comportamiento de materiales de construcción en muros de

COMPORTAMIENTO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN MUROS DE CERRAMIENTO.
CONDICIONES AMBIENTALES Y SU ADECUACIÓN AL NEA
Arq. ALÍAS, Herminia María - Arq. JACOBO, Guillermo José (Ms)
Instituto de Investigaciones Tecnológicas para el Diseño Ambiental del Hábitat Humano - (ITDAHu-FAU-UNNE)
Avenida Las Heras Nº 727 - (3500) Resistencia – Provincia del Chaco – República Argentina
E-Mail: [email protected] - TE/FAX: +54 (03722) 420088.-
ANTECEDENTES:
Como origen y fundamento del trabajo de investigación encarado, se destaca el hecho de que uno de los problemas más
preocupantes en las construcciones de la región está representado por su falta de adaptación al clima imperante y la
indefensión habida, frente a sus efectos adversos, en las condiciones ambientales interiores. El desconocimiento de los
comportamientos reales de los materiales frente a la acción del clima, la combinación inadecuada de los mismos, o el uso de
tecnologías no acordes con los materiales u obsoletas, son otros factores que determinan situaciones críticas en las
condiciones ambientales interiores. El objetivo que se planteó al encarar el presente trabajo fue proponer algunas tipologías
de cerramiento y el uso de ciertos materiales más apropiados por su adecuación a la necesidad de protección climática y de
control ambiental interior de acuerdo a los rangos de confort establecidos, para ser aplicados en la Región NEA.
MATERIALES Y MÉTODOS:
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El método empleado para la ejecución las tareas es el método analítico deductivo, con aplicación de las normas de
habitabilidad vigentes y según los mecanismos de control ambiental, cálculo de la transmitancia térmica, factor “K”, etc.
El universo de estudio es el parque de viviendas típico de la región NEA, a partir del análisis tipológico de los muros de
cerramiento. Para que la representatividad de todo el universo (región NEA) sea lo más fiel a la realidad existente se
seleccionaron, como unidades de análisis, las siguientes tipologías:
1. Muros de material cerámico (combinaciones de ladrillos macizos comunes y de ladrillos cerámicos huecos):
1.1. Muro de ladrillo visto de una hoja.
1.2. Muro revocado.
1.3. Muro de revestimiento de dos hojas:
1.3.1.(a modo nominativo) con cámara de aire: cámara de aire estanca rellena c/poliestireno expandido.
1.3.2. sin cámara de aire: hojas unidas por junta de mortero.
2. Muro de bloques de hormigón de cemento portland.
3. Panel de madera: Sistema constructivo regional.
Se agregaron variantes factibles de ejecutar tecnológicamente en la Región NEA (se considero la factibilidad económica)
de cada una de las unidades de análisis, a los efectos de una profundización del análisis y para asegurar mayor
confiabilidad en la generalización de los resultados.
Se conceptualizó el espectro de posibilidades que brindan los materiales de construcción en la Región NEA: Cerámicos Hormigón - Morteros de asiento - Maderas - Metales - Plásticos - Aislantes Térmicos - Aislantes Hidráulicos), empleados
en la ejecución de muros de cerramiento. De cada material se estudiaron:
❏ Características del producto. Definición del producto y de los materiales auxiliares necesarios para su puesta en obra.
❏ Composición. Medidas. Características y propiedades de los mismos y de sus materiales auxiliares.
❏ Relaciones con los productos o estructuras conexas. Influencias externas que pudiera sufrir.
❏ Clasificación de los productos por su uso, puesta en obra y composición.
❏ Especificación de requerimientos a satisfacer para un uso normal.
❏ Ensayos para el control de calidad del producto terminado y del proceso de fabricación.
❏ Características y comportamiento térmico e hidráulico.
De cada tipología de muro se estudiaron:
❏ Reglas o métodos para la colocación de los materiales, ámbito de utilización, control de calidad y mantenimiento.
Ensayos para determinar el control de calidad en obra.
❏ Puesta en obra y propuesta de soluciones para lograr la compatibilidad con otras partes del edificio.
❏ Condiciones que deben cumplirse para obtener un determinado desempeño en servicio.
❏ Recomendaciones para el mantenimiento.
❏ Normativa IRAM vigente.
❏ Normativa emergente de los Códigos de Edificación y Reglamento General de Construcciones.
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Para cada unidad de análisis se determinó el “K” de diseño (IRAM 11601 y 11605) y luego el “K” máximo para la zona
Bioclimática (Ib) correspondiente a un sector de la región NEA, obteniéndose los resultados que se exponen en siguiente
tabla. Luego se verificó el riesgo de condensación superficial e intersticial según la Norma IRAM 11625.
Para verificar el comportamiento real en condiciones de uso de las unidades de análisis, estaba previsto determinar el “K”
real de cada una, mediante el dispositivo de caja caliente (Facultad de Ingeniería de la UNNE), etapa que no fue
concretada debido a no encontrarse aún el mencionado dispositivo en funcionamiento operativo. Con la experimentación
se hubieran podido contrastar los valores de “K” según el cálculo teórico. Con esto se obtendrían valores de “λ“ (que se
utilizan en dicho cálculo teórico) válidos para la calidad y composición de los materiales de la zona que conforman los
muros de cerramiento.
En base a los resultados obtenidos luego del estudio teórico, se presentaron las tipologías que demostraron adecuarse a
las normas mínimas de habitabilidad: “K de diseño” menor al “K - máximo” y verificación de la no existencia de riesgo
de condensación. Estas tipologías, por sí mismas o introduciéndoles algunas mejoras en lo referente a los aspectos
técnico-constructivos, constituyen cerramientos adecuados para el NEA.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS:
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Los muros simples de ladrillos comunes vistos son aptos para nuestra zona bioclimática solamente en espesores de,
como mínimo, 0,30m.
Los muros simples de ladrillos comunes, al estar revocados en ambas caras, suprimen la mayor absorción de calor por
color exterior oscuro. No obstante, siguen siendo aptos sólo a partir de 0,30m. de espesor. A la luz del análisis del riesgo
de condensación superficial e intersticial en invierno (por migración del vapor de agua del aire producido en el interior
hacia el exterior), tanto los muros simples de ladrillo común visto como los muros simples de ladrillo común revocado,
presentan un muy buen comportamiento.
En el caso de muros simples de ladrillos cerámicos huecos revocados, los valores de “K” son menores a los máximos
permitidos, tanto para espesores de muros de 0,15m. (12 x 18 x 25 cm) como de 0,20 m. (18 x 18 x 25 cm). A igualdad
de espesor, presenta valores más bajos de “K” que el muro de ladrillos macizos comunes. Pero el inconveniente radica en
el hecho de que invariablemente se producen condensaciones.
Para el muro de revestimiento de dos hojas separadas por cámara de aire estanca presenta valores bajos de “K”,
menores a los de muros simples de ladrillos comunes, a los de ladrillos cerámicos huecos y a los muros de dos hojas sin
cámara de aire (como el estudiado) con hojas unidas por junta de mortero; pero acarrea dificultades constructivas y
precauciones extra durante su ejecución y presenta el problema, en algunas de las variantes analizadas, de las
condensaciones intersticiales.
Si se rellena la cámara con poliestireno expandido mejora el rendimiento térmico del muro (el valor de “K” disminuye a igualdad de espesor- a menos de la mitad del valor de “K” del mismo muro sin el relleno) debido a que se suprime la
transmisión de calor por radiación de una hoja a la otra y el transporte de calor por convección del aire dentro de la
cámara.
El valor de “K” de un muro de dos hojas sin cámara de aire (hojas unidas por junta de mortero), de 0,23 m. de espesor,
es casi igual al de un muro de ladrillos cerámicos huecos de 0,15 m de espesor, por lo que se evidencia que resulta menos
resistente al paso del calor. Además, presenta condensaciones en invierno entre el ladrillo cerámico hueco y el azotado
hidrófugo de la junta de mortero (en el caso en que la hoja de ladrillo común constituye el paramento externo del muro
doble), además con el peligro de presentación de manchas de humedad en el interior.
Los muros de bloques de hormigón de cemento no son aptos y sólo cumplen las exigencias de IRAM 11605/80, cuando
sus huecos se rellenan con material aislante. Existen casos aislados de utilización de los bloques de Hº de cemento en la
edificación. No obstante, algunos puntos de su ejecución se resuelven a menudo con técnicas correspondientes a la
mampostería de ladrillos.
En la región NEA, los materiales metal y plástico, utilizados como materiales de cerramientos verticales perimetrales,
son prácticamente nulos.
La siguiente tarea a realizar es un “análisis de ganancias solares”, puesto que el “análisis de transmitancia térmica” no
corresponde a elementos expuestos a la radiación solar que calienta la superficie del elemento, sino que corresponde a
temperaturas promedios interiores y exteriores estables en el tiempo y para el cálculo del flujo de calor a través de una
pared expuesta al sol no se puede utilizar el método del coeficiente “K”.
RESUMEN:
Se distinguen dos campos de trabajo bien diferenciados en cuanto a ejecución y tecnología:
A. El supervisado por organismos oficiales (operatorias oficiales de viviendas, por ejemplo), en el que, con pliegos de
especificaciones más o menos rigurosos, “deberían” conseguirse ciertas calidades de edificación en lo referente al
control de ejecución en obra, independientemente de que las tecnologías empleadas sean o no adecuadas u obsoletas.
Además, no se exige a nivel oficial el cálculo de la Transmitancia Térmica (Factor “K”) como elemento de asegurar una
calidad mínima constructiva según la óptica bioclimático;
B. El correspondiente al ámbito de la obra privada, en el que se dan dos situaciones extremas: o que el control de calidad
se haga más difícil y resulten soluciones de mínima calidad (debe recordarse que la normativa IRAM no es de
cumplimiento obligatorio para el sector privado), o bien que, por la mayor disponibilidad de recursos financieros, se
logren soluciones de excelente calidad y conveniente concepción.
* Se verifica una muy escasa utilización de técnicas constructivas no tradicionales y una escasa o nula posibilidad de
optar por soluciones industrializadas en el mercado zonal.
* Se constata una baja calidad del espacio construido debido al uso de tecnologías inapropiadas, a defectos de control,
ejecución y calidad de las obras, a inadecuación de las normativas.
* Baja penetración de las Aislaciones en la construcción, hecho atribuible a deficiencias de formación y de práctica
profesional, pero también a las políticas de producción basadas en la compactación de los precios iniciales.
* De las seis (6) unidades de análisis propiamente dichas, el 67% - cuatro (4) - tienen un “K de diseño” muy superior al
máximo permitido por norma, o bien, cuando el “K admisible” se verifica, presentan posteriormente fenómenos de
condensación intersticial en invierno.
* Se evidencia que, a igualdad de composición de la sección del muro, pero con diferente ubicación de los materiales
del interior al exterior, se presentan variaciones en cuanto al riesgo de condensación intersticial, de lo que se deduce
la importancia de estudiar cuidadosamente la disposición de dichos materiales antes de tomar decisiones de proyecto.
* Se constata que sólo los muros dobles (con cámara de aire estanca o con relleno de material aislante entre ambas hojas)
se manifiestan aptos en su comportamiento frente a la transmisión de calor.
* Se infiere la fuerte conveniencia de mejorar la calidad higrotérmica de la envolvente edilicia, que implicaría mejoras
del nivel térmico interior y en algunos casos, potencial ahorro de energía.
* Se constata que, en ciertas ocasiones, se alteran en obra las especificaciones y detalles de proyecto y aparecen
soluciones técnicas divergentes, cuyos rendimientos durante su vida útil serán, naturalmente, distintos de los tenidos en
cuenta en todos los cálculos y estimaciones previas (teóricas y de diseño), causando, tanto deterioros en el muro de
envolventes perimetrales, como así también en muchos casos disconfort térmico en los espacios interiores.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:
• Bittner, U., “Aislación térmica e paredes ¿Cámara de aire o poliestireno expandido?”. Casa Nueva. Revista Mensual de
Proyecto, Diseño y Construcción. Edición Nº 19 (noviembre 1.989).
• Caprini Alvarez, Eduardo y Luis M. Bouteiller, “El ladrillo a la vista. Aspectos tecnológicos”. Casa Nueva, Revista
Mensual de Proyecto, Diseño y Construcción. Edición Nº 15 ( julio 1.989).
• Dolmann, Inés y Alejandra Oroz, “Aptitud de los materiales en la construcción”. Casa Nueva. Revista Mensual de
Proyecto, Diseño y Construcción. Edición 80 (Diciembre 1.994).
• Duforestel, Thierry, “Des outils pour apprécier les transferts d’humidité dans les parois”. CSTB Magazine. Nº63. (Avril
1.993).
• Evans, Martin y Silvia De Schiller, Diseño Bioambiental y Arquitectura Solar. Centro de Investigación Hábitat y Energía.
Serie Ediciones Previas. Secretaría de Extensión Universitaria. FADU-UBA. 1990.
• Pisera, Diego, “Patología de la Construcción. Penetración o Condensación”. Casa Nueva. Revista Mensual de Proyecto,
Diseño y Construcción. Edición 86. (Septiembre 1.995).
• Pizzi, Celso O, Mantenimiento de los Edificios de Vivienda Individual y Colectiva. Cepco Ediciones. 1.986.
• Schild, Erich y otros, Estanquidad e Impermeabilización en la Edificación: Prevención de Defectos en Muros Exteriores y
Cerramientos.(Tomo 2). Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona. 1978.
• Suárez, Enrique L., Entrevista personal con el ingeniero Suárez, al frente del área de Infraestructura de IN.VI.CO. Inspección de Obras, sobre el estado actual de la construcción de viviendas por operatorias oficiales y los puntos críticos de
algunas de las tipologías de muros masivamente empleadas, encuentros, resoluciones constructivas.
• S.V.O.A. (Secretaría de Vivienda y Ordenamiento Ambiental), Resolución reglamentaria del FO.NA.VI. Nº 99, referida a
transmitancia térmica y condensación superficial e intersticial. Ministerio de Salud y Acción Social .1987.