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Los materiales con los que se construye una vivienda no son neutros: su espesor, conductividad térmica y capacidad aislante determinan cómo se transfiere el calor por conducción, radiación o convección. Una pared mal aislada, un techo sin protección o un vidrio inadecuado convierten a la vivienda en un espacio difícil de habitar, obligando a las familias a compensar con calefacción o refrigeración artificial.
En términos sociales, esto se traduce en desigualdad: mientras algunos hogares pueden invertir en equipos y gastos energéticos, otros se ven forzados a convivir con frío extremo en invierno o calor sofocante en verano. Una buena aislación, en cambio, significa hogares más frescos en verano y más cálidos en invierno sin necesidad de un gasto excesivo de energía, lo que mejora el confort, disminuye el riesgo de enfermedades respiratorias y reduce el estrés térmico.
Para los sectores más vulnerables, representa además un alivio económico: menos dinero en energía libera recursos para alimentación, salud o educación. Así, la elección de materiales es también una decisión de justicia social, que impacta en la calidad de vida presente y en la sostenibilidad futura.
Transferencia de calor en la vivienda
Tal como se explicó en el capítulo anterior, entre un cuerpo y el medio hay intercambio constante de calor, desde el de mayor temperatura al de menor temperatura. Por lo tanto, una vivienda tiene ganancias y pérdidas de calor.
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Ganancias Internas: Sistemas de calefacción, iluminación, electrodomésticos, personas y mascotas
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Ganancias Externas: Por radiación solar, por conducción de la envolvente y convección
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Pérdidas: Por conducción de la envolvente y convección
A. RADIACIÓN
En verano, debemos evitar la incidencia de los rayos solares sobre nuestras casas y en invierno aprovecharla, favoreciendo la calefacción natural.
El uso de colores oscuros favorece la absorción de energía de la luz, la cual se transforma en calor, mientras que el uso de colores claros refleja la mayor parte de la energía.
Los materiales traslúcidos permiten ingresar gran parte de la radiación. El vidrio común de 3mm permite ingresar el 85% de la radiación, y es por esto que si no son deseables las ganancias por radiación es recomendable utilizar protecciones o vidrios reflectivos. Es importante tener en cuenta que las ganancias de calor por radiación prácticamente no se reducen por la utilización de DVH, pero si lo hacen de manera significativa las ganancias y pérdidas por conducción.
B. CONVECCIÓN
Para que el movimiento de aire por convección dentro de la vivienda no altere la temperatura interior, debemos garantizar:
| Que las ventilaciones sean de manera controlada, evitando el ingreso de aire frío o caliente desde el exterior. |
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| Una buena aislación térmica en el cielorraso, para evitar la pérdida de calor ya que el mismo se eleva y se acumula en la parte superior de la vivienda. |
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C. CONDUCCIÓN
Hay dos factores que intervienen en la conducción de los materiales, la conductividad térmica y el espesor de los mismos.
La conductividad térmica de un material es la capacidad que tiene ese material para conducir calor a través de sí mismo.
Así, mientras la conductividad se representa con el signo λ, la resistencia térmica “R” del material será el espesor del material dividido la conductividad térmica del mismo (R= e/λ).
Estos datos nos permitirán conocer el k, o índice de transmitancia térmica del material (k=1/R), que se define como la cantidad de energía por unidad de tiempo y superficie, que logra atravesar un sistema constructivo, formado por una o más capas de material. La unidad que utilizaremos para K es W/m2 x K.
Conductividad térmica de los materiales
Cálculo del Índice de Transmitancia Térmica de un Paramento (K)
El índice de transmitancia térmica de un paramento, es inversamente proporcional a la resistencia térmica del mismo:
K= 1/Rt
Para calcular la resistencia térmica total de un paramento, se deberá sumar la resistencia superficial interna (Rsi), la resistencia superficial externa (Rse) y la resistencia de cada material que compone la envolvente (R1, R2, R3, etc)
Rt = Rsi + R1 + R2 + R3 + Rse
A su vez, la resistencia térmica de cada material (R1, R2, R3, etc) se obtiene dividiendo el espesor por la conductividad térmica del mismo:
(R1= e1/λ1)
A fines prácticos calcularemos un muro de mampostería de ladrillo macizo, con revoque interior y exterior:
Datos:
Rsi = 0,13 m2.K/W
Rse = 0,04 m2.K/W
λ mortero interior = 0,93 W/m.K
λ ladrillo macizo = 0,81 W/m.K
λ mortero exterior = 1,16 W/m.K
Rt = Rsi + R1 + R2 + R3 + Rse
Rt = 0,13 m2.K/W + 0,02m/0,93 W/m.K + 0,12m/0,81 W/m.K + 0,03m/1,16 W/m.K + 0,04 m2.K/W
Rt = 0,366 m2.K/W
K = 1/Rt = 1/0,366 m2.K/W
K = 2,736 W/m2.K
Aislación Térmica
La aislación térmica tiene como objetivo disminuir las pérdidas o ganancias de calor mejorando el confort de las viviendas y su eficiencia energética.
¿Cuáles son los materiales aislantes?
Son aquellos materiales que tienen una menor capacidad de transmitir el calor, algunos de ellos son:
EPS - POLIESTIRENO EXPANDIDO (0,035 W/(k.m))
Es un material liviano de origen sintético. Se comercializa en placas rígidas, de diversos espesores y densidades según los requerimientos, y en perlas sueltas para incluir a morteros u hormigones de relleno.
Es un material derivado del petróleo, resistente al agua y no sufre daño por ataque de insectos u hongos.
Las placas de poliestireno expandido se pueden disponer según alguno de los siguientes esquemas:
LANA DE VIDRIO (0,03 W/(k.m) - 0,04 W/(k.m))
Es una fibra mineral fabricada a partir de vidrio, arena y aditivos. Los espacios de aire que quedan atrapados entre las fibras lo convierten en un muy buen aislante térmico. Se comercializa en rollos y placas rígidas, en distintos espesores y densidades en función de los requerimientos.
Es un material de fácil manejo, liviano, ignífugo, aislante acústico y no sufre daño por ataque de insectos y hongos, sin embargo pierde significativamente sus propiedades si se moja, por lo que es muy importante la estanqueidad de la envolvente.
La lana de vidrio desprende partículas al aire, que son perjudiciales para la salud, por lo tanto para su colocación se debe prever de los elementos de protección personal necesarios (guantes, antiparras y barbijo). Por la misma razón, es fundamental que nunca se la deje expuesta, sino que debe estar confinada.
Lana de vidrio simple con polipropileno blanco, o con aluminio: Tanto el plástico como el aluminio sirven como barrera de vapor.
Lana de vidrio simple: siempre necesita una barrera de vapor adicional.
La lana de vidrio se puede disponer según alguno de los siguientes esquemas:
LANA DE ROCA (0,03 W/(k.m) - 0,04 W/(k.m))
| Perteneciente a la familia de las lanas minerales, es un material fabricado a partir de la roca volcánica. Se utiliza principalmente como aislamiento térmico y como protección pasiva contra el fuego en la edificación. Se comercializa en rollos y placas rígidas, en distintos espesores y densidades en función de los requerimientos. |  |
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Es un material de fácil manejo, liviano, ignífugo, aislante acústico y no sufre daño por ataque de insectos y hongos
La colocación de la lana de roca es la misma que la de la lana de vidrio.
REVOQUES TÉRMICOS
| Son mezclas de revoques que contienen bolitas de poliestireno expandido que funcionan como aislantes térmicos para paredes exteriores. La forma de colocación es parecida a la de un revoque común. Se debe colocar en capas sucesivas de 2 cm. hasta llegar al espesor necesario para lograr la aislación deseada. |  |
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CELULOSA PROYECTADA (0,036 W/(k.m))
Se trata de un aislante térmico y acústico, constituido por el reciclado de papel y la adición de ácido bórico para darle propiedades ignífugas, fungicidas e insecticidas.
Se considera un material ecológico, ya que debido a que se trata de un material reciclado, la energía insumida para su producción es muy poca. A su vez, una vez finalizado su ciclo de vida, es posible devolverlo a la naturaleza sin tratamientos complejos.
Su aplicación puede ser proyectándose en seco mediante aire comprimido, utilizado en casos que su secado sea complejo, o proyectándose en húmedo, siendo su modo más habitual de aplicación.
ESPUMA DE POLIURETANO (0,022 W/(k.m))
Se trata de un material derivado del petróleo que es un aislante térmico muy eficiente, resistente al agua y no sufre daño por ataque de insectos u hongos.
Su aplicación es por proyección, en distintos espesores y densidades según los requerimientos. El modo de aplicación permite aislar superficies complejas de acceder, lo que lo hace apto, por ejemplo, para eliminar puentes térmicos.
A su vez la espuma de poliuretano es utilizada en la fabricación de paneles preconformados, un sistema constructivo innovador, de gran eficiencia térmica y velocidad de construcción.
OTROS AISLANTES
En la actualidad existen infinidad de materiales aislantes, pero que por diversas razones en nuestro país no son utilizados masivamente. Algunos de ellos son, planchas de corcho, manta de algodón, fibra de cáñamo, fibra de madera, manta PET, paja, lana de oveja.
¿Cómo incide el espesor?
El espesor, como vimos anteriormente, también contribuye a la aislación. Tomemos el caso de una pared, por ejemplo. Si observamos con atención, veremos que un muro de 15 cm transmite el calor con mayor rapidez que uno de 30 o 45 cm de ancho.
Si bien es una posibilidad construir muros de mucho espesor, termina siendo costoso y poco práctico. Existen otras formas más eficientes de construir nuestras paredes, incluso utilizando la misma cantidad de material, con la incorporación de aislantes térmicos que aumentan la resistencia al paso del calor.
Entonces, si bien el espesor incrementa el poder aislante de un cerramiento, es mucho más efectivo y menos costoso, la incorporación de un aislante térmico en la composición del mismo.
La cámara termográfica es la herramienta que nos permite distinguir los puntos de la envolvente por donde hay mayores pérdidas y ganancias de calor, debido a la falta de aislación.
Para saber más respecto a cómo utilizarla, hacé clic en el siguiente link: 3.5. Cámara Termográfica.
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