Resumen: T-094

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Materiales aislantes en la edificacin arquitectnica

Jacobo, Guillermo Jos - Vedoya, Daniel Edgardo

Instituto de Investigaciones Tecnolgicas para el Diseo Ambiental del Hbitat Humano ITDAHu-FAU-UNNE Av. Las heras N 727 (3500) Resistencia Argentina E-Mail: gjjacobo@arq.unne.edu.ar devedoya@arnet.com.ar

ANTECEDENTES

Cerca de un tercio de los consumos energticos primarios anuales a nivel internacional se utilizan en la edificacin arquitectnica, por esto se emiten miles de toneladas de CO2 al medio ambiente, siendo esto una de las causas principales del efecto invernadero planetario y de los consecuentes cambios climticos globales actuales. Por tal motivo, se hace cada vez ms necesario optimizar el consumo energtico en la edificacin arquitectnica por medio de un mejoramiento de las condiciones aislantes de las envolventes constructivas. Debido a ello, es importante que tanto los profesionales de la construccin como as tambin los usurarios de los espacios arquitectnicos deban conocer e implementar dispositivos tcnicos constructivos que impidan las ganancias y/o perdidas de energa desde el hecho arquitectnico. En otras palabras, concretar aislaciones higrotrmicas eficaces y eficientes en las edificaciones. Como se sabe popularmente, todos los materiales de la construccin tienen propiedades fsicas que permiten o retardan el flujo de energa que se manifiesta como energa que calienta o enfra el ambiente interior segn como se mueva dicho flujo energtico. Como ejemplo de estas propiedades se puede citar que un material tpicamente aislante de 17 cm de espesor tiene una capacidad de aislacin trmica tal, que es comparable a un tabique de hormign armado 892 cm. Debido a esto que se confunde normalmente peso, densidad, rigidez, y resistencia estructural con la capacidad de aislar trmicamente de un material de la construccin. Como ejemplo de lo citado se observa en el siguiente cuadro la necesidad de espesor (cm) de diferentes materiales de uso corriente en la construccin, con respecto a un material propiamente aislante de 17 cm de espesor con un coeficiente de conductividad ( ) de 0,04 W/mK:

Los materiales aislantes no son todos iguales, pues segn su forma de comercializacin, capacidad de carga, comportamiento ante el fuego, la humedad, el agua, coeficiente de conductividad, etc., son aplicables en diferentes situaciones constructivas. Adems se diferencias entre si segn su forma de producirlos, de los materiales y materias primas utilizadas en la produccin y en sus efectos sobre la salud humana y el medio ambiente. Por tal motivo se observa en la siguiente figura una clasificacin general de los materiales aislantes:

MATERIALES Y MTODOS

Se realizo un relevamiento de bibliografa tcnica para abarcar un amplio espectro de materiales de construccin aptos para ser utilizados como aislantes en el campo de la edificacin arquitectnica, para luego sintetizar la informacin

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analizada, la cual puede ser consultada por el interesado de manera quesea comprensible, de tal manera se divulgan las bondades de las aislaciones para beneficio del medio ambiente con el consecuente ahorro energtico en la edificacin. DISCUSIN DE RESULTADOS

La aplicacin correcta de los diferentes materiales antes citados permite alcanzar condiciones higinicas adecuadas en los espacios interiores, lo que permite que el usuario se encuentre en condiciones de confort psicofsicas. Con tal objetivo, se hace necesario aclarar algunos conceptos de fsica de la construccin que son las que regulan el comportamiento trmico en la edificacin, como las siguientes: _ COEFICIENTE DE CONDUCTIVIDAD (): es una valor especifico de cada material que significa la capacidad del material de conducir el flujo calrico, independientemente del espesor y de la situacin constructiva del mismo. Su unidad es: W/mK, y cuanto menor es el valor numrico, mucho mejor es el efecto aislante. Se considera a un material como aislante cuando su valor de es menor a 0,1 W/mK;

_ COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TRMICA (K): es el valor fsico del flujo calrico transmitido por una elemento constructivo, considerando su espesor total y de sus componentes, los componentes constituyentes (por ende los valores de cada uno de ellos), su situacin constructiva y su ubicacin en la edificacin. Su unidad es: W/m2K. Su denominacin internacional es el U. El valor de K deja reconocer inmediatamente si un elemento constructivo deja fluir el calor o no desde el interior al exterior en invierno y viceversa en verano, por lo que permite estimar en primera instancia si una tecnologa constructiva determinada es o no amiga del medio ambiente, pues por ejemplo, ante un valor alto de K en situacin de invierno, se deber incorporar energa calrica a la edificacin para mantenerla calefaccionada, por lo que implica un alto dispendio de energa, pues la envolvente constructiva no cumple correctamente su funcin aislante al no mantener la temperatura interior en valores constantes sin necesidad de gastos energticos extras. Lo mismo suceder en situacin de verano, o sea que la edificacin no tendr la capacidad aislante ante la carga trmica externa, por lo que se deber realizar un dispendio energtico extra con equipos de refrigeracin.

Estos dos conceptos bsicos de la fsica de la construccin regulan en primera instancia el comportamiento trmico de la edificacin segn que tipo de materiales aislantes sean implementados en la etapa de proyecto y construccin de un objeto arquitectnico. Otro conceptos que tambin influyen notablemente en el comportamiento trmico son el buen diseo y ejecucin de las soluciones tecnolgicas para evitar los puentes trmicos, la homogeneidad constructiva para evitar la infiltraciones de aire, la seleccin adecuada de los materiales aislantes trmicos segn los movimientos del vapor de agua, o sea la existencia o no de barreras de vapor, que pueden modificar el comportamiento de la aislacin trmica si se presentan condensaciones (intersticiales o superficiales) en el elemento constructivo, el color y la rugosidad de las terminaciones, las necesidades de incorporar materiales aislantes ante necesidades acsticas o de proteccin del fuego.

CONCLUSIONES

Como se observa son un sinfn de factores tcnicos que influyen directamente en el comportamiento trmico de la edificacin. En otras palabras, todo esto implica un adecuado e idneo diseo tecnolgico-constructivo con una ajustada ejecucin de obra. En los siguientes grficos se observa el fenmeno fsico del flujo calrico siendo transmitido por diferentes rubros constructivos del objeto arquitectnico (en estos casos desde el interior al exterior, del color rojo al azul), y tambin, el porque de la necesidad de un buen diseo tecnolgico para mantener buenas condiciones de aislacin trmica, lo que implica que el beneficio al medio ambiente no pasa solamente por el uso de un determinado material, sino tambin, por su implementacin tecnolgica, concretado con el diseo ajustado y la ejecucin correcta de la obra. Adems, se encuentra el factor normativa tcnica vigente, jugando un papel fundamental por medio del cumplimiento de los mismos, considerndolos en la etapa de diseo, los controles de ejecucin en obra como fueron diseados y aprobados por los entes oficiales, y la verificaciones de su eficacia y eficiencia durante el tiempo de servicio del objeto arquitectnico.

Fuentes: DANIELS (2002); GRIMME (1990-2003);

SCHULZ (1993);JACOBO & VEDOYA (2003); PETER & MUNTWYLER & LADNER

(1995); PETERS & METZEMACHER (1997);

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Se identifican algunos materiales aislantes y sus efectos sobre el medio ambiente (ver en las siguientes figuras) en cuanto a la colaboracin en la reduccin del consumo de energa primaria o de combustibles que emiten txicos al medio ambiente (fsiles no renovables) cuando se los utilizan en todas sus etapas de vida (extraccin de materia prima, elaboracin como combustible: produccin de energa, distribucin y uso final)

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La produccin de energa primaria segn la demanda energtica creciente y continua que se pronostica que tendr lugar hasta el ao 2030, tambin indica que la demanda de confort ambiental en la edificacin aumentar, por el simple hecho de que la poblacin mundial aumenta continuamente y no hay perspectiva a corto plazo de interrumpirse, particularmente en los pases del tercer mundo. Por tal motivo, la mentada calidad de vida del hbitat humano en dichos pases no mejorar para todos los habitantes de los mismos, si no por el contrario aumentara la degradacin del hbitat humano. Por tal motivo, existen herramientas y materiales que podran permitir mitigar y mejorar tal situacin de decadencia continua. En el caso de la edificacin arquitectnica, es posible la reduccin del consumo energtico global con el uso adecuado de algunos materiales, de origen natural, cuyos costos de produccin, uso y mantenimiento son adecuados, no son txicos al medio ambiente, brindan beneficios ecolgicos su fomento de uso y explotacin (implantacin de bosques) y son reutilizables, tal como se observa en las tablas anteriores, en los materiales de origen natural, como ser la madera como materia prima.

BIBLIOGRAFA ALIAS, Herminia & JACOBO, Guillermo (1997), Comportamiento de materiales de construccin en muros de cerramiento. Condiciones ambientales y su adecuacin al NEA, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. ALIAS, Herminia & JACOBO, Guillermo (1998), Adecuacin de Muros de Cerramiento a Nueva Normativa de Transmitancia. Tipologas de Mejor Performance segn Categoras de Construccin en el NEA, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. ALIAS, Herminia & JACOBO, Guillermo (2002), Nueva normativa de acondicionamiento trmico de edificios: desarrollo del mtodo de clculo de la transmitancia trmica y condensaciones segn normas IRAM actualizadas. Comparacin con normativas anteriores, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. DANIELS, Klaus (2002), Technologie des kologischen Bauens, Birkhuser Verlag, Zrich, Suiza. ENERGIEAGENTUR NRW (2001), Dmmstoffe Einsatzbereiche und Eigenschaften, Wuppertal, Alemania. FORSCHUNGZENTRUM JLICH (2001), Neue Materialen, BMB + F, Bonn, Alemania. HERAS CELEMIN, Mara del Rosario (1990), Comportamiento energtico de edificios, Instituto de Energas Renovables, Ediciones CIEMAT, Madrid, Espaa. GRIMME, Friedrich (1990-2003), Wrmeschutz Wrmedmmung, Institut fr Tropentechnologie, Fachhochschule Kln, Colonia, Alemania. JACOBO, Guillermo & VEDOYA, Daniel (2002), Optimizacin energtica de la edificacin arquitectnica: situacin tecnolgica, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. JACOBO, Guillermo & VEDOYA, Daniel (2002), Optimizacin energtica de la edificacin arquitectnica: situacin energtica, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. JACOBO, Guillermo & VEDOYA, Daniel (2001), El confort en los espacios arquitectnicos de la regin Nordeste de Argentina, ITDAHu-FAU-UNNE, Resistencia, Argentina. JACOBO, Guillermo & VEDOYA, Daniel (2001), Hbitat humano, medio ambiente y energa. Anlisis de consumo energtico con valoracin ecolgicotoxicolgica de rubros constructivos para obras de arquitectura en el Nordeste de Argentina, Moglia Ediciones SRL, Corrientes, Argentina, ISBN N 987-43-6784-9. VEDOYA, Daniel (1987), Transmitancia Trmica y Gradiente de Temperatura, FAU-UNNE, Resistencia, Argentina,. WAGNER, Siegfried & HARR, Beate & MEYER, Udo (1998), kologisches Bauen mit Ziegeln, Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel e. V. im Bundesverband der Deutschen Ziegelnindustrie e. V., Bonn, Alemania.