La protección térmica de las murallas de albañilería permite reducir la pérdida de calor en invierno, limitar la entrada de aire frío y mejorar el confort interior durante todo el año. Un hogar con una buena barrera contra el calor, el frío y los ruidos, será siempre más confortable y consumirá menos energía.
Las pérdidas de calor no se producen sólo a través de rendijas o aberturas de puertas y ventanas. También se pierde energía a través de los materiales utilizados en paredes y techos. Las dos principales causas de pérdida de energía son una inadecuada aislación térmica y las fugas de aire.
Qué es la aislación térmica en una muralla
La aislación térmica corresponde a un material o sistema constructivo que provee una resistencia al flujo de calor. La capa de materiales de aislamiento térmico se aplica sobre todo para mejorar los parámetros de eficiencia térmica del edificio.
En la práctica, esto significa que estos materiales nos ayudan a reducir la pérdida de calor y la penetración de aire frío desde el exterior. La aislación térmica busca una mayor resistencia al flujo de calor y depende de la conductividad térmica y espesor del material.
El flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia de temperaturas entre los ambientes separados por dicho elemento determina el comportamiento térmico de la muralla.
Transmitancia y resistencia térmica
La capacidad de un sistema constructivo de oponerse al flujo de calor se representa a través de dos propiedades: la Transmitancia Térmica U (W/m2°K) y la Resistencia Térmica Total RT (m2°K/W).
La primera corresponde al flujo de calor que pasa por unidad de superficie del sistema constructivo cuando la diferencia de temperatura entre ambos lados del muro es 1°K. La Resistencia Térmica Total es el recíproco de U.
“Ambas propiedades se miden a través de ensayos estacionarios bajo el procedimiento de la NCh851. También pueden medirse in-situ a través de las normas ASTM C1155 y C1046”, explica el profesor Sergio Vera.
“La medición en laboratorio tiene limitaciones para medir adecuadamente, ya que no consideran la capacidad de almacenar calor de sistemas constructivos basados en hormigón, los que pueden tener una Resistencia Térmica Total efectiva mayor.
Por qué las murallas de albañilería necesitan protección térmica
El hormigón (el material más popular utilizado para la construcción de paredes y cimientos) muestra un coeficiente de conductividad térmica bastante alto (aprox. 1-1,7 W/mK) y es susceptible a la humedad.
En consecuencia, los elementos de hormigón no aislados separan mal el interior del exterior y no retienen eficazmente el aire caliente en el interior.
Los materiales de aislamiento térmico en la construcción no son solo los que conocemos mejor: poliestireno y lana mineral. También se incluyen aquellos materiales que brindan una mejor protección contra la pérdida de calor y la permeabilidad del aire frío, a la vez que son más delgados y resistentes a la humedad.
El aislamiento de los componentes de la envolvente, es decir, los elementos situados en el lado exterior de un edificio, permite mejorar el comportamiento energético de las murallas y reducir las transferencias térmicas entre los espacios interiores y el exterior.
Exigencias de aislación térmica para muros
En Chile, las exigencias de acondicionamiento térmico son reguladas por la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción (OGUC). En su artículo 4.1.10 establece los requerimientos de aislación térmica para muros de viviendas (casas y departamentos).
“En la Zona 3 donde se ubica la ciudad de Santiago, se exige el valor de U de 1,9 W/m2°K; es decir, la Transmitancia Térmica del muro no puedes ser superior a este valor.
Cabe notar que los valores de U para muros estipulados por la OGUC son mucho más altos en comparación con estándares internacionales, y pueden ser hasta 5 veces más altos que los exigidos para el complejo techumbre.
“Es decir, se acepta que a través del muro existan pérdidas de calor de hasta 5 veces más que a través del techo de las viviendas. Esto evidencia que el nivel de aislación térmica para muros exigido en Chile es deficiente y debe mejorarse en forma sustancial”, especifica el experto UC.
Ubicación del aislante en la muralla
Debido a que los muros de hormigón requieren adicionar aislación térmica, existen diversas opciones en que la capa aislante puede estar ubicada por la cara exterior, cara interior o dentro del muro.
Aislación térmica por el interior
La aislación interior suele estar constituida por una capa de material aislante rígido adosado a una capa de yeso-cartón, que se adhiere al muro de hormigón mediante un adhesivo.
“La ventaja de los sistemas de aislación interior es su bajo costo y facilidad de instalación.
Aislación térmica por el exterior
La aislación térmica por el exterior comúnmente utilizada corresponde a sistemas de terminación y aislación exterior (EIFS, Exterior Insulation Finish Systems).
Estas son placas de poliestireno expandido adherido al muro con adhesivos, malla de fibra de refuerzo y recubrimiento elásticos de terminación para proteger del clima.
La principal ventaja de este sistema es que permite eliminar los puentes térmicos en caso de utilizarse apropiadamente y facilita el aprovechamiento de la inercia térmica de muros de hormigón.
“Aunque depende de cada caso, para la eficiencia energética de las viviendas, es más conveniente utilizar la aislación por el exterior o que el hormigón sea aislante térmico, ya que esto permite reducir e incluso eliminar los puentes térmicos (huella por dónde las pérdidas de calor son mayores que el resto de la envolvente) y aprovechar la inercia térmica del hormigón para reducir el consumo de energía para calefacción, cuya magnitud depende principalmente del clima, arquitectura y orientación de la vivienda, así como también si se trata de casas o departamentos.
Aislación dentro del muro
Como otra solución, existen sistemas constructivos de hormigón prefabricados, en que el aislante térmico se instala entre dos capas de hormigón estructural.
De esta manera, el muro en sí cumple la función aislante térmica y de soporte, siendo además liviano, lo que favorecería su uso para construcción prefabricada.
Puentes térmicos e inercia térmica
La aislación térmica busca una mayor resistencia al flujo de calor y depende de la conductividad térmica y espesor del material; mientras que la masa térmica busca absorber el calor y liberarlo progresivamente.
Ambas estrategias se pueden combinar y buscan mejorar el desempeño energético de los edificios.
“Por ejemplo, edificios de alta masa térmica como los de hormigón, si son diseñados adecuadamente absorben calor cuando hay mayores ganancias de calor y lo liberan varias horas después.
Sin embargo, la regulación nacional sobre acondicionamiento térmico de viviendas no reconoce esta cualidad de los materiales, ya que la Transmitancia Térmica exigida se basa en ensayos de laboratorio bajo condiciones estacionarias.
“Existen normativas referidas a aislación térmica de edificios que sí consideran este efecto. El efecto de la masa térmica en edificios puede ser apropiadamente modelado en software de simulación energética de edificios para considerar el comportamiento dinámico (no estacionario) de las edificaciones, lo que permite obtener mejores predicciones del desempeño energético.
La masa térmica es útil principalmente en climas con altas variaciones diarias de temperatura como es el caso de Copiapó y Calama.
Por otro lado, en edificaciones comerciales, ubicados en climas cálidos y templados, la masa térmica contribuye a reducir el consumo de energía para aire acondicionado, especialmente cuando presenta altas ganancias internas (calor generado por personas, equipo e iluminación), y en este tipo de edificios la aislación térmica puede ser contraproducente ya que favorece que el calor permanezca al interior del edificio.
Materiales para proteger térmicamente las murallas
Los diseñadores de edificios pueden elegir entre varios tipos de materiales de aislamiento térmico, ya sean naturales o de plástico. Todas estas soluciones tienen algunas características en común.
En primer lugar, los materiales de aislamiento térmico utilizados en la construcción deben cumplir los requisitos establecidos en la norma polaca PN-EN 13172. Su coeficiente de conductividad térmica λ no debe superar los 0,175 W/mᐧK.
Poliestireno expandido
Poliestireno expandido: elaboradas en base a derivados del petróleo, están constituidas por un termoplástico celular compacto, con un 2% de material y un 98% de aire, lo que origina su alta capacidad de aislamiento térmico.
No dañan la capa de ozono. Son livianas, de color blanco, rígidas, y prácticamente impermeables al agua, lo que las hace mantener inalterable su capacidad de aislación térmica a través del tiempo.
Son resistentes a hongos, insectos y roedores. Usadas en construcción, deben contener una sustancia incombustible que las transforme en auto extinguibles (no propagadoras de llama).
Las planchas vienen en 1 a 10 cms.
El poliestireno expandido se produce a partir de poliestireno expandido procesado (EPS) y extruido (XPS).
El coeficiente de conductividad térmica es de 0,032 a 0,045 W/(m·K) para el poliestireno expandido EPS y de 0,021 a 0,03 W/(m·K) para el poliestireno extruido.
Fibras minerales
Fibras minerales: pueden ser de fibra de roca o de fibra de vidrio. Son ligeras, incombustibles y no inflamables.
No emiten gases tóxicos, aún en caso de incendio. Su inconveniente es que absorben fácilmente la humedad, razón por la cual deben quedar siempre bien protegidas.
La lana mineral es un excelente aislante térmico y absorbente acústico constituido por lanas minerales extrafinas.
Lana mineral: se fabrica en base a rocas ígneas con alto contenido de sílice y pequeñas cantidades de basalto y carbonato de calcio.
Normalmente, es más densa que la fibra de vidrio y la mayoría es de color gris con puntos negros, aunque también existen algunas que son casi blancas.
Su alto punto de fusión les permite mantener sus propiedades aislantes inalteradas incluso a temperaturas muy elevadas.
Lana de vidrio
Lana de vidrio: se fabrica fundiendo arenas con alto contenido de sílice más carbonato de calcio, bórax y magnesio.
Es generalmente muy liviana, flexible y de colores amarillo, rosado o blanco. Puede encontrarse suelta y en colchonetas, ya sea en forma de planchas o rollos.
La mayoría de los materiales de aislamiento térmico más populares (lana, poliestireno) están disponibles en forma de paneles montados sobre la superficie de un componente de la envoltura del edificio.
Los paneles varían en grosor, por lo que puede ajustar fácilmente los parámetros de la capa de aislamiento a sus propias necesidades.
El poliestireno y la lana mineral también están disponibles en varios tamaños y los paneles se pueden cortar a medida.
Espumas de poliuretano
Espumas de poliuretano: pueden venir en rollos o ser aplicadas en spray o mediante inyección en paneles aislantes compuestos.
Al aplicarla en spray en la etapa de construcción de una casa, no sólo estará aislando sino, además, estará reduciendo las pérdidas de aire en el envoltorio del edificio.
Poliuretano, que se presenta en forma de espuma para aislamiento por pulverización o en forma de paneles sándwich de espuma de poliuretano.
Presenta muy buenos parámetros de conductividad térmica, con un coeficiente de solo alrededor de 0,019-0,025 W/(m·K).
A diferencia de la lana mineral o el poliestireno, apenas absorbe agua.
Los paneles de aislamiento térmico PIR serán perfectos para hacer una capa de aislamiento en toda la pared o el techo.
El aislamiento por pulverización hecho de espuma de PUR vale la pena usar donde sea necesario un aislamiento local, por ejemplo, en el caso de puentes térmicos.
Membranas de aluminio
Membranas de aluminio: vienen en rollos y se aplican con adhesivos especiales.
Son muy livianas y económicas. El hecho de reflejar el calor las hace muy apropiadas para las condiciones tropicales.
Provee una barrera de vapor muy eficaz. En los climas secos, esto permite mantener un contenido de humedad agradable y fresco.
Selección del material según la zona de la envolvente
No existe un material de aislamiento térmico universal que sea perfecto para cualquier entorno.
Dependiendo del lugar donde se vaya a instalar el aislamiento, pueden influir distintos parámetros, como la permeabilidad al vapor, la resistencia a la humedad o la resistencia a la carga.
A la hora de aislar las partes inferiores de un edificio, lo más importante es asegurarse de que el material no absorba fácilmente el agua.
Dado que los cimientos están situados bajo tierra, están constantemente expuestos al contacto con la humedad.
Los requisitos para el coeficiente de conductividad térmica U de las paredes son cada vez más restrictivos.
Para cumplirlos, los diseñadores de edificios pueden elegir entre dos soluciones: o bien utilizar un material más grueso o seleccionar una solución que proporcione los parámetros previstos con un aislamiento más fino.
Las capas de aislamiento más gruesas suelen estar hechas de paneles de poliestireno (en paredes de doble capa) o lana mineral (en paredes de triple capa).
Sin embargo, esta tecnología tiene sus defectos: la profundidad de los huecos de las ventanas crece junto con el aumento del espesor, lo que dificulta la instalación de las ventanas.
Esto se puede solucionar aplicando un aislamiento más fino hecho de paneles PIR.
Protección contra humedad y condensación
Se entiende por condensación al proceso de cambio de fase a través del cual, el vapor de agua se convierte en microgotas de agua, que se depositan sobre una superficie más fría que el aire ambiente en el interior de la vivienda.
El muro se supone en un día critico de invierno, donde la temperatura exterior es de 0°C con 90% de humedad relativa (hr) y en el interior se encuentra climatizado a 20°C con 75% de hr.
Control de la Condensación de la humedad ambiente.
La lana mineral es un excelente aislante térmico y absorbente acústico constituido por lanas minerales extrafinas.
El panel flexible Aislan Colchoneta Papel Una Cara está elaborado con una lámina de papel kraft impermeabilizada integrada a una de sus caras.
Actúa como barrera de vapor y evita las condensaciones en superficie.
Para el correcto funcionamiento del producto, es importante instalar la colchoneta con el papel kraft orientado hacia el muro donde se ubica la habitación con la mayor temperatura.
Es un Rollo de lana mineral flexible con foil de aluminio reforzado por una de sus caras que actúa como soporte mecánico, excelente barrera al vapor, terminación interior, además de mejorar la luminosidad (por reflexión de la luz).
Su composición de fibras minerales con láminas de papel kraft integrada en ambas caras.
Repelencia de agua, se forman “perlitas” de agua sobre la superficie.
Mancha de absorción.
Ventilación e infiltraciones de aire
Ventilación de la vivienda.
Las infiltraciones de aire, se definen como el intercambio de aire no controlado a través de grietas ocultas, encuentros entre materiales y aberturas o perforaciones de la envolvente.
La cantidad de energía que usted logrará conservar en su casa dependerá de varios factores.
El aislamiento también ayuda a los residentes del edificio a reducir los costos de calefacción.
Los equipos de calefacción pueden funcionar a menor potencia y mantener más fácilmente la temperatura interior óptima.
Protección acústica de las murallas
Otra aplicación de los materiales de aislamiento térmico en la construcción es el aislamiento acústico.
Con una capa adicional instalada en la pared o el techo, el interior está mejor protegido contra el ruido.
La aislación acústica está referida a la capacidad de reducir la transmisión del sonido entre un recinto y otro o con el exterior.
La variable que determina el aislamiento sonoro en un material es la masa por unidad de superficie presente, es decir que a mayor masa, existe mayor aislación.
Buenas prácticas para ejecutar una muralla de albañilería
Mortero de pega
DESCRIPCIÓN: El mortero de pega es un material aglomerante, cuya función principal es producir la adherencia entre los ladrillos que componen la albañilería.
No se debe usar mortero de más de 2 horas de edad desde el mezclado inicial o que ha empezado a fraguar.
En este periodo se puede usar agua para recuperar la trabajabilidad.
Si se detectan ladrillos o mortero suelto, deben ser removidos.
Albañilería armada
En albañilería armada, el hormigón de relleno se debe vibrar o compactar de forma que garantice el perfecto llenado del hueco interior del ladrillo en toda su altura alrededor del tensor.
Se debe evitar vibrar y doblar el tensor de refuerzo para no destruir la adherencia generada en hiladas inferiores.
Refuerzo bajo las ventanas
Bajo las aberturas de ventana se debe colocar armadura horizontal, la cual será como mínimo una escalerilla de 4,2 [mm] de diámetro.
Utilizar una segunda escalerilla a nivel del alféizar puede ayudar a controlar la fisuración de los muros.
Su ubicación se define antes del inicio de la construcción de la albañilería, y son los trazadores quienes marcan en el sobrecimiento la posición de los vanos de las ventanas.
Unión con elementos de hormigón armado
Para una buena trabazón entre la albañilería y elementos de hormigón armado, se construyen primero los paños de albañilería y luego el hormigón de los elementos de confinamiento.
Un endentado de los bordes verticales del paño de albañilería, o bien;
Con conectores hechos con barras para hormigón armado ubicados en las juntas horizontales del mortero.
Curado del muro
El curado es el proceso, mediante el cual, se mantiene controlado el contenido de agua del mortero de pega en la albañilería, especialmente en el periodo de endurecimiento.
Se recomienda para ello la ejecución de un riego del muro temprano en la mañana, y otro al terminar la tarde.
Formatos de materiales aislantes
Para los materiales de aislamiento térmico hechos de poliuretano, la gama es más amplia.
Los edificios se pueden aislar con el uso de paneles sándwich o espuma que se aplica sobre la superficie del componente de la envoltura con unidades de pulverización.
La mayoría de los materiales de aislamiento térmico más populares (lana, poliestireno) están disponibles en forma de paneles montados sobre la superficie de un componente de la envoltura del edificio.
Los paneles varían en grosor, por lo que puede ajustar fácilmente los parámetros de la capa de aislamiento a sus propias necesidades.
El poliestireno y la lana mineral también están disponibles en varios tamaños y los paneles se pueden cortar a medida.
Las planchas vienen en 1 a 10 cms.
Nuestra línea de productos Aislan se elaboran a base de lana de mineral de alta calidad y sus diseños se presentan en forma de colchonetas, caños, bloques y frazadas.
Fabricado a base de fibras minerales, dimensiones predeterminadas y de baja densidad.
El producto se emplea en edificaciones con fines habitacionales e industriales como aislante térmico y absorbente acústico.
Las dimensiones de Aislan Colchoneta Libre son colchonetas de 0.5 m.
Aislar por dentro o por fuera
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