálculo de la transmitancia térmica de un muro de bloques de hormigón constituido por unidades 20
x 20 x 40, cuyas cámaras de aire están divididas por tabiques de poliestireno expandido de 25 mm de
espesor (esquema incluido en la tabla 8 de la norma IRAM 11601/96, página 28)
1a. Datos:
Bloque de hormigón (20 cm x 20 cm x 40 cm) de peso normal y componentes
tradicionales (grava y área silícea) fabricado con equipos de alta potencia de
vibrado y prensado, curado en cámara de vapor y con control de calidad en todo
el proceso.
Propiedades y características cumplimentadas de acuerdo con las exigencias de
norma IRAM 11561 "Bloques de Hormigón".
Densidad del Bloque:  =2000 kg/m3
Clasificación bioambiental Provincias de San Luis, Córdoba, Buenos Aires, etc.,
según norma IRAM 11603/96
"Acondicionamiento Térmico de Edificios; Clasificación bioambiental de la
República Argentina", página 34, Anexo B: Zona IIIa, Templada Cálida.
Conductividad térmica del hormigón: =1.16 Wm/°C (Tabla 6; IRAM 11601/96)
Conductividad térmica del poliestireno expandido en planchas:  = 0.035 Wm/°C
(Tabla 6; IRAM 11601/96); densidad  = 20 kg/m3
1. b. Cálculo de "K" según norma IRAM -11601/96
La norma IRAM 11601 "Acondicionamiento térmico de edificios; Métodos de
Cálculo, Propiedades térmicas de los componentes y elementos de construcción
en régimen estacionario", exige el siguiente método para determinar el "K".
Fórmula de cálculo contenida en la norma IRAM 11601
Componente de sección heterogénea: La resistencia térmica promedio de un
componente constructivo de sección heterogénea que integra los cerramientos de
locales de edificios (muros, techos, entrepisos, solados), compuesto por una serie
sucesiva de capas materiales homogéneos, pero presentando además secciones
diferentes heterogéneas en dirección transversal al flujo de calor, se calcula con
la siguiente fórmula:
Kadm (zona llla)=1.51 +1.16* M siendo M= masa del muro completo en t/m2
donde: Rm=resistencia del muro; R1= resistencia de la sección 1; R2=resistencia
de la sección 2; L1= largo de la sección 1; L2=largo de la sección 2; Rsi =
resistencia superficial interna; Rse=resistencia superficial externa
Resistencia térmica superficial (Rs): Las superficies térmicas superficiales interna
y externa de un elemento o componente constructivo de un cerramiento de
edificio, se establecen mediante los valores de la Tabla III de la norma IRAM
11601/96, en función de la posición de la superficie, la dirección del flujo de calor
y de la emitancia de la superficie, dada en la Tabla V: 0.12+0.043 =
0.163 m2 º C/W
Planilla de cálculo de la transmitancia Térmica [Norma IRAM 11601]
R1 = 0.164m2ºC/W => L1 = 0.075 m
R2 =1.058m2ºC/W => L2 = 0.315 m
Existen en este caso sólo dos secciones heterogéneas de componentes
homogéneos (SI y S2) las que presentan dos resistencias para cada una (R1 y
R2).
1. c. Resistencia térmica del muro
1. d. Transmitancía del muro "Km"
Conclusión
De acuerdo con las exigencias contenidas en las Resoluciones de la
Subsecretaría de Vivienda de la Nación, este paquete térmico constituido por
bloques de hormigón con sus cámaras de aire divididas en dos por un tabique
de poliestireno expandido, VERIFICA para ser utilizado en viviendas localizadas
en la zona Bioambiental IIIa, ya que la transmitancia del muro es menor que el
valor admisible de norma IRAM 11603/96 "Acondicionamiento Térmico de
Edificios; Clasificación bioambiental de la República Argentina".
Es importante destacar también que es posible llegar a valores similares de Km
con otras soluciones tales como: revestir interiormente con placas de yeso y
lana mineral; rellenar los huecos con material aislante suelto; utilizar bloques
especiales de agregados livianos, bloques multicelda, etc. Sin embargo esta
propuesta ha sido aprobada y utilizada por Direcciones de Vivienda
Provinciales, citándose expresamente a la Dirección de Vivienda de la Provincia
de Córdoba la que utiliza al bloque de hormigón en más del 90% de los casos.