Modulo 1

aislaciontermica 1

Toda la información para aislar mejor todo tipo de construcciones. Claves para el ahorro de energía.

por IngenIero Alberto englebert

AISLAR PARA AhORRAR ENERgIA

sIgue en lA pAg. 2

Conceptos para realizar aislamiento térmico en los edificios, uno de los pilares de las construcciones sustentables.

El aislamiento térmico en la construcción es un pilar importantísi-

mo a tener en cuenta ante los problemas energéticos actua-les tanto en nuestro país como en todo el planeta.

La utilización de aislantes térmicos en la construcción persigue los siguientes objeti-vos:1) Evitar la contaminación am-biental generada por la com-bustión de combustibles orgá-nicos. Cuidado del medio ambiente.2) Reducir el consumo de energía. Ahorro en equipa-mientos para calefaccionar y refrigerar, en tarifas y consu-mos tanto individuales como regionales.3) Mejorar el confort. Mante-ner una temperatura unifor-me. 4) Evitar la condensación. Controlar patologías construc-tivas que, además de deterio-rar aspectos constructivos, son perjudiciales para la salud de los seres humanos.

Como puede apreciarse, ca-da uno de estos ítems son de una gran importancia en la actualidad, tanto a nivel inter-nacional como nacional.

Se verá cómo todos ellos pueden lograrse aislando tér-micamente en forma adecua-da los edificios. Antes de co-menzar con el desarrollo de estos temas, vale la pena re-cordar los fundamentos del aislamiento térmico.

Fundamentos del aisla-miento térmicoSe basan en reducir la trans-ferencia de calor y los inter-cambios térmicos. En invier-no, disminuir la pérdida de calor, es decir, minimizar el flujo de calor desde el interior hacia el exterior y en verano evitar la entrada del calor re-duciendo el consumo de aire acondicionado.

¿Qué es el calor? Energía en transferencia asociada a un gradiente (diferencia) de tem-peratura. Es decir, es una for-ma de energía que tiene la particularidad de que se trans-mite cuando existe una dife-rencia de temperatura. No se debe confundir este concepto con el significado que encierra la expresión “tengo calor” o su opuesto “tengo frío”, que en realidad está ligado al concep-to de temperatura.

Como es energía, el calor se mide en las unidades de ener-gía: K caloría, Kwh, BTU, Jo-ule, etcétera, dependiendo del sistema de unidades que se utilice, cuando se tratan los procesos térmicos que tienen lugar en las construcciones en general se usa el Kwh.

Por otra parte, la temperatu-ra es una magnitud física que mide el grado de actividad (energía cinética de traslación y rotación) de las moléculas y átomos. Sus unidades son el °C, (grado centígrado), el °F (grado Fahrenheit) o el °K (grado Kelvin).

tura hacia las de menor tem-peratura. Ejemplo: Si se coloca una barra metálica con un ex-tremo sobre una llama, en poco tiempo vamos a sentir cómo aumenta la temperatura del otro extremo aunque sobre

ocurren en la envolvente de los edificios. Modos de trans-misión del calor:-Conducción: Es la transmi-sión de calor que se produce en los sólidos. Es causada por el choque elástico entre las moléculas de mayor tempera-

Transmisión del calorLos principios generales de la transmisión del calor son uni-versales y todas las formas de transmisión de calor se en-cuentran con diferentes gra-dos de importancia en todos los intercambios térmicos que

el mismo no incida la llama. Esto es porque el calor se transmitió por conducción de un extremo al otro de la ba-rra.-Convección: Es la transmi-sión de calor que tiene lugar en los fluidos (gases y líqui-dos). Se produce con un mo-vimiento de masas de los flui-dos involucrados. En el caso del aire en un ambiente, el mismo circula entre dos pun-tos 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 in-frarroja en función de su tem-peratura 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 inter-vención del medio ambiente. Ejemplo: La energía que se recibe del sol se transmite por radiación. Las estufas eléctri-cas o a gas que tienen panta-llas transmiten la mayor parte de la energía por radiación.

Cuando hay dos cuerpos de diferente temperatura, el de mayor temperatura emite ma-yor 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 de-pende además de las respecti-vas emisividades.

En todos los casos la trans-misión de calor se produce desde las zonas de mayor tem-peratura hacia las de menor temperatura. En los edificios o construcciones se presentan los tres modos de transmisión de calor simultáneamente, con distintos grados de impor-tancia. La conducción es el modo preponderante, cuando se aisla térmicamente en for-ma correcta se limitan los tres modos de transmisión de ca-lor. En un elemento construc-tivo que forma parte de la en-volvente de un edificio, y por lo tanto separa el ambiente interior del exterior, va a exis-tir transmisión de calor si las temperaturas exteriores e in-teriores son distintas.

Cuando se supone una si-tuación de invierno donde la temperatura interior es mayor que la exterior, en ese caso se va a producir una fuga o pér-dida de calor desde el interior hacia el exterior.

En el esquema “Flujo de ca-lor” (pág. 1) se muestra que la pérdida de calor cuando el gra-diente de temperatura es 30°C es el doble de la pérdida que se produce cuando el gradien-te es de 15°C.

La ley de Fourier (pág. 1) go-bierna la transmisión de calor a través de un elemento ho-mogéneo. 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, me-nores 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 materialesEl coeficiente de conductivi-dad térmica se mide en W/mK y representa la cantidad de energía que atraviesa un me-tro 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 re-presenta con la letra lambda y se mide a una temperatura normalizada.

En nuestro país se ha esta-blecido una temperatura me-dia de 20°C para su medición de acuerdo con la norma Iram 11.601. La conductividad tér-mica lambda es una caracte-rística constante, intrínseca y propia de cada material, y per-mite 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 la-na de vidrio (lambda= 0,032 W/mK) es 50 veces más ais-lante que el hormigón (lamb-

da= 1,63 W/mK). Por su carac-terística de estar construida por celdillas de aire quieto lo-gra un óptimo comportamien-to térmico. Efectivamente, la lana de vidrio está formada por una gran cantidad de pe-queñas fibras de vidrio aglo-meradas con un ligante que forman una cantidad casi in-finita 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 ma-terial. En aislamiento térmico el objetivo buscado es dismi-nuir el flujo de calor que atra-viesa un elemento, cuanto mayor es la resistencia que opone un material al paso del calor para un espesor determi-nado más aislante será ese material. Por lo tanto la resis-tencia térmica se define como espesor sobre lambda (ver Re-sistencia térmica, pág. 1).

Comparando el poder ais-lante de distintos materiales se puede advertir que para conseguir una resistencia tér-mica de 1,25 m2 K/W se nece-sitan espesores muy disímiles, medidos en cm, para cada ma-terial (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 hormi-gón o 7 metros de espesor de acero para lograr igual resis-tencia térmica que la que se obtiene con 5 centímetros de lana de vidrio de baja densi-dad. La densidad de los mate-riales influye en su valor de lambda y, por lo tanto, en su resistencia térmica. Al aumen-tar la densidad baja el coefi-ciente de conductividad y con-secuentemente mejora la re-sistencia térmica. Sin embar-go, está variación es acotada. No se puede disminuir el lambda indefinidamente au-mentando la densidad, existen límites. En una lana de vidrio, la mejora máxima que se pue-de obtener es de un 20 %.

Por el contrario, si se au-menta el espesor, la resisten-cia térmica aumentará propor-cionalmente y en ese caso no existen límites, exceptuando el espacio físico, para obtener la resistencia que se desee. Por lo tanto, siempre será más efi-ciente desde el punto de vista económico, trabajar con lanas de vidrio de baja densidad en espesores altos que trabajar con espesores menores y au-mentar la densidad.

Esto es así porque el costo de una lana de vidrio se incre-menta de igual forma aumen-tando 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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que si se duplica la densidad (que significa el mismo incre-mento de costo), sólo se logra-rá, a lo sumo, un 20 % más de resistencia térmica.

Transmitancia térmica Es la relación inversa de la re-sistencia térmica y se la sim-boliza con la letra K (ver Trans-mitancia...pag 1). Sus unida-des son: W/m2 °K.

Generalmente, en las nor-mas técnicas, reglamentacio-nes, etcétera, se indican valo-res máximos admisibles de K para los componentes de una construcción. En nuestro país, la Norma Iram 11.605 indica valores máximos admisibles de K para diferentes climas y para los distintos elementos constructivos.

Materiales aislantes térmicosSe caracterizan por tener un muy bajo coeficiente lambda de conductividad térmica. Cuanto más bajo sea este co-eficiente mejor aislante será el material. Las normas interna-cionales establecen límites en los valores de lambda y de re-sistencia térmica para que un material pueda considerarse un aislante térmico.

En el caso de las normas Iram, los límites son los si-guientes:-Coeficiente de conductividad térmica lambda < 0,065 W/m°K-Resistencia térmica R < = 0,5

m2 °K / WEstos valores deben medirse

en ensayos perfectamente nor-malizados en laboratorios ho-mologados. El método de en-sayo que se debe utilizar es: “método de placa caliente con guarda”. Normalizados en nuestro país por la norma Iram N°11.559. En la actuali-dad, internacionalmente y en nuestro país, sólo se homolo-gan valores que hayan sido medidos con estos métodos, reglamentariamente no se aceptan valores que hayan si-do obtenidos por métodos distintos.

Se ha mencionado al coefi-ciente de conductividad térmi-ca de un material aislante co-mo su principal característica. Ahora bien, hay otros aspectos que deben también conside-rarse al decidir qué material utilizar. Los más importantes son:-Seguridad: Se refiere en pri-mera instancia a cómo se comportan los aislantes en caso de estar expuestos al fue-go o a calores extremos. Con respecto a esto, se debe aclarar que hay materiales incombus-tibles, materiales combusti-bles de baja propagación de la llama (estas dos clases son ap-tos para la construcción) 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-

rial aislante en cuanto a los gases o humos que genera cuando está expuesto al fuego. Efectivamente hay materiales completamente seguros que no emiten gases o humos y otros muy peligrosos que ge-neran desde humos oscuros hasta gases tóxicos.-Costo: En este caso el pará-metro que se debe tener en cuenta es el índice costo en pesos por unidad de resisten-cia térmica.

Cálculos: Ejemplos de la re-sistencia térmica que presen-tan distintos materiales para un espesor de 10 cm.-Lana de vidrio (aislante térmi-co): R= 0,10 m / 0,035 W/m°K R= 2,86 m2°K / W-Mampostería: R= 0,10 m / 0,8 W/m°K R= 0,125 m2°K / W-Hormigón: R= 0,10 m / 1,63 W/m°K R = 0,061 m2°K / W

La comparación de los valo-res anteriores correspondien-tes a un aislante térmico y a otros materiales utilizados normalmente en la construc-ción explica por sí misma la importancia que tienen los materiales aislantes térmicos en cuanto a limitar las pérdi-das de energía en las construc-ciones.

Transferencia de calor a través de los elementos constructivosLas transferencias de calor en una construcción son de dife-rente naturaleza y dependen

de los materiales que confor-man la envolvente, es decir, de los materiales de las cubiertas, muros y pisos. El objetivo del aislamiento térmico es evaluar y controlar esas transferencias de forma tal de obtener un há-bitat confortable tanto en in-vierno como en verano y un ahorro de la energía para su acondicionamiento térmico.

Como se puede observar en el gráfico Distribución de las pérdidas de calor... (pág 2), los techos son los elementos a través de los cuales se produ-cen la mayor cantidad de pér-didas de calor en invierno y ganancias de calor no desea-das en verano. Por consiguien-te, es el elemento en el cual la resistencia térmica del aisla-miento debe ser mayor y cuyo aislamiento térmico debe ser diseñado con mayor cuidado y exigencia.-Vivienda no aislada. En in-vierno se producen gran can-tidad de pérdidas a través de los componentes opacos y vi-driados de la envolvente y a través de los puentes térmicos. Al mismo tiempo, al no estar controlada la ventilación natu-ral, se producen pérdidas ex-cesivas a través de la misma. En verano, el sol recalienta el ambiente interior.-Vivienda aislada térmicamen-te en forma correcta. Tanto en invierno como en verano, las transferencias de calor a través de la envolvente se reducen a un mínimo, además una ven-

tilación controlada permite una renovación de aire ade-cuada con un mínimo de pér-didas. Según la orientación de la vivienda, un diseño adecua-do de las superficies vidriadas permite reducir la demanda de energía en invierno sin afectar el confort de verano.

Mecanismos de transmisión de calor en los elementos de la envolvente de una construcción Considerando una pequeña superficie simple de la envol-vente se pueden encontrar todos los modos de transmi-sión del calor: -La conducción es la transmi-sión del calor que se produce a través de los materiales de la pared, a través de su parte só-lida. Un material conducirá en mayor o en menor medida el calor dependiendo de su resis-tencia térmica.-La convección es el intercam-bio entre un cuerpo gaseoso y cualquier otro cuerpo que pue-de ser gaseoso, líquido o sóli-do. En el caso de una pared, la convección se produce por el movimiento del aire debido a la diferencia de temperatura con la pared. Un ambiente ca-lefaccionado cede calor a la pared por convección.-La radiación se manifiesta cuando los cuerpos calientes emiten radiaciones portadoras de energía que son absorbidos por otros cuerpos y transfor-

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tanto las transferencias de ca-lor a través del mismo.-Resistencia térmica de un ce-rramiento. Para obtener la resistencia térmica de un ce-rramiento se deben sumar las resistencias térmicas de los elementos que lo componen más las resistencias térmicas superficiales interior y exte-rior. Por ejemplo, se supone un muro de un material ho-mogéneo al que se le ha agre-gado un aislante térmico y una placa de yeso para aumentar su resistencia térmica (ver fór-mula Resistencia térmica de un cerramiento, pág 2). La re-sistencia térmica de un cerra-miento compuesto por varias capas de materiales es igual a la suma de las resistencias tér-micas de cada capa más la re-sistencia superficial interior más la resistencia superficial exterior.-Resistencias térmicas super-ficiales de un cerramiento. Cada cerramiento genera re-sistencias superficiales en función de su naturaleza y del sentido del flujo del calor. Las resistencias superficiales se determinan convencional-mente para tener en cuenta los intercambios térmicos por convección y radiación hacia el interior y exterior de un ce-rramiento. Sus valores están fijados por las normas técni-cas correspondientes (en nuestro país, la norma Iram 11.601. Ver Resistencias térmi-cas superficiales..., pág 3.

-Resistencias térmicas de las cámaras de aire. Las cámaras de aire en un cerramiento o sistema constructivo contribu-yen al comportamiento térmi-co global. Las cámaras pueden ser poco ventiladas o no ven-tiladas, medianamente venti-ladas y muy ventiladas. Los criterios para su clasificación se resumen en el cuadro Re-sistencias térmicas de las cá-maras de aire (pág 4). Los va-lores de resistencia térmica de las cámaras de aire no ventila-das o poco ventiladas se resu-men en el cuadro Espesor de la capa de aire (pág 3). Esos valores son válidos para una temperatura media de la cá-mara 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 inte-rior de un cerramiento es si-milar a la del ambiente, los ocupantes del mismo sienten una sensación de confort tér-mico. Además, el cerramiento no tiene problemas de con-densación y, por lo tanto, se mantiene en buenas condicio-nes, sin deterioros, presentan-do una larga vida útil. Por el contrario, cuando el cerra-miento presenta una tempe-ratura superficial baja y con-secuentemente existe una di-ferencia de temperatura im-portante con respecto a la del ambiente, los ocupantes están

sometidos al efecto de pared fría y aparece la condensación sobre el cerramiento que pro-duce deterioros sobre el mis-mo disminuyendo su vida útil. Al aislar térmicamente el ce-rramiento, además de aumen-tar la resistencia térmica del mismo, se logra un reducido diferencial de temperatura en-tre 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 Resisten-cia térmica de un cerramiento aislado (pág 3), la temperatura superficial resulta de 19°C y por lo tanto el diferencial con

mados en calor. En el caso de una pared, la radiación se ma-nifiesta cuando la misma ab-sorbe calor por radiación de un cuerpo emisor dentro del ambiente.

Efectos de la transferencia del calora) Una envolvente sin aislar, de resistencia térmica débil, genera una zona perturbada por las corrientes convectivas. El ambiente calefaccionado cede su calor a los cerramien-tos por convección (aire en movimiento) y por radiación de los calefactores. Como re-sultado se generan zonas de falta de confort térmico. b) Los cerramientos correcta-mente aislados térmicamente generan un ambiente con temperatura homogénea, fuente de confort térmico. c) En el verano, con cerra-mientos sin aislar, se genera en el interior una sensación de opresión debida a la radia-ción calórica de los cerramien-tos sobrecalentados durante el día.-Transferencias de calor a tra-vés de un cerramiento. Es im-posible eliminar las transfe-rencias de calor a través de un cerramiento. Sin embargo, se pueden reducir fuertemente. En la práctica, aislar térmica-mente es agregar a un cerra-miento ciertos materiales que le aumentan su resistencia térmica, reduciendo por lo

el ambiente es de 1°C, lo que produce una situación de con-fort excelente y la inexistencia de condensación. El gráfico muestra la contribución de cada capa a la resistencia tér-mica total. Se observa cómo aumenta la influencia del ais-lamiento térmico en la tempe-ratura superficial cuando exis-te un aislante que se opone a las pérdidas de calor.-Pérdidas de calor a través de un cerramiento. La transmi-tancia térmica de un cerra-miento, inversa de su resisten-cia 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 transmi-tancia 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 ais-lación, y una diferencia de temperatura de 15°C (20°C interior y 5°C exterior) las pér-didas de calor para un muro de 14 cm de espesor resultan de 6.000 W, equivalentes a 100 lámparas eléctricas de 60 W encendidas permanente-mente. En cambio, un muro de hormigón aislado con lana de vidrio de las mismas carac-terísticas resultan de 463 W, es decir, 14 veces menos que las correspondientes al muro sin aislar. O lo mismo, un 92 % menos. «

asEsorEs

lo quE viEnE

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viene de pag. 3

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.

Segunda entrega: la aislación térmica como medio para alcanzar la sustentabilidad de las obras.

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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)

tratamiento de los puentes térmicos para cada sistema constructivo. reducción de pérdidas a través de la envolvente.

PERDIDAS DE CALOR: PUENTES TERmICOS

En los estudios térmicos de las construcciones no podemos limitarnos

a considerar las pérdidas de calor en las zonas centrales de los cerramientos, también de-bemos tener en cuenta por un lado, los puentes térmicos in-tegrados al cerramiento y por el otro, los puentes térmicos estructurales o geométricos. Los puentes térmicos son pun-tos singulares de la construc-ción por donde se generan fugas y pérdidas de calor. Ver gráfico Puentes térmicos.

Puentes térmicos integradosUn 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 es-tos puentes térmicos integra-dos que pueden ser puntuales o lineales. Los primeros son elementos puntuales integra-

dos al cerramiento y suscepti-bles 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 contac-to 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 dife-rencia de temperatura de 1 °C entre los dos ambientes.

Los puentes térmicos linea-les son elementos o uniones continuas en una estructura de un cerramiento, suscepti-bles 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 dife-rencia de temperatura de 1 °C entre dos ambientes.

Puentes térmicos estructu-rales o geométricosLas pérdidas debidas a las uniones estructurales deben sIgue en lA pAg. 6

ser tenidas en cuenta para el cálculo de las pérdidas totales en una construcción, los puen-tes térmicos estructurales son lineales y corresponden por ejemplo a las uniones losa vi-ga, muro ventana, esquinas, etcétera.

Las pérdidas a través de los puentes térmicos estructura-les se suman a las pérdidas a través de la superficie de los cerramientos para determinar las pérdidas totales.

Tratamiento de los puentes térmicosEs posible eliminar o dismi-nuir los puentes térmicos rea-lizando 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 cons-trucción con un manto de ma-terial aislante, en el caso de

edificios ya construidos, ello se puede realizar cuando se hace una renovación total de la fachada. Cuando no es po-sible realizar un aislamiento de todo el edificio, es conve-niente aislar por el exterior a los cerramientos más expues-tos al viento y a la intemperie. Un aislamiento correcto re-quiere 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 pro-cedimiento de “ caja dentro de caja” utilizando principalmen-te revestimientos de placas de yeso y pisos flotantes. En el gráfico Aislamiento por el in-terior (pág. 5) se muestran imágenes de la instalación de fieltro de lana de vidrio reves-tido con aluminio (tipo Rolac Plata Muro) para distintos sis-temas constructivos. — Pisos sobre terreno: La si-tuación con puente térmico se grafica en Aislamiento de pi-sos 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 tér-mico. Ver gráficos Aislación pisos e Instalación del panel..., pág. 6 y 7). -Entrepisos de madera: En es-te caso, el aislamiento es con-tinuo y por lo tanto no existen pérdidas.-Entrepisos de hormigón: Para evitar las pérdidas en la unión del entrepiso y el muro se uti-liza un piso flotante apoyado sobre un material aislante tér-mico adecuado. El piso flotan-te permite eliminar el puente térmico del ambiente superior del entrepiso, el correspon-diente al espacio inferior sub-siste. Esta solución permite además, en el caso de calefac-ción en el piso, evitar las pér-didas de los elementos calefac-tores hacia el ambiente infe-rior ya que los mismos quedan aislados. -Tabiques: Los puentes térmi-cos 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 puen-te térmico evitando la co-nexión entre el tabique y el muro. También se puede uti-lizar tabiques livianos monta-dos independientemente de la mampostería. -Cubiertas: En los techos con cielorraso con estructura de madera, la continuidad del aislamiento de muro a cielo-rraso evita los puentes térmi-cos. Los cielorrasos realizados con losa de hormigón favore-cen los puentes térmicos, que no se pueden eliminar. Ver gráfico Aislación de cubiertas (pág. 6).

ConclusionesLas siguientes son algunas recomendaciones a tener en cuenta para garantizar la efec-tividad de la aislación:- Concebir sistemas construc-tivos donde el tipo de uniones de los cerramientos minimi-cen los puentes térmicos.- Seleccionar un material ais-lante térmico que produzca un K del cerramiento lo más bajo posible.- Elegir soluciones que permi-tan una instalación en obra lo más simple posible.- Asegurar la continuidad tér-mica del aislante. - Aislar en forma eficiente la envolvente, cubiertas, muros, pisos.- Instalar materiales aislantes en las cámaras de aire, recor-dar que así se aumenta la re-sistencia térmica hasta en un 200 % para una cámara de 5 centímetros. Esta diferencia es mayor para cámaras más gran-des. No es suficiente construir con doble pared con cámara de aire para tener un buen ais-lamiento térmico. - El espesor del aislante da mucha más resistencia térmi-ca que aumentando el espe-sor.- Reforzar el aislamiento en la cubierta por ser el cerramien-to por donde se producen la mayor cantidad de pérdidas.- Utilizar carpinterías eficien-tes, vidriados múltiples, vi-drios de alta performance, et-cétera.- Adoptar criterios bioclimáti-cos.- Utilizar aislantes seguros frente al fuego, la lana de vi-drio además de ser incombus-tible mejora el aislamiento acústico en cualquiera de las soluciones propuestas.

SUSTENTABILIDAD Y AHORRO DE ENERGIALa sustentabilidad consiste en satisfacer las necesidades de la población actual sin sacrifi-car a las futuras generaciones de sus propios requerimien-tos. A la luz del concepto an-terior, está claro que para lo-grar 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 recur-sos no renovables.- Esas formas de energía pro-ducen contaminación ambien-tal que entre otras cosas gene-ran el efecto invernadero cau-sante del cambio climático.

Ambos motivos determinan la necesidad de concentrar los esfuerzos y capacidades en el ahorro de energía.

Escenario actualTranscurridos más de 30 años desde la primera crisis del pe-tróleo nuevamente aparecen en el horizonte señales de cri-sis energética: los yacimientos de combustibles fósiles se ago-tan; los costos energéticos au-mentan y los ahorros de ener-

gía están en el centro de nues-tras preocupaciones.

A esta nueva encrucijada energética se agrega ahora el medioambiente, el clima en la Tierra se conmociona bajo el efecto de la acumulación exce-siva de gases de efecto inver-nadero en la atmósfera.

El sector de las construccio-nes representa entre el 25 y el 50 %, dependiendo de los paí-ses, del consumo de energía total (del cual un 60 % se uti-liza para calefacción y aire acondicionado) y de las emi-siones de CO2. Pero también es el sector donde actualmen-te se pueden aplicar solucio-nes 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 téc-nicamente posible y económi-camente viable. Ver gráfico La construcción..., pág. 8)

Para alcanzar este desafío no es suficiente cambiar los

métodos de calefacción ni de-pender de energías renova-bles. El éxito reside en el modo de concebir las construcciones y, sobre todo, en la calidad tér-mica de sus envolventes para reducir la necesidad de cale-facción y refrigeración.

En una situación como la descripta está claro la irracio-nalidad, desde el punto de vista energético y medioam-biental, de algunas de las for-mas actuales de construcción, donde, por ejemplo, se colo-can gran cantidad de equipos de aire acondicionado, prácti-camente uno por ambiente, demostrando importantes de-ficiencias en el diseño de las envolventes. Todo esto se pue-de solucionar totalmente o en gran parte con un correcto di-seño, utilizando niveles ade-cuados de aislamiento térmi-co, instalados correctamente.

Es por ello que uno de los principales objetivos del aisla-miento térmico en la construc-

ción es el ahorro de energía. Se ha visto cómo se produ-

cen las pérdidas de energía a través de cerramientos y puen-tes térmicos en una construc-ción, 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 in-vierno utilizando calefacción, ida y en verano utilizando re-frigeración o ventilación me-cánica para eliminar las ga-nancias de calor.

Reducción de pérdidas a través de la envolventeComo se mencionó en la pri-mera parte del curso, supo-niendo un muro de hormigón de 100 m2, de 14 cm de espe-sor, sin aislamiento y una di-ferencia de temperatura de 15 °C (20° C interior y 5° C exte-rior), las pérdidas de calor re-sultan de 6.000 W, equivalen-te a 100 lámparas eléctricas de

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60 W encendidas permanen-temente. Al agregar una aisla-ción de lana de vidrio de 100 mm, las pérdidas se reducen en un 92 %. El ejemplo permi-te 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 uti-lizada en la misma.- Se puede ahorrar hasta un 85% de la energía para cale-facción o refrigeración incor-porando un aislamiento tér-mico eficiente.- Una construcción bien aisla-da térmicamente requiere equipos de calefacción y refri-geración de menor capacidad con lo cual el aislamiento tam-bién permite reducir el costo inicial del equipamiento.

Consecuentemente un co-

rrecto aislamiento térmico permite una reducción muy importante del gasto perma-nente de energía en una cons-trucción, es decir, que se redu-cirán drásticamente las factu-ras de combustible para cale-facción y refrigeración (sean leña, gas, derivados del petró-leo, electricidad, etcétera).

Algunas estimaciones dan cuenta que en nuestro país en zonas de clima moderado co-mo es Buenos Aires (zona bioambiental III), si se acu-mulara 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 conserva-dor ya que no considera ren-dimiento financiero de lo aho-rrado, 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 ca-rácter no renovable de algunas fuentes de energía y las cre-cientes tendencias de consu-mo) y considera una tempera-tura ambiente interior que en muchos casos es superada en la realidad por un aumento de los niveles de confort requeri-dos por los usuarios.

Ejemplo de ahorro de ener-gía en una viviendaSe considera una vivienda de 140 m2 de superficie, de tipo-logía tradicional de la zona de Buenos Aires, muros de ladri-llo 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 aislamien-to, y luego aislada térmica-mente con 50 mm de lana de vidrio en los muros y 100 mm en la cubierta.

El consumo sin aislamiento

a través de cerramientos opa-cos resulta de 25.600 kwh ca-lefacción. Mientras que el nuevo consumo con aisla-miento, a través de cerramien-tos opacos es de 9.700 kwh calefacción. Representa un ahorro del 62 %.

Si se comparara la inversión en el material aislante necesa-rio (lana de vidrio denomina-ción comercial FL y/o Rolac Plata para espesores de 50mm y 100mm respectivos), su cos-to total para esta vivienda es-taría entre los 4.000 y 5.500 pesos dependiendo de la ba-rrera de vapor). Para los nive-les de aislamiento del ejemplo con el valor del gas ahorrado para calefacción y la adición de una estimación del ahorro de energía eléctrica para refri-geración durante el verano, resulta que se recupera la in-versión inicial del material aislante en aproximadamente dos años de uso de la vivienda. Luego de ese período se segui-rá ahorrando todos los años durante la vida útil de la vi-vienda.

Es importante destacar que los materiales aislantes men-cionados (correctamente ins-talados) no requieren ningún tipo de renovación o reempla-zo, tienen una vida útil prácti-camente ilimitada o sea que su duración será al menos igual que la vida útil de la vi-vienda.

Otro ejemplo sobre ahorro de energía en la vivienda es un trabajo realizado en el INTI (Instituto Nacional de Tecno-logía Industrial) cuyo título es “Ahorro Energético mediante Aislamiento Térmico en la Construcción”. El trabajo con-sistió el análisis de tres siste-mas constructivos utilizados frecuentemente en el país, evaluando el comportamiento térmico de acuerdo a los linea-mientos estipulados en las Normas IRAM:-En primera instancia sin ais-lamiento (como se construye actualmente). -Posteriormente se aislaron la cubierta y los muros con 75 mm y 50 mm respectivamen-te de un aislante térmico con-vencional de conductividad media. -Finalmente se cambiaron las carpinterías de vidriado sim-ple por doble vidriado hermé-tico (DVH).

Este estudio se aplicó tanto a una vivienda “tipo casa” y a otra “tipo edificio”. Para obte-ner la tipología a utilizar en la evaluación se recurrió al Cen-so 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 can-tidades de viviendas tipo ”Ho-gares Casas” y tipo “Hogares Departamentos” relevados en cada provincia.

De la información recabada del ENARGAS (año 2006), se extrajo la demanda en millo-nes de metros cúbicos de gas por día, destinada para uso

residencial, así como la canti-dad de usuarios de la red. Co-mo resultado se llegó a un ahorro del 43 % aproximada-mente, aislando muros y te-chos, valor que puede superar el 50 % si también se emplea doble vidriado hermético en las carpinterías.

El método de cálculo consis-tió en evaluar el comporta-miento térmico de los siste-mas constructivos que son frecuentemente utilizados en el país, considerando tres ti-pos 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 hormi-gón 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 mode-lo en los “hogares casas” como la correspondiente a los “ho-gares departamento”.

Para cada uno de los siste-mas constructivos menciona-dos precedentemente, se cal-culó teóricamente la Transmi-tancia Térmica (K) mediante la utilización de un programa de simulación numérica que analiza el fenómeno de trans-misión de calor en geometría bidimensional. Los resultados obtenidos fueron los que se detallan en la tabla Transmi-tancia térmica de muros y te-chos (ver datos de la primera columna, sin aislación).

Con esos resultados, más los datos de la vivienda utiliza-da, que contiene las dimensio-nes de muros, techos y venta-nas y la superficie a calefaccio-nar, se determinó, el Coefi-ciente de Pérdidas Volumétri-cas Globales de Calor G para invierno.

Como segundo paso se ais-laron dichos sistemas cons-tructivos, incorporando tres pulgadas (aproximadamente 7,5 cm) de un material aislan-te 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, re-sultando los valores detallados en la segunda columna (con aislación).

Análogamente, se calcula-ron las Pérdidas Volumétricas Globales de calor G; siguiendo los lineamientos de las Nor-mas IRAM 11.603, 11.604 y 11.605.

En forma complementaria se analizó la mejora en el aho-rro energético que se alcanza por utilización de panel DVH en reemplazo del vidrio sim-ple en las carpinterías existen-tes, para ambas tipologías.

Para cada región del país se seleccionó un determinado sistema constructivo, tal que representa el de mayor por-centaje de utilización.

Con los datos del Censo

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sigue en pag. 8

2001 del INDEC (Total de vi-viendas para cada provincia, Total de casas para cada pro-vincia y Total de edificios para cada provincia) más la infor-mación recabada de ENAR-GAS (Total de usuarios de red residenciales para cada pro-vincia, Total de gas natural entregado para uso residencial para cada provincia en miles de m2 de 9.300 kcal); se calcu-laron las Pérdidas Volumétri-cas Globales de calor y las Cargas Térmicas Anuales Uni-tarias para cada provincia para los sistemas constructivos con y sin aislación.

La Carga Térmica Anual To-tal 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 re-sultados de Totales de Carga Térmica Anual: correspon-diendo la primera al sistema constructivo sin aislar, y la se-gunda al sistema constructivo con aislación en muros y te-chos; de la diferencia que re-sulta entre estas dos magnitu-des 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 vi-viendas “tipo edificio”.

Finalmente se obtiene el porcentaje total de ahorro, ob-tenido como promedio ponde-rado de ambas tipologías edi-licias. El resultado obtenido, indica la posibilidad de alcan-zar un ahorro de energía em-pleado para calefacción en edificios residenciales de todo el país, de 43 % respecto a la actual demanda registrada.

Este ahorro global se obten-dría en todos los combustibles utilizados para calefacción.

Considerando exclusiva-mente el gas natural consumi-do en las viviendas conectadas a la red, este nivel de ahorro energético representa una dis-minución en la demanda dia-ria, durante el período inver-nal, equivalente a 15,4 millo-nes 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 incumpli-miento o el carácter no obliga-torio de las normativas que exigen requerimientos cons-tructivos de aislamiento térmi-co en viviendas, nos permitiría diversas posibilidades.

El ahorro diario de gas men-cionado más arriba se refiere solamente a las viviendas y por lo tanto no contempla los ahorros que se pueden obte-ner en hoteles, edificios co-merciales, industriales, etcéte-ra. Tampoco considera los posibles ahorros de gas en la generación de electricidad uti-lizada para calefacción.

A este importante ahorro de los recursos energéticos que se alcanzarían en el período invernal, se le agrega un aho-

rro aún mayor de energía des-tinada a refrigeración durante el período estival, evitándose de este modo posibles situa-ciones críticas también en ve-rano. Todos estos recursos energéticos así ahorrados es-tarían disponibles para la in-dustria, transporte, exporta-ción, etcétera.

Respecto al consumo ener-gético total, los ahorros de energía que se obtienen con un correcto aislamiento térmi-co en la construcción son de gran importancia para los usuarios finales ya que signi-fican 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 pro-duzca el inevitable encareci-miento en los costos de ener-gía a nivel mundial y sobre todo en el orden nacional don-de se espera un incremento

mayor debido al bajo nivel que presentan actualmente las ta-rifas energéticas. Pero tam-bién a nivel nacional este aho-rro 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 ener-gía, intuitivamente se tiende a pensar que los consumos de energía en los sectores de transporte o industria son mu-cho mayores que los corres-pondientes al sector de la construcción, sin embargo en todos los países se verifica que estas magnitudes son aproxi-madamente similares.

La cantidad de energía que consume el sector de la cons-trucción, un 32 % consideran-do 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

logre en el sector de la cons-trucción 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 cons-trucciones 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 tiem-po, se accede con técnicas simples, económicas y perfec-tamente conocidas de instala-ción de materiales aislantes que tienen resultados total-mente asegurados.

Por el contrario, lograr aho-rros significativos en el sector del transporte o en la industria es mucho más difícil ya que eventualmente se necesitarían muchos años de costosas in-vestigaciones para mejorar los procesos que rigen estos sec-tores y la magnitud de esas mejoras, además de ser incier-ta, parecería ser de escasa im-portancia. «

coautora

lo que viene

Silvina lopez plante: arq. especialista en el tema y jefa de asistencia técnica de isover argentina.

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viene de pag. 7

tercera entrega: niveles de aislamiento térmico. normas locales e internacio-nales.