aislacion termica
por IngenIero Alberto englebert
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Se basan en reducir la transferencia de calor y los intercambios tĂŠrmicos. En invierno, disminuir la pĂŠrdida de calor, es decir, minimizar el flujo de calor desde el interior hacia el exterior y en verano evitar la entrada del calor reduciendo el consumo de aire acondicionado. ÂżQuĂŠ es el calor? EnergĂa en transferencia asociada a un gradiente (diferencia) de temperatura. Es decir, es una forma de energĂa que tiene la particularidad de que se transmite cuando existe una diferencia de temperatura. No se debe confundir este concepto con el significado que encierra la expresiĂłn “tengo calorâ€? o su opuesto “tengo frĂoâ€?, que en realidad estĂĄ ligado al concepto de temperatura. Como es energĂa, el calor se mide en las unidades de energĂa: K calorĂa, Kwh, BTU, Joule, etcĂŠtera, dependiendo del sistema de unidades que se utilice, cuando se tratan los procesos tĂŠrmicos que tienen lugar en las construcciones en general se usa el Kwh. Por otra parte, la temperatura es una magnitud fĂsica que mide el grado de actividad (energĂa cinĂŠtica de traslaciĂłn y rotaciĂłn) de las molĂŠculas y ĂĄtomos. Sus unidades son el °C, (grado centĂgrado), el °F (grado Fahrenheit) o el °K (grado Kelvin).
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Fundamentos del miento tĂŠrmico
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Conceptos para realizar aislamiento tĂŠrmico en los edificios, uno de los pilares de las construcciones sustentables.
l aislamiento tĂŠrmico en la construcciĂłn es un pilar importantĂsimo a tener en cuenta ante los problemas energĂŠticos actuales tanto en nuestro paĂs como en todo el planeta. La utilizaciĂłn de aislantes tĂŠrmicos en la construcciĂłn persigue los siguientes objetivos: 1) Evitar la contaminaciĂłn ambiental generada por la combustiĂłn de combustibles orgĂĄnicos. Cuidado del medio ambiente. 2) Reducir el consumo de energĂa. Ahorro en equipamientos para calefaccionar y refrigerar, en tarifas y consumos tanto individuales como regionales. 3) Mejorar el confort. Mantener una temperatura uniforme. 4) Evitar la condensaciĂłn. Controlar patologĂas constructivas que, ademĂĄs de deteriorar aspectos constructivos, son perjudiciales para la salud de los seres humanos. Como puede apreciarse, cada uno de estos Ătems son de una gran importancia en la actualidad, tanto a nivel internacional como nacional. Se verĂĄ cĂłmo todos ellos pueden lograrse aislando tĂŠrmicamente en forma adecuada los edificios. Antes de comenzar con el desarrollo de estos temas, vale la pena recordar los fundamentos del aislamiento tĂŠrmico.
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TransmisiĂłn del calor
Los principios generales de la transmisiĂłn del calor son universales y todas las formas de transmisiĂłn de calor se encuentran con diferentes grados de importancia en todos los intercambios tĂŠrmicos que
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AISLAR PARA AhORRAR ENERgIA
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Toda la informaciĂłn para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energĂa.
ocurren en la envolvente de los edificios. Modos de transmisiĂłn del calor: -ConducciĂłn: Es la transmisiĂłn de calor que se produce en los sĂłlidos. Es causada por el choque elĂĄstico entre las molĂŠculas de mayor tempera-
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tura hacia las de menor temperatura. Ejemplo: Si se coloca una barra metĂĄlica con un extremo sobre una llama, en poco tiempo vamos a sentir cĂłmo aumenta la temperatura del otro extremo aunque sobre sIgue en lA pAg. 2
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viene de pag. 2
el mismo no incida la llama. Esto es porque el calor se transmitió por conducción de un extremo al otro de la barra. -Convección: Es la transmisión de calor que tiene lugar en los fluidos (gases y líquidos). Se produce con un movimiento de masas de los fluidos involucrados. En el caso del aire en un ambiente, el mismo circula entre dos puntos de diferente temperatura por la diferencia de densidad. Ejemplo: El aire caliente que produce una estufa, se eleva y el calor se disipa al entrar en contacto con las paredes. -Radiación: Toda la materia absorbe y emite radiación infrarroja en función de su temperatura y de su emisividad. La actividad de moléculas y átomos (energía cinética) se traduce en emisión de ondas electromagnéticas de energía. La transmisión de calor por radiación se produce sin intervención del medio ambiente. Ejemplo: La energía que se recibe del sol se transmite por radiación. Las estufas eléctricas o a gas que tienen pantallas transmiten la mayor parte de la energía por radiación. Cuando hay dos cuerpos de diferente temperatura, el de mayor temperatura emite mayor cantidad de energía por radiación que la que absorbe del de menor temperatura, y el más frío absorbe más ener-
gía que la que emite. Esto depende además de las respectivas emisividades. En todos los casos la transmisión de calor se produce desde las zonas de mayor temperatura hacia las de menor temperatura. En los edificios o construcciones se presentan los tres modos de transmisión de calor simultáneamente, con distintos grados de importancia. La conducción es el modo preponderante, cuando se aisla térmicamente en forma correcta se limitan los tres modos de transmisión de calor. En un elemento constructivo que forma parte de la envolvente de un edificio, y por lo tanto separa el ambiente interior del exterior, va a existir transmisión de calor si las temperaturas exteriores e interiores son distintas. Cuando se supone una situación de invierno donde la temperatura interior es mayor que la exterior, en ese caso se va a producir una fuga o pérdida de calor desde el interior hacia el exterior. En el esquema “Flujo de calor” (pág. 1) se muestra que la pérdida de calor cuando el gradiente de temperatura es 30°C es el doble de la pérdida que se produce cuando el gradiente es de 15°C. La ley de Fourier (pág. 1) gobierna la transmisión de calor a través de un elemento homogéneo. Esta ley muestra que la pérdida de calor a través
de un elemento constructivo depende de: -El valor de la conductividad térmica (lambda) del material que constituye el elemento. A menor valor de lambda, menores son las pérdidas a través del elemento. -El espesor del elemento. -La diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Transmisión del calor en los materiales
El coeficiente de conductividad térmica se mide en W/mK y representa la cantidad de energía que atraviesa un metro cuadrado de material, de un metro de espesor cuando la diferencia de temperatura entre ambas caras es 1°K, en la unidad de tiempo. Se lo representa con la letra lambda y se mide a una temperatura normalizada. En nuestro país se ha establecido una temperatura media de 20°C para su medición de acuerdo con la norma Iram 11.601. La conductividad térmica lambda es una característica constante, intrínseca y propia de cada material, y permite evaluar la aptitud de ese material para dejar pasar una mayor o menor cantidad de calor a través de él (ver cuadro Coeficientes de conductividad térmica, pág. 1). A espesores iguales, una lana de vidrio (lambda= 0,032 W/mK) es 50 veces más aislante que el hormigón (lamb-
da= 1,63 W/mK). Por su característica de estar construida por celdillas de aire quieto logra un óptimo comportamiento térmico. Efectivamente, la lana de vidrio está formada por una gran cantidad de pequeñas fibras de vidrio aglomeradas con un ligante que forman una cantidad casi infinita de pequeñas celdas de aire quieto que son las que oponen la resistencia al paso del calor. Resistencia térmica
La resistencia térmica de un elemento depende del valor de lambda y del espesor del material. En aislamiento térmico el objetivo buscado es disminuir el flujo de calor que atraviesa un elemento, cuanto mayor es la resistencia que opone un material al paso del calor para un espesor determinado más aislante será ese material. Por lo tanto la resistencia térmica se define como espesor sobre lambda (ver Resistencia térmica, pág. 1). Comparando el poder aislante de distintos materiales se puede advertir que para conseguir una resistencia térmica de 1,25 m2 K/W se necesitan espesores muy disímiles, medidos en cm, para cada material (ver Resistencia térmica, comparación..., pág 2). Tomando algunos de los materiales mencionados en el recuadro se necesitan por ejemplo un metro de espesor
de mampostería de ladrillos, 2 metros de espesor de hormigón o 7 metros de espesor de acero para lograr igual resistencia térmica que la que se obtiene con 5 centímetros de lana de vidrio de baja densidad. La densidad de los materiales influye en su valor de lambda y, por lo tanto, en su resistencia térmica. Al aumentar la densidad baja el coeficiente de conductividad y consecuentemente mejora la resistencia térmica. Sin embargo, está variación es acotada. No se puede disminuir el lambda indefinidamente aumentando la densidad, existen límites. En una lana de vidrio, la mejora máxima que se puede obtener es de un 20 %. Por el contrario, si se aumenta el espesor, la resistencia térmica aumentará proporcionalmente y en ese caso no existen límites, exceptuando el espacio físico, para obtener la resistencia que se desee. Por lo tanto, siempre será más eficiente desde el punto de vista económico, trabajar con lanas de vidrio de baja densidad en espesores altos que trabajar con espesores menores y aumentar la densidad. Esto es así porque el costo de una lana de vidrio se incrementa de igual forma aumentando en iguales proporciones el espesor o la densidad. En otras palabras, al duplicar el espesor, se logrará el doble de resistencia térmica, mientras
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Es la relaciĂłn inversa de la resistencia tĂŠrmica y se la simboliza con la letra K (ver Transmitancia...pag 1). Sus unidades son: W/m2 °K. Generalmente, en las normas tĂŠcnicas, reglamentaciones, etcĂŠtera, se indican valores mĂĄximos admisibles de K para los componentes de una construcciĂłn. En nuestro paĂs, la Norma Iram 11.605 indica valores mĂĄximos admisibles de K para diferentes climas y para los distintos elementos constructivos. Materiales aislantes tĂŠrmicos
Se caracterizan por tener un muy bajo coeficiente lambda de conductividad tĂŠrmica. Cuanto mĂĄs bajo sea este coeficiente mejor aislante serĂĄ el material. Las normas internacionales establecen lĂmites en los valores de lambda y de resistencia tĂŠrmica para que un material pueda considerarse un aislante tĂŠrmico. En el caso de las normas Iram, los lĂmites son los siguientes: -Coeficiente de conductividad tĂŠrmica lambda < 0,065 W/ m°K -Resistencia tĂŠrmica R < = 0,5
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que si se duplica la densidad (que significa el mismo incremento de costo), sĂłlo se lograrĂĄ, a lo sumo, un 20 % mĂĄs de resistencia tĂŠrmica.
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m2 °K / W Estos valores deben medirse en ensayos perfectamente normalizados en laboratorios homologados. El mĂŠtodo de ensayo que se debe utilizar es: â&#x20AC;&#x153;mĂŠtodo de placa caliente con guardaâ&#x20AC;?. Normalizados en nuestro paĂs por la norma Iram N°11.559. En la actualidad, internacionalmente y en nuestro paĂs, sĂłlo se homologan valores que hayan sido medidos con estos mĂŠtodos, reglamentariamente no se aceptan valores que hayan sido obtenidos por mĂŠtodos distintos. Se ha mencionado al coeficiente de conductividad tĂŠrmica de un material aislante como su principal caracterĂstica. Ahora bien, hay otros aspectos que deben tambiĂŠn considerarse al decidir quĂŠ material utilizar. Los mĂĄs importantes son: -Seguridad: Se refiere en primera instancia a cĂłmo se comportan los aislantes en caso de estar expuestos al fuego o a calores extremos. Con respecto a esto, se debe aclarar que hay materiales incombustibles, materiales combustibles de baja propagaciĂłn de la llama (estas dos clases son aptos para la construcciĂłn) y otros que presentan grados de combustibilidad que los hacen peligrosos. Otro aspecto no menos importante que hace a la seguridad en un edificio es el comportamiento del mate-
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rial aislante en cuanto a los gases o humos que genera cuando estĂĄ expuesto al fuego. Efectivamente hay materiales completamente seguros que no emiten gases o humos y otros muy peligrosos que generan desde humos oscuros hasta gases tĂłxicos. -Costo: En este caso el parĂĄmetro que se debe tener en cuenta es el Ăndice costo en pesos por unidad de resistencia tĂŠrmica. CĂĄlculos: Ejemplos de la resistencia tĂŠrmica que presentan distintos materiales para un espesor de 10 cm. -Lana de vidrio (aislante tĂŠrmico): R= 0,10 m / 0,035 W/m°K R= 2,86 m2°K / W -MamposterĂa: R= 0,10 m / 0,8 W/m°K R= 0,125 m2°K / W -HormigĂłn: R= 0,10 m / 1,63 W/m°K R = 0,061 m2°K / W La comparaciĂłn de los valores anteriores correspondientes a un aislante tĂŠrmico y a otros materiales utilizados normalmente en la construcciĂłn explica por sĂ misma la importancia que tienen los materiales aislantes tĂŠrmicos en cuanto a limitar las pĂŠrdidas de energĂa en las construcciones. Transferencia de calor a travĂŠs de los elementos constructivos
Las transferencias de calor en una construcciĂłn son de diferente naturaleza y dependen
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de los materiales que conforman la envolvente, es decir, de los materiales de las cubiertas, muros y pisos. El objetivo del aislamiento tĂŠrmico es evaluar y controlar esas transferencias de forma tal de obtener un hĂĄbitat confortable tanto en invierno como en verano y un ahorro de la energĂa para su acondicionamiento tĂŠrmico. Como se puede observar en el grĂĄfico DistribuciĂłn de las pĂŠrdidas de calor... (pĂĄg 2), los techos son los elementos a travĂŠs de los cuales se producen la mayor cantidad de pĂŠrdidas de calor en invierno y ganancias de calor no deseadas en verano. Por consiguiente, es el elemento en el cual la resistencia tĂŠrmica del aislamiento debe ser mayor y cuyo aislamiento tĂŠrmico debe ser diseĂąado con mayor cuidado y exigencia. -Vivienda no aislada. En invierno se producen gran cantidad de pĂŠrdidas a travĂŠs de los componentes opacos y vidriados de la envolvente y a travĂŠs de los puentes tĂŠrmicos. Al mismo tiempo, al no estar controlada la ventilaciĂłn natural, se producen pĂŠrdidas excesivas a travĂŠs de la misma. En verano, el sol recalienta el ambiente interior. -Vivienda aislada tĂŠrmicamente en forma correcta. Tanto en invierno como en verano, las transferencias de calor a travĂŠs de la envolvente se reducen a un mĂnimo, ademĂĄs una ven-
tilaciĂłn controlada permite una renovaciĂłn de aire adecuada con un mĂnimo de pĂŠrdidas. SegĂşn la orientaciĂłn de la vivienda, un diseĂąo adecuado de las superficies vidriadas permite reducir la demanda de energĂa en invierno sin afectar el confort de verano. Mecanismos de transmisiĂłn de calor en los elementos de la envolvente de una construcciĂłn
Considerando una pequeĂąa superficie simple de la envolvente se pueden encontrar todos los modos de transmisiĂłn del calor: -La conducciĂłn es la transmisiĂłn del calor que se produce a travĂŠs de los materiales de la pared, a travĂŠs de su parte sĂłlida. Un material conducirĂĄ en mayor o en menor medida el calor dependiendo de su resistencia tĂŠrmica. -La convecciĂłn es el intercambio entre un cuerpo gaseoso y cualquier otro cuerpo que puede ser gaseoso, lĂquido o sĂłlido. En el caso de una pared, la convecciĂłn se produce por el movimiento del aire debido a la diferencia de temperatura con la pared. Un ambiente calefaccionado cede calor a la pared por convecciĂłn. -La radiaciĂłn se manifiesta cuando los cuerpos calientes emiten radiaciones portadoras de energĂa que son absorbidos por otros cuerpos y transforsigue en la pag. 4
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mados en calor. En el caso de una pared, la radiación se manifiesta cuando la misma absorbe calor por radiación de un cuerpo emisor dentro del ambiente. Efectos de la transferencia del calor
a) Una envolvente sin aislar, de resistencia térmica débil, genera una zona perturbada por las corrientes convectivas. El ambiente calefaccionado cede su calor a los cerramientos por convección (aire en movimiento) y por radiación de los calefactores. Como resultado se generan zonas de falta de confort térmico. b) Los cerramientos correctamente aislados térmicamente generan un ambiente con temperatura homogénea, fuente de confort térmico. c) En el verano, con cerramientos sin aislar, se genera en el interior una sensación de opresión debida a la radiación calórica de los cerramientos sobrecalentados durante el día. -Transferencias de calor a través de un cerramiento. Es imposible eliminar las transferencias de calor a través de un cerramiento. Sin embargo, se pueden reducir fuertemente. En la práctica, aislar térmicamente es agregar a un cerramiento ciertos materiales que le aumentan su resistencia térmica, reduciendo por lo
tanto las transferencias de calor a través del mismo. -Resistencia térmica de un cerramiento. Para obtener la resistencia térmica de un cerramiento se deben sumar las resistencias térmicas de los elementos que lo componen más las resistencias térmicas superficiales interior y exterior. Por ejemplo, se supone un muro de un material homogéneo al que se le ha agregado un aislante térmico y una placa de yeso para aumentar su resistencia térmica (ver fórmula Resistencia térmica de un cerramiento, pág 2). La resistencia térmica de un cerramiento compuesto por varias capas de materiales es igual a la suma de las resistencias térmicas de cada capa más la resistencia superficial interior más la resistencia superficial exterior. -Resistencias térmicas superficiales de un cerramiento. Cada cerramiento genera resistencias superficiales en función de su naturaleza y del sentido del flujo del calor. Las resistencias superficiales se determinan convencionalmente para tener en cuenta los intercambios térmicos por convección y radiación hacia el interior y exterior de un cerramiento. Sus valores están fijados por las normas técnicas correspondientes (en nuestro país, la norma Iram 11.601. Ver Resistencias térmicas superficiales..., pág 3.
-Resistencias térmicas de las cámaras de aire. Las cámaras de aire en un cerramiento o sistema constructivo contribuyen al comportamiento térmico global. Las cámaras pueden ser poco ventiladas o no ventiladas, medianamente ventiladas y muy ventiladas. Los criterios para su clasificación se resumen en el cuadro Resistencias térmicas de las cámaras de aire (pág 4). Los valores de resistencia térmica de las cámaras de aire no ventiladas o poco ventiladas se resumen en el cuadro Espesor de la capa de aire (pág 3). Esos valores son válidos para una temperatura media de la cámara comprendida entre 0 y 20 ° C y para una diferencia de temperatura de las superficies límites inferior a 15 °C. -Gradiente de temperatura en un cerramiento. Cuando la temperatura superficial interior de un cerramiento es similar a la del ambiente, los ocupantes del mismo sienten una sensación de confort térmico. Además, el cerramiento no tiene problemas de condensación y, por lo tanto, se mantiene en buenas condiciones, sin deterioros, presentando una larga vida útil. Por el contrario, cuando el cerramiento presenta una temperatura superficial baja y consecuentemente existe una diferencia de temperatura importante con respecto a la del ambiente, los ocupantes están
asEsorEs alberto englebert: ing. especialista en aislamiento térmico y sustentabilidad. Silvina lopez plante: arq. especialista en el tema y jefa de asistencia térnica de isover argentina.
lo quE viEnE Segunda entrega: la aislación térmica como medio para alcanzar la sustentabilidad de las obras.
sometidos al efecto de pared fría y aparece la condensación sobre el cerramiento que produce deterioros sobre el mismo disminuyendo su vida útil. Al aislar térmicamente el cerramiento, además de aumentar la resistencia térmica del mismo, se logra un reducido diferencial de temperatura entre el ambiente y la superficie interior del mismo. Cuanto menor es ese diferencial, (máximo 2,5 °C) mayor es la sensación de confort. Como se observa en el gráfico Resistencia térmica de un cerramiento aislado (pág 3), la temperatura superficial resulta de 19°C y por lo tanto el diferencial con
el ambiente es de 1°C, lo que produce una situación de confort excelente y la inexistencia de condensación. El gráfico muestra la contribución de cada capa a la resistencia térmica total. Se observa cómo aumenta la influencia del aislamiento térmico en la temperatura superficial cuando existe un aislante que se opone a las pérdidas de calor. -Pérdidas de calor a través de un cerramiento. La transmitancia térmica de un cerramiento, inversa de su resistencia térmica, representa el flujo de calor que pasa a través de un m2 del cerramiento para una diferencia de temperatura de 1°C entre los ambientes que separa el mismo. La transmitancia térmica se representa con la letra K, cuanto mayor es su valor, mayores son las pérdidas de calor. Suponiendo un muro de hormigón de 100 m2, sin aislación, y una diferencia de temperatura de 15°C (20°C interior y 5°C exterior) las pérdidas de calor para un muro de 14 cm de espesor resultan de 6.000 W, equivalentes a 100 lámparas eléctricas de 60 W encendidas permanentemente. En cambio, un muro de hormigón aislado con lana de vidrio de las mismas características resultan de 463 W, es decir, 14 veces menos que las correspondientes al muro sin aislar. O lo mismo, un 92 % menos. «
aislacion termica
PERDIDAS DE CALOR: PUENTES TERmICOS tratamiento de los puentes térmicos para cada sistema constructivo. reducción de pérdidas a través de la envolvente.
Toda la información para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energía. por IngenIero Alberto englebert (AFlArA)
E
n los estudios térmicos de las construcciones no podemos limitarnos a considerar las pérdidas de calor en las zonas centrales de los cerramientos, también debemos tener en cuenta por un lado, los puentes térmicos integrados al cerramiento y por el otro, los puentes térmicos estructurales o geométricos. Los puentes térmicos son puntos singulares de la construcción por donde se generan fugas y pérdidas de calor. Ver gráfico Puentes térmicos.
Puentes térmicos integrados
Un cerramiento está casi siempre formado por varios materiales unidos entre sí por pegado, atornillado u otras formas de unión mecánica. Es necesario tener en cuenta estos puentes térmicos integrados que pueden ser puntuales o lineales. Los primeros son elementos puntuales integra-
dos al cerramiento y susceptibles de mantener un flujo de calor o una pérdida. Puede ser, por ejemplo, la fijación que une un perfil vertical con otro horizontal y tiene contacto con un muro. Un puente térmico puntual se mide en W/K y representa el flujo de calor que pasa a través de un punto singular para una diferencia de temperatura de 1 °C entre los dos ambientes. Los puentes térmicos lineales son elementos o uniones continuas en una estructura de un cerramiento, susceptibles de mantener un flujo de calor o una pérdida. Se mide en W/mK y representa el flujo de calor que pasa a través de un metro lineal para una diferencia de temperatura de 1 °C entre dos ambientes. Puentes térmicos estructurales o geométricos
Las pérdidas debidas a las uniones estructurales deben
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ser tenidas en cuenta para el cálculo de las pérdidas totales en una construcción, los puentes térmicos estructurales son lineales y corresponden por ejemplo a las uniones losa viga, muro ventana, esquinas, etcétera. Las pérdidas a través de los puentes térmicos estructurales se suman a las pérdidas a través de la superficie de los cerramientos para determinar las pérdidas totales. Tratamiento de los puentes térmicos
Es posible eliminar o disminuir los puentes térmicos realizando una aislación térmica continua, para ello se pueden adoptar dos procedimientos, aislamiento por el exterior o por el interior. -Aislamiento por el exterior: consiste en envolver a la construcción con un manto de material aislante, en el caso de sIgue en lA pAg. 6
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edificios ya construidos, ello se puede realizar cuando se hace una renovación total de la fachada. Cuando no es posible realizar un aislamiento de todo el edificio, es conveniente aislar por el exterior a los cerramientos más expuestos al viento y a la intemperie. Un aislamiento correcto requiere de gran cuidado en los punto singulares, es necesario mantener escrupulosamente la continuidad del aislante principalmente en ventanas, puertas, balcones, etcétera. -Aislamiento por el interior: En este caso se adopta el procedimiento de “ caja dentro de caja” utilizando principalmente revestimientos de placas de yeso y pisos flotantes. En el gráfico Aislamiento por el interior (pág. 5) se muestran imágenes de la instalación de fieltro de lana de vidrio revestido con aluminio (tipo Rolac Plata Muro) para distintos sistemas constructivos. — Pisos sobre terreno: La situación con puente térmico se grafica en Aislamiento de pisos sobre terreno. -Pisos sobre cámara, sótanos o locales no calefaccionados: Al agregar un piso flotante apoyado sobre una capa de material aislante térmico se logra eliminar el puente térmico. Ver gráficos Aislación pisos e Instalación del panel..., pág. 6 y 7). -Entrepisos de madera: En este caso, el aislamiento es continuo y por lo tanto no existen pérdidas. -Entrepisos de hormigón: Para evitar las pérdidas en la unión del entrepiso y el muro se utiliza un piso flotante apoyado sobre un material aislante térmico adecuado. El piso flotante permite eliminar el puente térmico del ambiente superior del entrepiso, el correspondiente al espacio inferior subsiste. Esta solución permite además, en el caso de calefacción en el piso, evitar las pérdidas de los elementos calefactores hacia el ambiente inferior ya que los mismos quedan aislados. -Tabiques: Los puentes térmicos dependen del tipo de unión entre los muros como se observa en los esquemas Aislación de tabiques (pág. 7). En el caso de una construcción tradicional, se elimina el puente térmico evitando la conexión entre el tabique y el muro. También se puede utilizar tabiques livianos montados independientemente de la mampostería. -Cubiertas: En los techos con cielorraso con estructura de madera, la continuidad del aislamiento de muro a cielorraso evita los puentes térmicos. Los cielorrasos realizados con losa de hormigón favorecen los puentes térmicos, que no se pueden eliminar. Ver gráfico Aislación de cubiertas (pág. 6).
Conclusiones Las siguientes son algunas recomendaciones a tener en cuenta para garantizar la efectividad de la aislación: - Concebir sistemas constructivos donde el tipo de uniones de los cerramientos minimicen los puentes térmicos. - Seleccionar un material aislante térmico que produzca un K del cerramiento lo más bajo posible. - Elegir soluciones que permitan una instalación en obra lo más simple posible. - Asegurar la continuidad térmica del aislante. - Aislar en forma eficiente la envolvente, cubiertas, muros, pisos. - Instalar materiales aislantes en las cámaras de aire, recordar que así se aumenta la resistencia térmica hasta en un 200 % para una cámara de 5 centímetros. Esta diferencia es mayor para cámaras más grandes. No es suficiente construir con doble pared con cámara de aire para tener un buen aislamiento térmico. - El espesor del aislante da mucha más resistencia térmica que aumentando el espesor. - Reforzar el aislamiento en la cubierta por ser el cerramiento por donde se producen la mayor cantidad de pérdidas. - Utilizar carpinterías eficientes, vidriados múltiples, vidrios de alta performance, etcétera. - Adoptar criterios bioclimáticos. - Utilizar aislantes seguros frente al fuego, la lana de vidrio además de ser incombustible mejora el aislamiento acústico en cualquiera de las soluciones propuestas.
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SUSTENTABILIDAD Y AHORRO DE ENERGIA
La sustentabilidad consiste en satisfacer las necesidades de la población actual sin sacrificar a las futuras generaciones de sus propios requerimientos. A la luz del concepto anterior, está claro que para lograr un desarrollo sustentable se debe manejar la energía teniendo en cuenta que: - Una gran proporción de la energía que se utiliza en la actualidad proviene de recursos no renovables. - Esas formas de energía producen contaminación ambiental que entre otras cosas generan el efecto invernadero causante del cambio climático. Ambos motivos determinan la necesidad de concentrar los esfuerzos y capacidades en el ahorro de energía.
Escenario actual
Transcurridos más de 30 años desde la primera crisis del petróleo nuevamente aparecen en el horizonte señales de crisis energética: los yacimientos de combustibles fósiles se agotan; los costos energéticos aumentan y los ahorros de ener-
gía están en el centro de nuestras preocupaciones. A esta nueva encrucijada energética se agrega ahora el medioambiente, el clima en la Tierra se conmociona bajo el efecto de la acumulación excesiva de gases de efecto invernadero en la atmósfera. El sector de las construcciones representa entre el 25 y el 50 %, dependiendo de los países, del consumo de energía total (del cual un 60 % se utiliza para calefacción y aire acondicionado) y de las emisiones de CO2. Pero también es el sector donde actualmente se pueden aplicar soluciones para lograr una drástica reducción del consumo de energía y de la emisión de CO2, de tal forma que hoy una reducción de un 75 % es técnicamente posible y económicamente viable. Ver gráfico La construcción..., pág. 8) Para alcanzar este desafío no es suficiente cambiar los
métodos de calefacción ni depender de energías renovables. El éxito reside en el modo de concebir las construcciones y, sobre todo, en la calidad térmica de sus envolventes para reducir la necesidad de calefacción y refrigeración. En una situación como la descripta está claro la irracionalidad, desde el punto de vista energético y medioambiental, de algunas de las formas actuales de construcción, donde, por ejemplo, se colocan gran cantidad de equipos de aire acondicionado, prácticamente uno por ambiente, demostrando importantes deficiencias en el diseño de las envolventes. Todo esto se puede solucionar totalmente o en gran parte con un correcto diseño, utilizando niveles adecuados de aislamiento térmico, instalados correctamente. Es por ello que uno de los principales objetivos del aislamiento térmico en la construc-
ción es el ahorro de energía. Se ha visto cómo se producen las pérdidas de energía a través de cerramientos y puentes térmicos en una construcción, o inversamente, cómo en verano se producen ganancias de calor indeseadas. En ambos casos, se consumen grandes cantidades de energía para compensar estos flujos, en invierno utilizando calefacción, ida y en verano utilizando refrigeración o ventilación mecánica para eliminar las ganancias de calor. Reducción de pérdidas a través de la envolvente
Como se mencionó en la primera parte del curso, suponiendo un muro de hormigón de 100 m2, de 14 cm de espesor, sin aislamiento y una diferencia de temperatura de 15 °C (20° C interior y 5° C exterior), las pérdidas de calor resultan de 6.000 W, equivalente a 100 lámparas eléctricas de
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60 W encendidas permanentemente. Al agregar una aislación de lana de vidrio de 100 mm, las pérdidas se reducen en un 92 %. El ejemplo permite apreciar el potencial que tiene el aislamiento térmico para el ahorro de energía en las construcciones. Se debe tener en cuenta lo siguiente: - El uso de energía para el acondicionamiento térmico de una construcción representa en promedio entre el 50 % y el 70 % de toda la energía utilizada en la misma. - Se puede ahorrar hasta un 85% de la energía para calefacción o refrigeración incorporando un aislamiento térmico eficiente. - Una construcción bien aislada térmicamente requiere equipos de calefacción y refrigeración de menor capacidad con lo cual el aislamiento también permite reducir el costo inicial del equipamiento. Consecuentemente un co-
rrecto aislamiento térmico permite una reducción muy importante del gasto permanente de energía en una construcción, es decir, que se reducirán drásticamente las facturas de combustible para calefacción y refrigeración (sean leña, gas, derivados del petróleo, electricidad, etcétera). Algunas estimaciones dan cuenta que en nuestro país en zonas de clima moderado como es Buenos Aires (zona bioambiental III), si se acumulara todo lo ahorrado en energía por tener un correcto aislamiento térmico, al cabo de unos 25 años se tendría una suma suficiente para comprar una vivienda nueva similar a la considerada. Este es un cálculo muy conservador ya que no considera rendimiento financiero de lo ahorrado, toma tarifas de energía locales que están entre las más bajas del mundo, no considera aumentos reales a lo largo de
los años de la energía (algo muy improbable dado el carácter no renovable de algunas fuentes de energía y las crecientes tendencias de consumo) y considera una temperatura ambiente interior que en muchos casos es superada en la realidad por un aumento de los niveles de confort requeridos por los usuarios. Ejemplo de ahorro de energía en una vivienda
Se considera una vivienda de 140 m2 de superficie, de tipología tradicional de la zona de Buenos Aires, muros de ladrillo macizo de 30 cm y techo de tejas cerámicas con cielorraso de machimbre. Se comparan los consumos de energía para calefacción para la vivienda sin aislamiento, y luego aislada térmicamente con 50 mm de lana de vidrio en los muros y 100 mm en la cubierta. El consumo sin aislamiento
a través de cerramientos opacos resulta de 25.600 kwh calefacción. Mientras que el nuevo consumo con aislamiento, a través de cerramientos opacos es de 9.700 kwh calefacción. Representa un ahorro del 62 %. Si se comparara la inversión en el material aislante necesario (lana de vidrio denominación comercial FL y/o Rolac Plata para espesores de 50mm y 100mm respectivos), su costo total para esta vivienda estaría entre los 4.000 y 5.500 pesos dependiendo de la barrera de vapor). Para los niveles de aislamiento del ejemplo con el valor del gas ahorrado para calefacción y la adición de una estimación del ahorro de energía eléctrica para refrigeración durante el verano, resulta que se recupera la inversión inicial del material aislante en aproximadamente dos años de uso de la vivienda. Luego de ese período se seguirá ahorrando todos los años durante la vida útil de la vivienda. Es importante destacar que los materiales aislantes mencionados (correctamente instalados) no requieren ningún tipo de renovación o reemplazo, tienen una vida útil prácticamente ilimitada o sea que su duración será al menos igual que la vida útil de la vivienda. Otro ejemplo sobre ahorro de energía en la vivienda es un trabajo realizado en el INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial) cuyo título es “Ahorro Energético mediante Aislamiento Térmico en la Construcción”. El trabajo consistió el análisis de tres sistemas constructivos utilizados frecuentemente en el país, evaluando el comportamiento térmico de acuerdo a los lineamientos estipulados en las Normas IRAM: -En primera instancia sin aislamiento (como se construye actualmente). -Posteriormente se aislaron la cubierta y los muros con 75 mm y 50 mm respectivamente de un aislante térmico convencional de conductividad media. -Finalmente se cambiaron las carpinterías de vidriado simple por doble vidriado hermético (DVH). Este estudio se aplicó tanto a una vivienda “tipo casa” y a otra “tipo edificio”. Para obtener la tipología a utilizar en la evaluación se recurrió al Censo 2001, del que se obtuvo que el promedio de vivienda es el de 3 ambientes de unos 60 m2; de la misma referencia también se utilizaron las cantidades de viviendas tipo ”Hogares Casas” y tipo “Hogares Departamentos” relevados en cada provincia. De la información recabada del ENARGAS (año 2006), se extrajo la demanda en millones de metros cúbicos de gas por día, destinada para uso
residencial, así como la cantidad de usuarios de la red. Como resultado se llegó a un ahorro del 43 % aproximadamente, aislando muros y techos, valor que puede superar el 50 % si también se emplea doble vidriado hermético en las carpinterías. El método de cálculo consistió en evaluar el comportamiento térmico de los sistemas constructivos que son frecuentemente utilizados en el país, considerando tres tipos de paredes (tabique de ladrillo hueco de 12 cm y de 18 cm; muro de bloque portante de hormigón), y dos de techos (chapa metálica, para las casas unifamiliares; y losa de hormigón armado para los edificios de viviendas). En las figuras del gráfico Ejemplo de cálculo (pág. 8) se muestra tanto la planta de la vivienda utilizada como modelo en los “hogares casas” como la correspondiente a los “hogares departamento”. Para cada uno de los sistemas constructivos mencionados precedentemente, se calculó teóricamente la Transmitancia Térmica (K) mediante la utilización de un programa de simulación numérica que analiza el fenómeno de transmisión de calor en geometría bidimensional. Los resultados obtenidos fueron los que se detallan en la tabla Transmitancia térmica de muros y techos (ver datos de la primera columna, sin aislación). Con esos resultados, más los datos de la vivienda utilizada, que contiene las dimensiones de muros, techos y ventanas y la superficie a calefaccionar, se determinó, el Coeficiente de Pérdidas Volumétricas Globales de Calor G para invierno. Como segundo paso se aislaron dichos sistemas constructivos, incorporando tres pulgadas (aproximadamente 7,5 cm) de un material aislante térmico convencional de conductividad térmica media para el techo y dos pulgadas (aproximadamente 5 cm) para los muros. Para cada caso se obtuvieron las respectivas Transmitancias Térmicas, resultando los valores detallados en la segunda columna (con aislación). Análogamente, se calcularon las Pérdidas Volumétricas Globales de calor G; siguiendo los lineamientos de las Normas IRAM 11.603, 11.604 y 11.605. En forma complementaria se analizó la mejora en el ahorro energético que se alcanza por utilización de panel DVH en reemplazo del vidrio simple en las carpinterías existentes, para ambas tipologías. Para cada región del país se seleccionó un determinado sistema constructivo, tal que representa el de mayor porcentaje de utilización. Con los datos del Censo sigue en pag. 8
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2001 del INDEC (Total de viviendas para cada provincia, Total de casas para cada provincia y Total de edificios para cada provincia) más la información recabada de ENARGAS (Total de usuarios de red residenciales para cada provincia, Total de gas natural entregado para uso residencial para cada provincia en miles de m2 de 9.300 kcal); se calcularon las Pérdidas Volumétricas Globales de calor y las Cargas Térmicas Anuales Unitarias para cada provincia para los sistemas constructivos con y sin aislación. La Carga Térmica Anual Total es el producto de la Carga Térmica Anual Unitaria por el Total de Usuarios de Gas de Casas o Departamentos, de cada provincia. Se llega entonces a dos resultados de Totales de Carga Térmica Anual: correspondiendo la primera al sistema constructivo sin aislar, y la segunda al sistema constructivo con aislación en muros y techos; de la diferencia que resulta entre estas dos magnitudes se obtiene un porcentaje que luego se promedia para llegar a un porcentaje total de ahorro tanto para las viviendas “tipo casa” como para las viviendas “tipo edificio”. Finalmente se obtiene el porcentaje total de ahorro, obtenido como promedio ponderado de ambas tipologías edilicias. El resultado obtenido, indica la posibilidad de alcanzar un ahorro de energía empleado para calefacción en edificios residenciales de todo el país, de 43 % respecto a la actual demanda registrada. Este ahorro global se obtendría en todos los combustibles utilizados para calefacción. Considerando exclusivamente el gas natural consumido en las viviendas conectadas a la red, este nivel de ahorro energético representa una disminución en la demanda diaria, durante el período invernal, equivalente a 15,4 millones de m3/día como valor promedio y 20,7 millones de m3/día en las olas de frío. La disponibilidad de este caudal de gas de red, que hoy se derrocha por el incumplimiento o el carácter no obligatorio de las normativas que exigen requerimientos constructivos de aislamiento térmico en viviendas, nos permitiría diversas posibilidades. El ahorro diario de gas mencionado más arriba se refiere solamente a las viviendas y por lo tanto no contempla los ahorros que se pueden obtener en hoteles, edificios comerciales, industriales, etcétera. Tampoco considera los posibles ahorros de gas en la generación de electricidad utilizada para calefacción. A este importante ahorro de los recursos energéticos que se alcanzarían en el período invernal, se le agrega un aho-
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rro aún mayor de energía destinada a refrigeración durante el período estival, evitándose de este modo posibles situaciones críticas también en verano. Todos estos recursos energéticos así ahorrados estarían disponibles para la industria, transporte, exportación, etcétera. Respecto al consumo energético total, los ahorros de energía que se obtienen con un correcto aislamiento térmico en la construcción son de gran importancia para los usuarios finales ya que significan una drástica reducción en los gastos en energía que inciden directamente en los presupuestos familiares. Esto se hará paulatinamente más marcado a lo largo del tiempo, a medida que se produzca el inevitable encarecimiento en los costos de energía a nivel mundial y sobre todo en el orden nacional donde se espera un incremento
mayor debido al bajo nivel que presentan actualmente las tarifas energéticas. Pero también a nivel nacional este ahorro tiene una importancia fundamental, veamos como se distribuye el consumo total de energía en nuestro país. Si se consideran los grandes sectores de consumo de energía, intuitivamente se tiende a pensar que los consumos de energía en los sectores de transporte o industria son mucho mayores que los correspondientes al sector de la construcción, sin embargo en todos los países se verifica que estas magnitudes son aproximadamente similares. La cantidad de energía que consume el sector de la construcción, un 32 % considerando el sector residencial (24 %) más el comercial y el público (8 %) es un poco mayor que lo consumido en transporte (30 %) y en las industrias (27 %). Por lo tanto, el ahorro que se
coautora Silvina lopez plante: arq. especialista en el tema y jefa de asistencia técnica de isover argentina.
lo que viene tercera entrega: niveles de aislamiento térmico. normas locales e internacionales.
logre en el sector de la construcción influirá fuertemente en el consumo total de energía en el país. Hemos visto que es posible lograr mediante aislamiento térmico economías de hasta 50/60 % del total del uso de energía en las construcciones,
esto significa que podríamos reducir el consumo total de energía nacional hasta en un 16 a 18 %, si todas las construcciones tuvieran niveles de aislamiento adecuados. Por lo tanto, el potencial de ahorro de energía que permite el aislamiento térmico en la construcción resulta de gran magnitud. Y, al mismo tiempo, se accede con técnicas simples, económicas y perfectamente conocidas de instalación de materiales aislantes que tienen resultados totalmente asegurados. Por el contrario, lograr ahorros significativos en el sector del transporte o en la industria es mucho más difícil ya que eventualmente se necesitarían muchos años de costosas investigaciones para mejorar los procesos que rigen estos sectores y la magnitud de esas mejoras, además de ser incierta, parecería ser de escasa importancia. «
aislacion termica
Toda la información para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energía. por ingEniEro aLbErto EngLEbErt (aFLara)
Casa Pasiva. No se define a sí misma por su aspecto externo sino por sus prestaciones energéticamente eficientes.
CONSTRUCCION EFICIENTE: TENDENCIAS En muchos países existen normas obligatorias sobre los niveles de aislamiento térmico de las construcciones. La Casa Pasiva.
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n la mayor parte de los países existen normas o reglamentaciones obligatorias que determinan qué niveles de aislamiento térmico deben tener las construcciones. En algunos casos estas normas aparecieron a partir de la crisis del petróleo, principalmente países de Europa, EEUU, Canadá, etcétera; en
otros, son más recientes como Chile y Uruguay. También el nivel de aislamiento térmico exigido ha ido variando marcadamente en el tiempo. Como ejemplo se puede tomar un país europeo, donde inicialmente se utilizaban 4 centímetros de materiales aislantes térmicos en el techo y 2 centímetros en los
muros. Estos niveles fueron aumentando al encarecerse la energía y al evidenciarse que el aislamiento térmico es un arma poderosa para evitar el efecto invernadero luego del protocolo de Kyoto de 1997. Actualmente, tomando como ejemplo a Francia, la reglamentación en vigencia determina niveles de aislamien-
to de 16 centímetros de material aislante en la cubierta, 10 centímetros en los muros y ventanas con un K máximo de 2,30 W/m2K. Está previsto que a partir del año 2013 entre en vigencia una nueva reglamentación que exigirá 23 centímetros de aislante en la cubierta, 20 centímetros en los muros y ventanas con un K
3 máximo de 1,6 W/m2 K. Ver Normas locales e internacionales, pág 10. En Estados Unidos existen reglamentaciones muy exigentes en los diferentes estados y actualmente una recomendación general del Departamento de Energía que determina los valores de Resistencia Térmica en lugar del K y en unidades británicas. Pasados a espesores de materiales aislantes, los valores son: -Cubierta: entre 16 / 20 cm y 42 cm. -Muros: 9 cm y 19 cm. En España, para una de las zonas climáticas medias, las exigencias actuales se indican en el mismo gráfico. Esos valores, llevados a espesores de materiales aislantes, son: -Cubierta: 9 cm. -Muros: 5 cm. Por su parte, Chile fue el primer país de Sudamérica en contar con una legislación tendiente a reducir el consumo de energía del sector de las construcciones mediante el incremento de la resistencia térmica de la envolvente de las mismas. Para ello, introduce una “Reglamentación Térmica“ en su Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones que establece distintas etapas en la exigencia de aumento de la resistencia térmica de la envolvente de las construcciones. Los objetivos declarados de la Reglamentación Térmica chilena son los siguientes: -Mejorar la calidad de vida de la población: mediante un mejor confort térmico y habitabilidad, mejores tasas de salud, menor contaminación y mayor durabilidad de la vivienda. -Optimizar y reducir el consumo de energía en el sector residencial (este sector gasta 25 % de toda la energía). -Promover y estimular la actividad productiva, industrial y tecnológica, académica y de investigación aplicada con los consiguientes beneficios sociales. En el año 1999 entró en vigencia la primera etapa que establece los requerimientos de aislamiento térmico de las cubiertas de las construcciones destinadas al sector habitacional. Por ejemplo, para la zona 3, siguE En Pag. 10
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la ciudad de Santiago de Chile pertenece a la misma, que se caracteriza por presentar entre 750 y 1.000 grados-día de calefacción, el espesor de aislante térmico indicado es de 8 cm para la cubierta. Cabe destacar que la Ciudad de Buenos Aires presenta características climáticas similares, sin embargo, los espesores de aislante térmico utilizado en las cubiertas, voluntariamente hasta el momento, rara vez superan los 5 cm, utilizándose en muchos casos 2 cm o en muchos otros directamente no se aisla. La situación en Argentina
En nuestro país no existía hasta hace unos días ninguna norma, ley o reglamentación que obligara a aislar térmicamente las envolventes de las construcciones o, dicho de otro modo, que impusiera valores límites a las transmitancias térmicas de las mismas. El 29 de julio pasado se publicó en el Boletín Oficial de la provincia de Buenos Aires el decreto 1030/10 reglamentario de la ley 13.059 que crea las condiciones para la aplicación de la misma. Como resultado de ello, en la provincia de Buenos Aires se deberán aplicar las normas IRAM de acondicionamiento térmico (se ampliará más adelante). Se ha trabajado en este tema durante muchos años en IRAM y, como consecuencia de ello, se cuenta con una serie de normas sobre Acondicionamiento Térmico de Edificios. Estas normas no son obligatorias en sí, pero son una referencia importante para el sector de la construcción, tanto público como privado, de tal manera que la Secretaría de Desarrollo Urbano y Vivienda las adopta para la construcción pública de viviendas (FONAVI, Plan Federal, etcétera). Y ahora la provincia de Buenos Aires impuso la obligación de
cumplir con la mayoría de ellas. De las normas IRAM mencionadas, las más importantes son las siguientes: -11.601 - Acondicionamiento Térmico de Edificios – Métodos de Cálculo – Propiedades térmicas de los componentes y elementos de construcción en régimen estacionario. Establece los valores y los métodos de cálculo para determinar las propiedades térmicas de los componentes. Resistencia térmica de capas homogéneas, cámaras de aire, superficiales. Resistencia térmica de componentes con capas homogéneas, con cámaras de aire no ventiladas y ventiladas, con áticos, etcétera. Condición de invierno y de verano. Incluye además tablas de propiedades térmicas de materiales de la construcción: -Tabla de conductividades térmicas, que da los valores de lambda de los materiales, medidas según el método de ensayo – Método de la placa caliente con guarda (Norma IRAM 11.559) a una temperatura media de 20 °C y una humedad relativa de 60 %. -Tabla de Resistencias térmicas de mampostería de cerámica y hormigón. -Tabla de Transmitancia térmica de forjados. -Tabla de Transmitancia térmica de ventanas. -Tabla de Permeabilidad y Permeancia al vapor de agua de los materiales para la construcción. -11603 - Acondicionamiento Térmico de Edificios – Clasificación bioambiental de la República Argentina. Establece la zonificación de la República Argentina con un criterio bioambiental indicando las características climáticas de cada zona. Incluye un listado con datos climáticos correspondientes a 165 estaciones metereológicas de todo el país. -11604 - Acondicionamiento Térmico de Edificios – Ahorro
de Energía en Calefacción- Coeficiente G de pérdidas de calor. Cálculo y valores límites. Establece el método de cálculo del coeficiente volumétrico de pérdidas de calor (G cal) el cual permite evaluar el ahorro de energía en calefacción de todo tipo de edificios. Además, fija los parámetros de ahorro de energía para calefaccionar todo tipo de edificios destinados a través de los valores máximos admisibles del coeficiente volumétrico de pérdidas de calor. -11605 - Acondicionamiento Térmico de Edificios – Condiciones de Habitabilidad en Edificios- Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos. Establece
para muros y techos de acuerdo a tres niveles de confort higrotérmico, Nivel C mínimo, Nivel B medio, y nivel A recomendado. Todo ello para invierno y para verano, en invierno los valores se establecen en función de la temperatura exterior de diseño del lugar donde se encuentra la vivienda, y en verano los mismos se fijan solo para las zonas bioambientales I, II, III, y IV en función de la zona en la que se encuentra la construcción. -11625 - Acondicionamiento Térmico de Edificios – Verificación del riesgo de condensación de vapor de agua, superficial e intersticial, en muros, techos y otros elementos exteriores de edificios. Establece las condiciones y un procedimiento de cálculo para la verificación del riesgo de condensación de vapor superficial e intersticial en muros, techos, y otros elementos exteriores de edificios. Incluye una tabla con los valores de presiones de vapor de agua saturado. Existen también normas de materiales aislantes térmicos y últimamente se ha elaborado una norma de Ahorro de Energía para condiciones de verano. Durante el año 2009 se trabajó en IRAM en la preparación de una norma de Etiquetado de eficiencia energética en edificios, por una iniciativa de la Secretaría de Energía de la Nación, dicha Norma es la 11.900 y entró en vigencia durante este año, posteriormente nos ocuparemos más detalladamente de la misma. Tal como se ha mencionado,
los valores máximos de transmitancia térmica aplicables a muros y techos de edificios destinados a viviendas, de manera de asegurar condiciones mínimas de habitabilidad, además establece los criterios de evaluación de los puentes térmicos. La norma fija valores máximos admisibles de K
el único antecedente de legislación sobre este tema en nuestro país lo constituye la Ley 13.059 de la provincia de Buenos Aires que fue sancionada en el año 2003 por el poder legislativo provincial con la siguiente fundamentación: ...”establecer las condiciones de acondicionamiento
térmico exigibles en la construcción de los edificios, para contribuir a una mejor calidad de vida de la población y a la disminución del impacto ambiental a través del uso racional de la energía”. El Decreto Reglamentario 1030/10 correspondiente fue sancionado por el Poder Ejecutivo provincial y publicado en el Boletín Oficial de Buenos Aires el pasado 29 de julio. Del texto de la ley 13.059 se destaca lo que sigue: -Todas las construcciones públicas y privadas destinadas al uso humano que se construyan en la Provincia deberán garantizar un correcto aislamiento térmico, acorde a las variables climatológicas, las características de los materiales a utilizar y la orientación geográfica de la construcción. -Serán de aplicación obligatoria las normas técnicas del Instituto de Racionalización de Materiales (IRAM) referidas a acondicionamiento térmico de edificios y ventanas, en su edición más reciente. -Las Municipalidades serán Autoridad de Aplicación de la presente Ley, con el poder de policía. -Se exigirá previo a la expedición del permiso de inicio de la obra, la presentación de la documentación técnica respectiva, acorde con las normas IRAM (cálculo de los valores de transmitancia térmica y lista de los materiales que demande la envolvente de la vivienda, con la indicación de los valores de conductividad térmica y espesor). Otro antecedente importante sobre el tema es el decreto del Poder Ejecutivo nacional N°140 (diciembre del año 2007), que declara de interés y prioridad nacional el uso racional y eficiente de la energía. Este decreto impulsó el uso de lámparas de bajo consumo, entre otros importantes temas poco difundidos, como el referido a las viviendas: Viviendas Nuevas -Iniciar las gestiones para el diseño de un sistema de certificación energética de viviendas. Establecer índices máximos de consumo de energía. -Reglamentación del acondicionamiento térmico en viviendas, establecer exigencias de aislamiento térmico de acuerdo a diferentes zonas térmicas del país. -Promover el desarrollo y la innovación tecnológica en materiales y métodos de construcción. Viviendas en Uso -Desarrollar un sistema de incentivos para la disminución del consumo de energía que incluya, por ejemplo, financiamiento preferencial para medidas destinadas a reducir el consumo. -Implementar un programa nacional de aislamiento de viviendas que incluya techos, envolventes y aberturas.
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LA CASA PASIVA
Las políticas internacionales actuales que promueven el ahorro de energía y la reducción de la contaminación ambiental motivadas por una gran preocupación para lograr un desarrollo sustentable han originado diversas iniciativas materializadas en tipologías de construcciones de muy bajo consumo de energía. Por lo tanto, así como en el sector del transporte aparece el prototipo de automóvil de bajo consu-
construcciones puedan reducir su demanda tanto para calefacción como para refrigeración a menos de 15 kWh/m2a y poder cumplir, por lo tanto, con el Standard de Casa Pasiva de acuerdo con el Passive House Planning Package (PHPP). Esto se aplica fundamentalmente en Europa, comenzó en Alemania y se fue difundiendo a otros países. Inicialmente el concepto de casa pasiva comenzó para climas fríos, pero
valor de K de 1,0 a 1,6 W / (m2K), incluyendo el marco y un valor de 0,6 (Factor Solar) para el acristalamiento. • Estanqueidad de la envolvente del edificio. • Recuperación de calor del aire expulsado en invierno y enfriamiento del aire entrante en verano. A través de un intercambiador de calor, el aire caliente que entra en verano puede ser enfriado con el aire freso expulsado y viceversa en invierno. • Criterio bioclimático de diseño de la construcción para el aprovechamiento de la energía solar en invierno y protección solar en verano. Niveles de aislamiento en Casas Pasivas
mo, en la construcción aparece el concepto de Passive House o Casa Pasiva, donde la demanda de energía 90 % menor que una casa común. Una construcción pasiva es aquella que mantiene las condiciones de confort interior sin necesidad de ningún equipamiento para ello. Un ejemplo de este concepto (pasivo) es el caso de una jarra térmica o un termo que mantiene una bebida a la temperatura adecuada en contraposición a los aparatos que disponen de calentamiento eléctrico (activo) y que mantienen la temperatura encendiendo un elemento calefactor cada vez que la temperatura desciende de un determinado valor. Concepto de Casa Pasiva
Una casa pasiva es aquella que ofrece condiciones de confort excepcionales sin necesidad de consumo de energía o con un consumo mínimo para ello. Es aquella cuyo objetivo es minimizar el consumo de energía para calefacción, ventilación, iluminación y refrigeración. Dependiendo del clima del sitio, las estrategias de diseño de las casas pasivas serán diferentes. En lugares muy fríos la demanda de energía para calefacción será preponderante mientras que en climas más cálidos la demanda de energía para acondicionamiento de aire o refrigeración pasa a ser más importante. Actualmente el objetivo es lograr estrategias para que las
últimamente se extendió también por países como España donde existen regiones de alta temperatura. Es decir, el Standard de Casa Pasiva requiere consumir menos de 15 Kwh por cada m2 útil de superficie por año. Los diseñadores de Casas Pasivas utilizan fuentes térmicas del ambiente (ej. el sol) y sumideros de calor (ej. cielo nocturno) para calefacción y refrigeración. La mayor parte del trabajo en este campo se hizo en Estados Unidos en la década de los 70 y después fue desarrollado en Europa en los 80, fundado por la Comisión Europea; es en este contexto en el que se empezó a utilizar el concepto de Passive House. La distribución del consumo de energía en una vivienda típica para distintos climas (ver gráfico en esta página) ha sido calculada para una vivienda unifamiliar con una temperatura interior de 22°C. Factores para lograr el Standard de Casa Pasiva
• Máximo aislamiento térmico, libre de puentes térmicos: Excelentes niveles de aislamiento de cubiertas y fachadas para conseguir valores muy bajos de K. • Las ventanas deben tener doble acristalamiento con un vidrio de baja emisividad que en casos concretos pueden ser rellenadas con argón o kriptón y con marcos con salto de puente térmico. Objetivos: un
Los valores de K que se indican en el gráfico Niveles de aislamiento en Casas Pasivas son ejemplos de casos reales, ya que el Standard de Casa Pasiva no establece valores determinados de K sino que exige valores máximos de consumo energético. Para alcanzar esos límites de consumo son necesarios altos niveles de aislamiento que podrán variar de acuerdo al tipo constructivo y al clima de la zona donde se implante la construcción. En el diagrama Estanqueidad, se indican los principales puntos a vigilar para evitar entradas parásitas de aire. Las interfases entre los distintos elementos constructivos pueden generar corrientes parásitas de aire que aumentan hasta en un 25 % la renovación de aire, esto genera un aumento del consumo de energía que puede llegar a 8 Kwh/m2 a, además puede en algunos casos producir patologías ligadas a la condensación. - Recuperación de energía del aire de ventilación.
Es posible introducir aire de renovación en la vivienda mediante conductos subterráneos que intercambian temperatura con el terreno. Así se logra precalentar el aire en invierno y preenfriarlo en verano. La recuperación de calor eficaz del aire de salida se logra gracias a un intercambiador térmico en contracorriente: la mayor parte de la temperatura o del contenido energético del aire de salida se transfiere al aire fresco entrante, y viceversa. La tasa de recuperación de calor es superior al 80 %. -Criterios bioclimáticos de diseño. Si es posible, una vivienda debería estar orientada al norte. En las regiones frías, evitar la sombra de las montañas, árboles u otros edificios,
con el fin de lograr la máxima ganancia solar, especialmente en los meses fríos del invierno. La mayoría de las ventanas deberían orientarse al norte. En las regiones cálidas, por el contrario, sería recomendable aprovechar las sombras de los árboles u otros edificios para alejar los rayos de sol no deseables. La sombra es la forma más natural de refrescar un interior. En verano cuando el sol está alto, los aleros de las cubiertas contribuyen a mantener la casa fresca. Y en invierno, cuando el sol está bajo, la energía solar puede entrar en la vivienda. -Cómo proporcionar sombra. Las persianas o toldos suelen ser las formas más habituales de proporcionar sombra a las habitaciones y controlar la temperatura de los ambientes en verano. El sistema puede no usarse en invierno para obtener el máximo partido de las ganancias solares para la calefacción. Además, es posible instalar distintos dispositivos de sombreamiento desde la fase de construcción, en función de los deseos del propietario. Los árboles delante de las ventanas o unas ligeras modificaciones arquitectónicas son medidas que pueden aportar sombra. -Construcción sin puentes térmicos. Se trata de un requisito previo en las viviendas pasivas que asegura una reducción del consumo energético, una mejora del confort y que la superficie interior no se degrada por la condensación de la humedad del ambiente. La Casa pasiva y el consumo de energía
En una construcción convencional es necesario consumir importantes cantidades de sigue en pag. 12
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lo que viene cuarta entrega: normas de etiquetado energético para edificios. el riesgo de condensación.
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energía (150 Kwh /m2 a) para mantener la temperatura dentro del rango de confort 20 – 26 °C. En una Casa Pasiva, por el contrario, se mantiene una temperatura de confort sin consumo de energía o en una pequeña cantidad (15 Kwh/ m2 a). Ver gráficos Elementos de construcción y Valores máximos de consumo... El concepto de Casa Pasiva está basado en el ahorro de energía y la protección del medio ambiente pero también considera el bienestar de sus habitantes. Una Casa Pasiva asegura una gran eficiencia energética pero además ofrece un clima placentero interior y
excelentes condiciones para vivir y trabajar. -Refrigeración en verano. Un aislamiento sin juntas, libre de puentes térmicos y con ventanas estancas y con persianas en el exterior es indispensable para mantener el calor fuera de la casa. La refrigeración se puede conseguir con un uso razonable de la ventilación natural durante el día y la noche. Un pequeño aparato ajustable de refrigeración asegura temperaturas confortables. -Calefacción en invierno. En días fríos, el sistema de ventilación controlada con un intercambiador de flujos de calor asegura que el aire usado que
sale al exterior, calienta el aire fresco entrante. Un aislamiento sin juntas, libre de puentes térmicos ayuda a mantener el calor dentro y permite a los
habitantes hacer un uso eficiente de las cargas de calor internas. Es necesario adaptar el concepto de refrigeración a los
climas locales. Incluso en un mismo país, normalmente se encuentran diferentes regiones climáticas. Esto hace necesario trabajar para encontrar soluciones de diseño específicas. Existen métodos de cálculo precisos que tienen en cuenta todos los datos de entrada relevantes como la temperatura exterior, los días calurosos y la radiación solar. Los cálculos pueden determinar si la instalación de aire acondicionado es necesaria o no. Las Casas Pasivas solo necesitan refrigeración adicional en períodos muy cálidos. La mayor parte del tiempo, la refrigeración pasiva con un aislamiento eficiente, sombras en el exterior, estanqueidad y ventilación controlada, son suficientes para lograr temperaturas interiores confortables, en el rango entre 20 y 26°C, sin ninguna fuente convencional de calefacción o refrigeración. En regiones muy calurosas, a lo mejor es necesario acompañar la refrigeración pasiva con aire acondicionado algunos días. En una casa pasiva, la envolvente asegura temperaturas superficiales interiores placenteras. La temperatura superficial del edificio solo difiere 0,5 - 1°C de la temperatura del aire de la habitación. Y las ventanas varían en solo 2 - 3°C de la temperatura de la habitación. Por el contrario, en casas que no siguen estos estándares, tal grado de confort sólo se consigue con un gasto energético mucho más alto. Para alcanzar el Standard de Casa Pasiva lo más importante es el aislamiento térmico de la envolvente (Ver gráfico Aislamiento en muros, en esta página). «
aislacion termica
Toda la información para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energía. por ingeniero Alberto englebert (AFlArA)
EFICIENCIA ENERgETICA: ETIqUETADO DE EDIFICIOS
-Ventanas: 12 m2 -Total: 215 m2 Caso 1: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo de chapa + machimbre y muro de ladrillo macizo. La solución sin aislamiento (frecuente en nuestro país) clasifica H, con un Tm de 6,80. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio en el techo, la clasificación mejora a G, con un Tm de 4. Esto demuestra que aislando con 50mm el techo se reduce sensiblemente el Tm, aunque esto todavía sea insuficiente. Al aumentar la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros, la clasificación mejora de manera significativamente a B y el Tm cae a 1,43.
Clasificación de los edificios según la transmitancia térmica de la envolvente. ejemplos y cálculo.
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obre la base del decreto 140, la Secretaría de Energía de la Nación comenzó las gestiones para la elaboración de un Sistema de Certificación Energética para edificios, que se materializó en la Norma IRAM 11900 – Etiqueta de eficiencia energética de calefacción para edificios, vigente desde el año pasado. Esta flamante norma establece una metodología simplificada para el cálculo del nivel de eficiencia energética de las envolventes de los edificios susceptibles de ser calefaccionados, y las características de la etiqueta. La norma será aplicada en todo el territorio argentino: -Para todo tipo de construcciones y usos (privadas y públicas), por ejemplo: viviendas unifamiliares y en altura, oficinas, hoteles, escuelas, centros de salud, locales comer-
ciales y shoppings, cines, restaurantes, centros culturales y museos, etcétera. -La etiqueta se debe ubicar en una zona visible y legible al público. -Tiene por objeto informar al consumidor sobre la eficiencia térmica de la envolvente de los edificios (techos, muros y pisos). -Califica la eficiencia a través de un sistema comparativo, compuesto por ocho clases identificadas por las letras A, B, C, D, E, F, G y H, donde la letra A se adjudica a las envolventes de los edificios más eficientes. La norma determina la clasificación correspondiente a la construcción en estudio en función del valor que tenga su “Variación media ponderada de la temperatura” medida en °C (ver Cálculo...). Con ese dato, la construcción en cues-
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dad de la construcción y abrirá la posibilidad de que se beneficie a las edificaciones con clasificaciones eficientes.
tión se clasifica según la tabla Clases de eficiencia.... Seguramente la norma IRAM 11900 ayudará a educar y concientizar sobre de la importancia de aislar térmicamente para ahorrar energía. Además, será una herramienta útil para diferenciar la cali-
Etiquetado: ejemplos Se considera el caso de una vivienda situada en la ciudad de Buenos Aires, cuya clasificación es la zona bioambiental III, para analizar distintas combinaciones constructivas de muros y cubiertas más comunes (ver gráficos Ejemplos... en la página siguiente). La vivienda está construida con muros de ladrillo macizo, techo de chapa y tiene las siguientes características: -Superficie: 100 m2 -Muros: 100 m2 -Techo: 100 m2 -Puertas estándar: 3 m2
Caso 2: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo de chapa + machimbre y muro de ladrillo hueco. La solución sin aislamiento (frecuente en nuestro país) clasifica H, con un Tm de 6,21, no varió demasiado respecto a la mampostería común ejemplo anterior. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio en el techo, la clasificación mejora a F, con un Tm de 3,38, todavía insuficiente. Si se aumenta la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros la clasificación mejora de manera significativamente a B y el Tm cae a 1,37. Caso 3: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo de chapa + machimbre y muro doble de ladrillo con cámara de aire. La solución sin aislamiento (frecuensigue en pAg. 14
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construcción, el aislamiento térmico actúa reduciendo las pérdidas de calor hacia el exterior en invierno y evitando entradas excesivas de calor en verano, de esta forma es posible mantener temperaturas de confort en el interior. Un ejemplo del efecto del aislamiento térmico es el siguiente: se considera una vivienda localizada en el Gran Buenos Aires, construida con muros de ladrillo macizo y cubierta de tejas cerámicas. En una primera instancia, la vivienda no tiene ningún aislante térmico y luego se comparan las condiciones interiores cuando la misma se aisla con 5 cm de un aislante térmico liviano en los muros y 10 cm del mismo aislante en la cubierta. Los resultados son los siguientes: 1) En verano la temperatura interior en la vivienda aislada resulta 5 °C menor que la temperatura interior sin aislar, en el horario de más calor. 2) En invierno la temperatura interior en la vivienda aislada resulta 4 °C mayor que la temperatura interior en la vivienda sin aislar, en el horario de más frío. Esta importante diferencia se obtiene, a igualdad de otras condiciones en ambas viviendas, con un funcionamiento normal de la vivienda, es decir, abriendo y cerrando puertas normalmente y con renovaciones de aire también normales. Se evidencia de esta manera que el aislamiento térmico de la envolvente tiene una influencia notable en el confort térmico interior. Otra condición de confort es la uniformidad de esa temperatura en todo el ambiente. Esto se traduce en los siguientes requisitos para lograr el confort térmico: 1) La diferencia vertical de la temperatura debe ser menor a 1,5 C. Es decir, la diferencia entre la temperatura a la altura de los pies con la correspondiente a la altura de la cabeza debe ser menor a 1,5 °C. 2) La diferencia de temperatura entre el frente y la parte posterior del cuerpo debe ser menor a 1,5°C. Para lograr estas condiciones está claro que toda la envolvente (cubierta, muros y pisos) debe estar a temperaturas semejantes y muy cercanas a la del aire ambiente interior de manera que haya homogeneidad en la temperatura.
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te en nuestro país) clasifica H, con un Tm de 5,67, no varia demasiado respecto a la mampostería común o hueca de los ejemplos anteriores. La doble mampostería es un poco mejor que los muros simples pero no impacta de forma significativa como se cree. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio en el techo, la clasificación mejora a E con un Tm de 2,87. Esto demuestra que con 50mm de aislación en el techo se reduce sensiblemente el Tm, pero no alcanza. Si se aumenta la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros, la clasificación mejora de manera significativamente a B y el Tm cae a 1,33. Caso 4: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo de tejas + machimbre y muro de ladrillo hueco. La solución sin aislamiento clasifica H, con un Tm de 6,05. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio en el techo la clasificación mejora a F con un Tm de 3,39 (todavía insuficiente). Aumentando la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros la clasificación mejora de manera significativamente a B y el Tm cae a 1,37. Caso 5: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo de tejas + machimbre y muro de hormigón. La solución sin aislamiento (frecuente en nuestro país, muro de hormigón en torres) clasifica H, muy por arriba de los ejemplos anteriores, con un Tm de 8,39. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio la clasificación continúa H, aunque con un Tm mucho menor (5,73). Se debería aumentar la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros para que la clasificación mejore de manera significativamente a C, casi a B, y el Tm cae a 1,51. Caso 6: Zona Bioambiental III b, Ciudad de Buenos Aires. Con techo losa y muro de hormigón. La solución sin aislamiento clasifica H, con un Tm de 7,88. Si se aisla con 50mm de lana de vidrio, la clasificación continúa H, con un Tm
mucho menor (5,68). Si se aumenta la aislación en el techo a 150mm y 50mm en los muros, la clasificación mejora de manera significativamente a C, casi a B, y el Tm cae a 1,51.
Confort Térmico Uno de los objetivos que persigue el aislamiento térmico en las construcciones es el hacerlas confortables desde el punto de vista térmico para los ocupantes. Una condición pa-
ra que una construcción sea térmicamente confortable es que en su interior la temperatura se mantenga dentro de un rango determinado, actualmente se considera que ese rango es de 20 a 26 °C. En una
Efecto de pared fría Para que se cumplan las condiciones mencionadas anteriormente se debe evitar lo que se denomina efecto de pared fría que se manifiesta cuando la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura superficial de la envolvente es mayor a 3°C. Se supone un ambiente en invierno donde el aire interior se mantiene a 20°C por medio de un elemento calefactor y
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que en el exterior la temperatura es de 0°C. Si los muros no están aislados, la temperatura superficial interna de los mismos será de aproximadamente 13°C (la constitución del muro, al no estar aislado, genera pequeñas variaciones). En ese caso, la diferencia de temperatura (Temp. ambiente, 20°C – Temp. Superficial, 13°C) es de 7°C por lo que se estaría en una situación clara de falta de confort térmico. Esta falta de confort se manifiesta de varias maneras, se crean corrientes internas de aire por la diferencia de temperatura que producen incomodidad. Además, cuando una persona se acerque a los
muros fríos aún estando el aire ambiente a 20 °C, su cuerpo va a perder calor por radiación hacia la superficie de los mismos. Esa pérdida de calor en una cantidad mayor a la de equilibrio del organismo genera una sensación de frío, es lo que se experimenta cuando se permanece en reposo por un tiempo, por ejemplo, sentado cerca de un muro que tiene una baja temperatura y se comienza a sentir frío aunque el aire interior esté a una temperatura adecuada. Lo mismo ocurre al ubicarse cerca de una ventana aunque la misma esté cerrada. Una ventana con vidrio común tiene muy baja resistencia térmi-
ca con lo que la temperatura superficial es muy baja. En esas situaciones generalmente se siente frío en las partes del cuerpo más cercanas al elemento frío mientras que en las otras partes no, con lo cual se genera una situación de falta de equilibrio en el cuerpo, que causa mayor incomodidad aún. El efecto de pared fría se puede evitar aumentando las resistencias térmicas de los muros aislándolos térmicamente. Efectivamente, si en el ejemplo anterior se le agrega al muro una lana de vidrio de 5 cm de espesor, la temperatura superficial se incrementará hasta 18°C, con lo cual la
diferencia con la ambiente, 20°C – 18°C, pasa a ser de 2°C y la situación se transforma en una de confort evitándose en gran medida todos los efectos adversos mencionados precedentemente. Todo esto que se ha mencionado en referencia a los muros ocurre igualmente en los otros componentes de la envolvente, cubierta, pisos, ventanas, etcétera. Por ejemplo, se puede estudiar lo que ocurre en una ventana en un clima riguroso y cerramientos con baja resistencia térmica. Si se aumentara la resistencia de todo el cerramiento exterior agregando aislamiento térmico, las diferencias de temperaturas superficiales con la temperatura del interior serían muy pequeñas. El efecto de pared fría también ocurre en verano en una situación inversa, si se tiene un elemento de la envolvente sin aislar, por efecto de la temperatura exterior va a estar a una temperatura excesiva y va a causar situaciones de falta de confort. Un ejemplo de esto es el caso de una cubierta de chapa sin aislar térmicamente, que en un día de verano va a tener una temperatura superficial muy importante y consecuentemente va a emitir gran cantidad de calor por radiación hacia las personas que se encuentren dentro del am-
biente, generando una gran incomodidad y problemas de salud por exceso de temperatura. Como ejemplo, vale mencionar el caso de una construcción con cubierta metálica ubicada en el Gran Buenos Aires (ver gráfico Temperatura superficial...). En un día de enero se midieron temperaturas superficiales de entre 51°C y 62°C, en esa situación, el ambiente interior era muy incómodo y hasta insalubre ya que las personas que trabajaban en él estaban sometidas a condiciones de temperatura ambiente y temperatura radiante que hacía que no pudieran trabajar en turnos de más de 6 horas para cumplir con la ley de Seguridad e Higiene vigente. Sobre la cubierta existente mencionada se realizó un trabajo de aislamiento térmico adicionándole una lana de vidrio de 7,5 cm de espesor con barrera de vapor de aluminio. Se obtuvo una reducción importantísima en las temperaturas superficiales, las mismas bajaron a entre 26°C y 29°C, es decir, se redujeron a la mitad. Esta reducción hizo que las condiciones interiores cambiaran totalmente de tal forma que la temperatura ambiente interior y la radiante quedaron en valores que cumplían la ley y, lo más imporsigue en pag. 16
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tante, que el ambiente era confortable y seguro para las personas.
La condensación En una construcción, la temperatura interior y el grado de humedad son puntos cruciales para el confort. Sin embargo, la humedad puede también afectar a la envolvente de la construcción, tanto en la superficie de los elementos de la misma como en su interior. Los daños aparecen primero en los ambientes más húmedos y fríos. 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. Como consecuencia de ello, aparecen en esos sitios más rápidamente huellas de polvo y manchas de humedad. En una construcción se presentan diversas causas de transferencia de humedad; se deben diferenciar la transferencia de agua en estado líquido de la transferencia de agua en forma de vapor de agua. La transferencia de humedad y de vapor de agua puede producirse desde el exterior: a través de la lluvia, nieve, etcétera que inciden en el elemento, o por fugas y corrientes de aire a través de juntas y rajaduras. O desde el interior: también por fugas y corrientes de aire a través de juntas y rajaduras y por la producción de vapor de agua debido a la temperatura. al uso del local o a la actividad humana. Transferencias de agua en forma de vapor de agua. Se hace
coautora Silvina lopez plante: arq. especialista en el tema y jefa de asistencia técnica de isover argentina.
Lo que viene quinta entrega: condensación. Protección ambiental.
referencia a las transferencias de humedad en forma de vapor de agua. Como es sabido, el agua se presente en tres estados, líquida, sólida y gaseosa. Partiendo del estado líquido, si se enfría suficientemen-
te pasa a estado sólido y, si se calienta hasta una determinada temperatura, pasa a estado gaseoso. La humedad relativa. Se expresa en un porcentaje que repre-
senta la relación entre la presión de vapor de agua en el aire y la presión de vapor de agua de saturación. Cuando la humedad relativa en el aire es del 50%, significa que en un volumen de un metro cúbico
de aire la masa de vapor de agua contenida es la mitad de la que podría estar contenida en ese volumen a la presión de vapor de saturación. Cuando la cantidad de vapor de agua en el aire se mantiene constante pero la temperatura baja llega un momento en que la humedad relativa alcanza el 100%, en ese momento se llega a la saturación. Si la temperatura sigue bajando, el vapor de agua se transforma en pequeñas gotas, el punto de rocío corresponde a la temperatura en la cual el vapor de agua contenido en el aire comienza a condensarse. Lo hace inicialmente en las zonas frías como las ventanas, pero también sobre un muro interior más frío que el ambiente debido a la inexistencia de aislamiento o a aislamiento mal instalado. El contenido de vapor de agua se expresa normalmente en cantidad de agua por kg de aire seco, por lo tanto la humedad relativa (HR)= masa de vapor (g/m3) / masa de vapor saturado (g/m3) x 100. «
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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.
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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
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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
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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-
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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
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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. «
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Toda la información para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energía. por ingeniero alberto englebert (aflara)
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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
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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
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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
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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
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reducir sus emisiones totales medias durante el periodo 2008-2012 en un 8% respecto de las de 1990 y que los Estados Unidos no ha suscripto el protocolo. Dentro de la Unión Europea a cada país se le otorgó un margen distinto en función de diversas variables económicas y medioambientales, por ejemplo algunos de los compromiso asumidos son los siguientes: Alemania (-21%), Dinamarca (-21%), Italia (6,5%), Reino Unido (-12,5%), Francia (-1,9%), España (+15%), Grecia (+25%), Portugal (+27%), etcétera. Respecto de los países en desarrollo, el Protocolo no exige bajar sus emisiones, aunque sí deben dar señales de un cambio en sus industrias.
Aislamiento térmico para reducir la contaminación La forma más directa de reducir la contaminación ambiental es obviamente reduciendo el consumo de energía. Sin embargo, parecería no ser posible una reducción indiscriminada del consumo energético ya que esto tendría efectos graves sobre la calidad de vida y sobre la economía, especialmente en los países industrializados. Pero lo que sí es posible, es realizar un uso racional de la energía, es decir, utilizar energía primaria pero con un alto nivel de rendimiento en los procesos térmicos. O sea no se trata de no consumir energía, sino de consumirla mejor, mediante la adopción de técnicas que permitan gastar menos energía obteniendo los mismos resultados. Estas técnicas se basan en realizar estudios muy precisos de los procesos desde el punto de vista energético y fundamentalmente en aplicar sistemas de aislamiento térmico estudiados adecuadamente en calidad y espesor como hemos visto hasta ahora en las aplicaciones en la construcción. Además, es aplicable en los sectores industriales y las centrales térmicas. Aislamiento térmico en la industria
En casi todas las ramas de la industria se realizan procesos térmicos de mayor o menor importancia, en general nos encontramos con recipientes, recintos y cañerías que deben mantenerse a temperaturas diferentes de la ambiental por exigencias propias del proceso productivo. En todos los casos, los materiales que constituyen la envoltura exterior de esos elementos no son aislantes térmicos adecuados, lo que permite un flujo elevado de calor entre el interior y el ambiente .Esto supone un consumo energético elevado y en algunos casos puede impedir la realización técnica de la función prevista. Colocando aislamiento térmico adecuado se disminuye el consumo energético y por ello se reduce la contaminación ambiental producida, una idea cuantitativa de este hecho se puede observar en el cuadro Transmisión de calor... En el mismo se observa la importante reducción de la transmisión del calor y, por lo tanto, de las emisiones de CO2 que se obtiene mediante la disminución del salto térmico gracias a la inclusión de aislamiento térmico adecuado. Afortunadamente, muchos técnicos de la industria conocen estos aspectos y aunque sea por razones puramente económicas proyectan e instalan aislantes térmicos en grado suficiente. No obstante lo anterior, los países de la CE emiten alrededor de 1.500 millones de toneladas/año de CO2 debido a los procesos térmicos en la industria y en las centrales térmicas. Este valor sería mucho más elevado si no se hubieran adoptado medidas de aislamiento térmico, pero también podría reducirse si la totalidad de las instalaciones dispusiesen de aislamiento térmico.
Contribución del aislamiento térmico en la construcción a la protección del medio ambiente Hemos visto anteriormente como influye el nivel de aislamiento térmico en una vivienda en la emisión de CO2 que se produce para su acondicio-
namiento térmico. En el último cuadro se observa como a medida que aumentan los niveles de aislamiento se reducen los kg/m2a de CO2 emitidos. Un ejemplo para nuestro país se muestra en un trabajo realizado hace unos años para el sector residencial nacional. El trabajo consistió en calcular el consumo energético y las correspondientes emisiones de CO2 para calefaccionar las viviendas de nuestro país durante el invierno, con los niveles de aislamiento estimados en ese momento y luego calcular cómo se reducirían los consumos y las emisiones considerando mejoras en el nivel de aislamiento de las mismas según la Norma Iram 11605. Del Censo Nacional de Población y Vivienda de 1991 se obtuvieron la cantidad de casas y departamentos habitados distribuidos por división política y las superficies promedio de cerramientos laterales y cubiertas de los mismos. Dentro de cada provincia se distribuyeron las viviendas por zonas y a cada zona se le asignó una cantidad de grados día de base 18°C de acuerdo a la Norma Iram 11603 y una tipología constructiva coincidente con la típica del lugar. En base a toda la información anterior se realizó el cálculo el consumo de energía para calefacción de todas las viviendas siguiendo el procedimiento de la Norma Iram 11604. Ese valor resultó de 40.074 millones de Kwh para el año del Censo. Se consideró que el combustible utilizado era 80% gas natural y el resto combustibles líquidos. Por lo tanto, para generar la energía mencionada se emitieron 881.600 ton de CO2. Se recalcularon los consumos energéticos y las correspondientes emisiones de CO2 para dos supuestos diferentes (ver cuadro Estimación...). Para el nivel B de la norma Iram 11605 las emisiones de CO2 son 4.158.000 toneladas, lo que supone una reducción de un 53 %. Para el nivel A son 1.551.000 toneladas que significa una reducción de las emisiones de un 82 %. «