termica modulo 3

Modulo 3
aislacion
termica
Toda la información
para aislar mejor
todo tipo de
construcciones.
Claves para el
ahorro de energía.
por ingeniero Alberto
englebert (AFlArA)
5
COmO PREvENIR
LA CONDENSACION
la humedad puede afectar a la envolvente de la
construcción por defectos o ausencia de aislación
térmica. Colocación de una barrera de vapor.
L
a humedad puede afectar a la envolvente de la
construcción, tanto en
la superficie de los elementos
de la misma como en el interior de ellos. La diferencia de
temperatura entre las partes
aisladas y las no aisladas hace
que se generen corrientes convectivas más intensas en las
superficies o puntos más fríos.
Aparecen en esos sitios huellas de polvo y manchas de
humedad.
La condensación superficial
constituye un problema frecuente. El aire dentro de un
ambiente está compuesto por
aire seco y vapor de agua,
cuanto más elevada es la temperatura del aire, mayor cantidad de vapor puede contener.
Para un determinado contenido de vapor de agua, cuando
la temperatura baja de un determinado valor, el vapor de
agua se condensa.
Un muro o un techo sin aislamiento están a una temperatura menor que la del ambiente y, por lo tanto, el vapor
de agua contenido en el aire
se condensará sobre su superficie, la condensación aparecerá primero en los elementos
más fríos.
La temperatura a la cual se
produce la condensación se
denomina punto de rocío, y
cada vez que la temperatura
superficial en un elemento es
menor que la de rocío del aire
del ambiente, habrá condensación sobre el mismo.
La condensación intersticial
es la que se puede producir en
el seno de algún elemento de
la envolvente cuando el mismo es permeable al vapor de
agua. La migración del vapor
sigue en lA pAg. 18
18
viene de la pag. 17
de agua a través de un elemento se debe a la diferencia de
presiones parciales de vapor
entre ambas superficies del
elemento y a las características
de resistencia a la transmisión
de vapor de agua de los materiales constitutivos del elemento. Ella es consecuencia
de diferencias de presión de
vapor y temperatura en un elemento constructivo.
Condensación superficial
Los fenómenos de condensación superficial pueden ser
fácilmente controlados. Las
causas más comunes son la
falla del aislamiento térmico
(punto frío en un muro o techo) o la ausencia de aislamiento térmico. El diagrama
de Mollier permite identificar
en función de la humedad relativa del aire interior y de la
temperatura del ambiente, la
temperatura superficial mínima de la pared a mantener
para no llegar al punto de rocío, es decir, al punto de saturación cuando el vapor de
agua se transforma en agua.
El vapor de agua se mueve
siempre en el sentido del gradiente de presión de vapor, en
general desde el calor al frío,
y siguiendo el trayecto más
corto y más rápido posible. Si
existe una degradación en una
pared, el vapor de agua pasa
por ese punto débil y su difusión dentro de la pared no resulta repartida. En esos casos,
aparece el fenómeno de fantasma o trazas negras. Por
ejemplo, el caso de una caja
eléctrica no hermética, la parte inferior de un zócalo o la
tapa del taparollo de una ventana. Cuanto más homogénea
y estanca al aire es una pared,
menos probabilidad habrá de
que aparezcan esas trazas.
Para un aire en un ambiente a 20°C y 70 % de humedad
relativa (HR):
- El punto de rocío en la superficie interior de la pared aparecerá si la temperatura es
menor o igual a 15°C. Si fuera
superior a 15°C, no habrá condensación.
- La presión parcial de vapor
de agua, 12,5 mm de mercurio
es la correspondiente a 20°C y
a 70 % de HR.
- Si la HR aumenta a 100%, se
alcanzará la presión de vapor
de saturación a 17, 5 mm de
mercurio y aparecerá el punto
de rocío sobre la superficie.
El diagrama de Mollier presenta en un ábaco las variables
de temperatura y HR que permiten evaluar rápidamente las
condiciones de aparición de la
condensación superficial. El
aislamiento térmico permite
reducir los puentes térmicos,
aumentar la temperatura superficial y, por lo tanto, evitar
la condensación superficial. Y
es la mejor forma de evitar
efectos de condensación nefastos para una construcción.
Por ejemplo, se considera
un muro de hormigón de 14
cm para el que se calculará la
resistencia térmica total y, a
partir de ella, el perfil de temperaturas en el muro. Ver gráfico Evitar la condensación...)
Se supone una temperatura
interior de 20°C y una HR de
70 % con temperaturas exteriores de -10 °C en un caso y
de — 20°C en otro. Cuando la
temperatura exterior es -10°C
la temperatura superficial interior es de 4,5°C y cuando es
de -20°C resulta de 0,6°C, verificando en el diagrama de
Mollier resulta que hay condensación en los dos casos ya
que las temperaturas superficiales resultan menores al
punto de rocío (15°C).
Perfil de temperatura y punto de rocío. El perfil de temperaturas permite definir las
temperaturas superficiales
interiores para los dos casos,
0,6 °C y 4,5°C. La temperatura
interior de 20°C y la HR de
70% definen de acuerdo al
diagrama de Mollier un punto
de rocío de 15 °C, por lo tanto
toda temperatura superficial
inferior, incluyendo las de los
ejemplos (0,6 °C y 4,5 °C) generarán condensación superficial sobre el muro.
Irremediablemente, aunque
el ambiente esté calefaccionado a 20°C, si la temperatura
exterior es -10°C, la temperatura superficial interior será
4,5°C, inferior a 15°C y, por lo
tanto, se producirá condensación superficial. La solución
es colocar aislamiento térmico
para que aumente la temperatura superficial interior por
sobre el punto de rocío, 15°C.
El aislamiento va aumentar
la resistencia térmica de la pared y elevar la temperatura
superficial interior de la pared.
Tanto con temperatura exterior de -10°C como de -20°C,
la temperatura superficial interior resulta de 19°C. El nuevo perfil de temperatura del
muro aislado muestra que la
temperatura superficial interior (19 °C) es superior al pun-
to de rocío de 15 °C y no se
produce condensación.
Condensación intersticial
Un muro separa zonas que
pueden tener diferentes temperaturas y humedades relativas, en esas circunstancias se
va a producir una migración
del vapor desde la zona con
mayor presión parcial de vapor a la de menor presión parcial. Dentro de un muro las
presiones parciales se reparten en función de los materiales constitutivos del mismo y
a sus respectivas resistencias
a la difusión del vapor. La caída de presión mayor corresponderá al material que presente la mayor resistencia (de
la misma manera que las caídas de temperatura en un muro son función de las resistencias térmicas respectivas).
Migración del vapor de agua.
Entre un ambiente interior y
otro exterior siempre existe:
- Un flujo de calor desde el
ambiente más caliente al más
frío.
- Una migración de vapor, que
depende de la presión en los
límites del elemento (muro,
techo), en el sentido de la mayor presión hacia la más débil.
Estas dependen de la temperatura y de la humedad relativa en cada ambiente.
Entre un ambiente interior
y otro exterior no existe:
- Un flujo de calor cuando ambos ambientes están a igual
temperatura.
- Una migración de vapor si
ambos ambientes están a la
misma temperatura y tienen
igual humedad relativa.
Permeabilidad al vapor de
agua. El conocimiento de los
flujos de vapor de agua entre
dos ambientes requiere, para
poder controlar sus efectos,
saber cómo se comportan los
materiales constructivos y aislantes con respecto a ellos.
La permeabilidad al vapor
de agua representa la cantidad
de humedad que atraviesa un
espesor de un metro de ese
material por hora cuando existe una diferencia de presión
parcial de 1 mm de Hg entre
sus caras. Por lo tanto, se mide en g/m.h.mm Hg.
Permeancia
La permeancia de un material
es la cantidad de vapor de agua
19
que pasa por unidad de tiempo a través de la unidad de
superficie de un material o
elemento constructivo de cierto espesor, cuando la diferencia de presión de vapor de
agua entre sus caras es la unidad. Cuando el material o elemento constructivo es homogéneo en todo su espesor (e)
se cumple que la permeancia
es la permeabilidad del mismo
dividido por su espesor.
Resistencia a la difusión del
vapor de agua. La inversa de la
permeancia es la capacidad
que tiene un material de resistirse a la difusión del vapor de
agua. (Ver Permeancia).
Proceso de migración del
vapor de agua en un elemento.
Las cantidades de vapor de
agua en una construcción son
muy diferentes según cuál sea
su origen (ver gráfico Proceso
de migración...)
Difusión a través de un elemento por diferencia de presión entre el interior y el exterior: En este caso la cantidad
de vapor de agua transportada
es moderada pero no es despreciable y puede contribuir a
saturar de humedad al elemento y al aislamiento.
Difusión a través de un elemento por sobrepresión del
interior respecto al exterior: La
difusión de vapor puede aparecer en todos los materiales
porosos y es función de la diferencia de presión entre la
cara inferior y superior del
mismo. En este caso la cantidad de vapor de agua transportada es moderada pero no es
despreciable y puede saturar
de humedad al elemento.
Circulación por convección.
El vapor de agua puede circular por convección (movimiento de aire húmedo). En este
caso, las masas de vapor de
agua transportadas son muy
importantes, frecuentemente
este vapor de agua pasa a través de las fisuras y pasajes no
estancos que pueden encontrarse en cualquier parte de la
construcción.
El aire caliente interior se
pone en movimiento por la
diferencia de temperatura y de
presión de agua entre el interior y el exterior y alcanza una
zona fría (por ejemplo, la protección hidráulica del techo).
El aire caliente enfriado de esa
manera no puede conservar
en forma gaseosa la totalidad
del vapor de agua, la humedad
relativa de ese aire va sobrepasar el 100% y, por lo tanto, el
vapor sobrante se transforma
en agua líquida y surge la condensación.
Nota: la permeancia de una
lana de vidrio de espesor =100
mm sin revestimiento, es de
0,5 a 0,7 g/m2.h.mmHg y la
de una lana de vidrio de espesor = 100 mm revestida con
una barrera de vapor es de
0,03 a 0,17 g/m2.h.mm Hg.
Es muy importante suprimir los efectos de convección
producidos por defectos en la
construcción ya que un flujo
de aire frío o una falta de es-
coautora
Silvina lopez plante:
arq. especialista en el tema y
jefa de asistencia técnica de
isover argentina.
Lo que viene
ultima entrega: Protección del medioambiente.
Soluciones constructivas.
tanqueidad producen un consumo excesivo de energía para
calefacción, y zonas frías y húmedas que favorecen la aparición de hongos.
La barrera de vapor
Entre dos ambientes de temperaturas y de humedades
relativas sensiblemente diferentes es muy probable que se
genere el fenómeno de la condensación en el elemento
constructivo que los separa.
La solución consiste en oponer a la presión de vapor de
agua materiales que ofrezcan
una buena resistencia a la difusión del vapor, es decir una
barrera de vapor. De acuerdo
al diagrama de Mollier, la presión de vapor de agua interior
Pvi es 10,5 mm Hg y la exterior de 1,36 mm Hg.
El perfil de temperaturas
permite determinar los niveles
de presión de vapor de saturación. La presión de vapor de
saturación (100%) depende de
los distintos puntos considerados en la pared. Los diferentes niveles de presión de vapor
de agua de saturación sobre
cada estrato componente de la
pared permiten al compararlos con las presiones parciales
de cada componente de la pared determinar porque y donde se produce condensación
en la pared.
Ahora se analizará el mismo
muro aislado del ejemplo anterior incluyendo una barrera
de vapor para eliminar la condensación.
El cálculo de la resistencia
total de la pared a la difusión
de vapor de agua se realiza
sumando las resistencias de
cada componente homogéneo
de la misma. Se observa el resultado de la colocación de la
barrera de vapor para frenar la
difusión del vapor de agua, en
este caso las curvas de presión
de vapor no se cortan por lo
tanto no hay zonas con riesgo
de condensación.
Las barreras de vapor se caracterizan por la mayor o menor resistencia que oponen a
la difusión del vapor. Dentro
de este rango se diferencian
las barreras de vapor de los
frenos de vapor.
- Barrera de vapor: Capa de
material, generalmente de espesor pequeño, que ofrece una
alta resistencia al pasaje de
Sigue en la pag. 20
20
viene de la pag. 19
vapor. Para que un material se
considere barrera de vapor, su
permeancia debe ser inferior
a 0,75 g/m2.h.kPa (IRAM
11625)
- Freno de vapor: Capa cuya
permeancia es superior a 0,75
g/m2.h.kPa y que tiene por
función reducir el pasaje de
vapor de agua a un valor compatible con la verificación del
riesgo de condensación intersticial.
Para evitar la condensación:
- Asegurarse que la temperatura superficial interior sea
superior a la temperatura de
rocío, generalmente es necesario aislar térmicamente el
elemento para lograrlo.
- Es conveniente utilizar materiales aislantes que incluyen
una barrera de vapor.
- La resistencia a la difusión
del vapor debe ir reduciéndose
en cada capa en el sentido de
la cara caliente hacia la cara
fría; la barrera de vapor debe
ir siempre colocada del lado
caliente del muro.
- La barrera de vapor debe
ser continua.
«
aislacion
termica
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todo tipo de
construcciones.
Claves para el
ahorro de energía.
por ingeniero alberto
englebert (aflara)
L
a mayor parte de la energía que se utiliza en los
procesos térmicos procede de la reacción exotérmica
de un combustible con el oxígeno del aire.
En estas reacciones de combustión de los combustibles
orgánicos se generan principalmente CO2 y SO2 que son
los causantes de los efectos
“invernadero” y de “lluvia ácida” respectivamente.
Los combustibles orgánicos
están compuestos químicamente principalmente por
carbono (C) y contienen además porcentajes variables de
oxígeno, hidrógeno, azufre y
nitrógeno entre otros. Por ello
el contaminante más abundante que se produce es el
dióxido de carbono (CO2), y
en menores proporciones
dióxido de azufre (SO2), óxido
de nitrógeno (NO2) y monóxido de carbono (CO).
PROTECCION DEL
mEDIOAmbIENTE
aislar térmicamente para disminuir la contaminación
ambiental que produce la utilización de
combustibles orgánicos para acondicionar edificios.
Efecto invernadero
El dióxido de carbono es un
gas incoloro e incombustible
y es el contaminante atmosférico que se genera en mayor
cantidad en los procesos de
combustión.
El volumen estimado de
CO2 que se arroja a la atmósfera en todo el planeta es de
20.000 millones de toneladas
anuales.
Este gas tiene la siguiente
característica: deja pasar a través de él las radiaciones solares de baja longitud de onda,
pero absorbe una parte importante de la energía calorífica
que irradia la Tierra, cuyas
longitudes de onda son más
largas.
De este modo, forma una
capa casi impermeable a la
6
evacuación de calor de la Tierra provocando un aumento
generalizado de la temperatura. Esto constituye el llamado
“efecto invernadero”.
Desde el comienzo de la era
industrial el nivel de las emisiones de CO2 se ha ido incrementando en forma continua,
esto ha traído como consecuencia que desde 1900 hasta
1985, la proporción de CO2 en
la atmósfera ha pasado de 290
a 348 ppm (partes por millón)
y se espera que antes de 2030
este valor sea el doble del correspondiente a principios de
siglo, o sea 580 ppm.
De cumplirse ésto, se espera
un aumento de la temperatura
media global del planeta de
entre 1,5 y 4,5 °C.
Este aumento de la temperatura del planeta tendrá importantes consecuencias:
w Se producirán derretimientos de importantes masas de
hielos polares.
w Aumentará el nivel del mar,
se estima un metro en el
transcurso de un siglo, lo que
provocará inundaciones en las
zonas más bajas de los continentes.
w Desaparecerán varias especies animales de las zonas
frías.
w Se extenderán algunas enfermedades típicas de zonas
calurosas.
w Se reducirá la disponibilidad de agua y aumentarán los
conflictos por su posesión.
Todos estos procesos tendrán mayor relevancia en las
latitudes norte y sur que en los
sectores centrales.
Los efectos mencionados
tendrán una fuerte incidencia
en nuestro país, concretamensigue en pag. 22
22
cubierta de tejas:
Aislación lana de vidrio bajo
tejas hidrorreplente entre las
tejas y el machimbre.
cubierta de tejas:
Aislación lana de vidrio bajo
tejas HR + fieltro liviano HR,
dos capas cruzadas entre las
tejas y el machimbre.
cubierta de tejas:
Aislación lana de vidrio Rolac
Plata Cubierta HR por debajo
del machimbre. Solución
ideal para reformas y uso de
mayor espesor del aislante.
cubierta de chapa:
Aislación lana de vidrio Rolac
Plata Cubierta HR entre la
chapa y el machimbre, la
barrera de vapor hacia abajo.
rt aislante (50mm) = 1,2
m2 k/W
rt aislantes (50mm + 50
mm)= 2,4 m2 k/W
rt aislante (75mm)= 1,8 m2
k/W; (100mm)= 2,4 m2k/W
rt aislante (100mm)= 2,4
m2 k/W
cubierta de chapa:
Aislación lana de vidrio fieltro
tensado HR entre la chapa y la
estructura, la barrera de vapor
hacia abajo.
sobre cielorraso con
atico ventilado: Aislación
lana de vidrio Rolac Plata
Cubierta HR. La barrera de
vapor hacia abajo.
sobre cielorraso con
atico ventilado: Aislación
lana de vidrio fieltro liviano
HR + barrera de vapor (hacia
abajo).
RT aislante (100mm)= 2,5 m2
k/W; (150mm)= 3,8 m2 k/W;
(200mm)= 5,0 m2 k; (100mm +
50mm) = 3,7 m2 k /W
cubierta de chapa:
Aislación lana de vidrio
fieltro tensado HR + Acustiver R - entre la chapa y la
estructura más sobre el
cielorraso. La barrera de
vapor va hacia abajo.
rt aislantes (100mm +
50mm) = 3,7 m2 k/W
rt aislante (75mm)= 1,8
m2 k/W
rt aislante (100mm)= 2,4
m2 k/W
cubierta de losa:
Aislación lana de vidrio panel
Roofing entre el piso
terminación y la losa.
cubierta de losa:
Aislación lana de vidrio Rolac
Plata cubierta HR entre la
losa y el cielorraso.
mamposteria doble:
Aislación lana de vidrio panel
Acustiver P + barrera de
vapor (hacía el interior).
muro hormigon: más
revestimiento liviano
estructura metálica. Aislación
lana de vidrio Rolac Plata
Muro HR. La barrera de vapor
hacía el interior.
rt aislante (50mm)= 1,6
m2 k/W
rt aislante (150mm)= 3,6 m2
k/W; (100mm)= 2,4 m2 k /W
rt aislante (50mm)= 1,6
m2 k/W
rt aislante (50mm)= 1,2 m2
k/W; (70mm)= 1,8 m2 k/W
viene de pag. 21
te se estima que se inundará
una franja costera en la Patagonia, desde Carmen de Patagones hasta el Golfo de San
Jorge. Habrá también una
reducción de hielos y nieves y
la desaparición de algunas especies de nuestra fauna.
Debemos agregar que además de la generación de CO2
la situación se ve agravada por
la disminución de las masas
forestales que serían capaces
de mitigar el problema transformando el CO2 en O2 a través de la función clorofílica.
La lluvia ácida
El dióxido de azufre (SO2)
emitido a la atmósfera por las
combustiones de algunas
fuentes primarias (carbón y
petróleo) es mucho menor en
cantidad que el CO2, pero sus
valores anuales globales son
importantes y sus consecuencias, también muy graves.
El SO2 producido se difunde a la atmósfera y es arrastrado por los vientos, mediante
la humedad y la lluvia se transforma sucesivamente en
SO3H2 (ácido sulfuroso) y
SO4H2 (ácido sulfúrico) diluidos, capaces de atacar los ele-
mentos con los que entran en
contacto.
Las consecuencias de la lluvia ácida son una acción directa sobre las masas forestales y
los cultivos por un lado, y por
otro, un ataque a las composiciones alcalinas de los terrenos con lo cual la vegetación,
incluyendo los árboles, enferman y mueren. Muchos bosques de Europa Central y del
Norte así como de EEUU están en recesión por este motivo. Está disminución de las
masas forestales, a su vez, reduce la “capacidad pulmonar
del planeta”, es decir, su capacidad de transformar el CO2
en O2.
El protocolo de Kyoto
A lo largo de los años, y a medida que se disponía de mayor
23
muro mampoStería: más
revestimiento liviano
estructura liviana. aislación
lana de vidrio rolac Plata
Muro Hr. la barrera de vapor
hacía el interior.
muro liviano con
eStructura metálica:
aislación lana de vidrio rolac
Plata Muro Hr. la barrera de
vapor hacía el interior.
muro liviano con
eStructura madera: más
revestimiento tipo siding.
aislación lana de vidrio rolac
Plata Muro Hr + panel
fachada. la barrera de vapor
hacía el interior.
muro peSado: más
aislación por el exterior con
estructura liviana de madera
y revestimiento exterior de
madera. aislación lana de
vidrio en 2 capas panel
fachada Hr.
rt aiSlante (50mm)= 1,2 m2
k/W; (70mm)= 1,8 m2 k/W
rt aiSlante (100mm)= 2,4
m2 k/W
rt aiSlanteS (100mm +
50mm)= 4,0 m2 k/W
rt aiSlanteS (50mm +
50mm)= 3,2 m2 k/W
muro peSado: más
aislación por el exterior con
estructura liviana metálica y
revestimiento exterior tipo
siding. aislación lana de
vidrio panel fachada velo
negro Hr.
muro peSado: más
aislación por el exterior con
estructura liviana de madera
y revestimiento exterior de
madera. aislación lana de
vidrio en 2 capas fieltro
fachada velo negro Hr.
muro peSado: más
aislación por el exterior y
acabado. aislación lana de
vidrio panel fachada Hr.
muro liviano eStructura de madera: más
aislación por el exterior y
acabado. aislación lana de
vidrio 2 capas panel fachada
Hr.
rt aiSlante (100mm)= 3,2
m2 k/W
rt aiSlanteS (75mm +
50mm)= 3,0 m2 k/W
rt aiSlante (100mm)= 3,2
m2 k/W
rt aiSlanteS
(70mm+50mm) = 3,9 m2 k/W
coautora
Silvina lopez plante:
arquitecta especialista en el
tema y jefa de asistencia técnica
de Isover argentina.
aclaracIon
muro peSado: más
aislación por el exterior con
fachada ventilada. aislación
lana de vidrio fieltro fachada
Hr.
muro peSado: más
aislación por el exterior con
fachada ventilada. aislación
lana de vidrio panel fachada
Hr.
piSo: aislación lana de vidrio
panel roofing entre el piso
terminación y la losa.
rt aiSlante (100mm)= 2,4 m2
k/W; (70mm)= 2,3 m2 k/W
rt aiSlante (50mm)= 1,6 m2
k/W; (70mm)= 2,3 m2 k/W
rt aiSlante (50mm)= 1,6
m2 k/W
información sobre el tema, ha
crecido la preocupación internacional sobre las consecuencias que puede tener el calentamiento global producido por
el efecto invernadero sobre
nuestro planeta.
Consecuentemente se ha
tratado en los principales foros internacionales y es así
como en 1992 se crea la Convención Marco de las Nacio-
nes Unidas sobre el Cambio
Climático (CMNUCC) durante la llamada Cumbre de la
Tierra de Río de Janeiro.
El protocolo de Kyoto se firma en 1997 y vino a dar fuerza
vinculante a lo debatido en la
CMNUCC. Este protocolo sobre el cambio climático es un
acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las
emisiones de los gases que
causan el calentamiento global
en un porcentaje aproximado
de al menos un 5%, dentro del
período que va desde el año
2008 al 2012, en comparación
a las emisiones al año 1990.
Es decir, si la contaminación
de estos gases en el año 1990
alcanzaba el 100%, al término
del año 2012 deberá ser como
máximo del 95%.
Es preciso señalar que esto
entrega 2: en la pág. 8, debió decir
“total de gas natural entregado para
uso residencial para cada provincia
en miles de m3 de 9.300kcal”.
no significa que cada país deba reducir sus emisiones de
gases regulados en un 5% como mínimo, sino que este es
un porcentaje a nivel global y,
por el contrario, cada país obligado por Kyoto tiene sus propios porcentajes de emisión
que debe disminuir.
El acuerdo entró en vigor
recién el 16 de febrero de 2005
después de la ratificación por
parte de Rusia el 18 de noviembre de 2004 ya que se
había establecido que el compromiso sería de obligatorio
cumplimiento cuando lo ratificasen los países industrializados responsables de, al menos, un 55% de las emisiones
de CO2.
Cabe destacar que la Unión
Europea se comprometió a
Sigue en pag.24