Los Materiales y Sus Características Térmicas

7/25/2019 Los Materiales y Sus Caractersticas Trmicas

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Los materiales y sus caractersticas trmicas

La decisin de usar unos materiales u otros puede tener un gran impacto en el desempeotrmico y energtico de los edifcios. No todos los materiales son iguales, y no todos losmateriales tienen el mismo comportamiento ante dierentes condiciones ambientales. Porotro lado algunos materiales tienen cualidades que, si se aprovechan, pueden ayudar aresolver las eigencias clim!ticas a las que se ven sometidos los edifcios.

Podemos afrmar que conocer con cierto detalle las caracter"sticas trmicas de losmateriales empleados en la edifcacin resulta indispensable para tomar decisiones dediseo adecuadas. #n los siguientes art"culos estudiaremos algunas de esas caracter"sticas,incluyendo las propiedades trmicas b!sicas $densidad, conductividad, resistencia, valor %,calor espec"fco, calor espec"fco volumtrico, capacidad trmica...&, las propiedadessuperfciales $absortividad, emisividad, re'ectividad...&, as" como los conceptos deaislamiento y masa trmica.

#n esta categor"a encontrar!s los siguientes art"culos $tambin puedes acceder a ellosmediante el men( correspondiente a la derecha&)

Caractersticas trmicas bsicas

#n este tpico se describen las principales caracter"sticas trmicas de los materiales,haciendo nasis en aquellos que se emplean de manera regular en la construccin. *l fnalpodr!s encontrar una tabla con algunos valores relacionados con estos par!metros.

Densidad

+i bien la densidadno es una propiedad trmica en s" misma, se trata de unacaracter"stica que aecta de manera signifcativa el desempeo trmico de los materiales.La densidad, o masa especfcade un material, es el cociente que resulta de dividir lacantidad de masa$g& de dicho material por su volumen unitario$m-&. *s", la densidadque caracteria al material se mide en ilogramos por metro c(bico $g/m-&.

Los materiales empleados en la edifcacin presentan un amplio rango de densidades.*lgunos productos aislantes apenas alcanan una densidad de 01 g/m-, mientras que losm!s pesados, como el cobre, alcanan densidades cercanas a los 2,311 g/m-.

Conductividad y resistividad

La conductividad$& y la resistividadson propiedades simples de los materiales. Laconductividad se refere a la capacidad de un material para conducir calor a travs de suestructura interna y se epresa en 4atts por metro grado 5elsius $4/m65&. 7tra unidad,aunque de uso cada ve menos recuente, es la ilocalor"a por hora metro grado 5elsius

$8cal/mhr65&. La equivalencia entre ambas unidades es)

0 8cal/mhr65 9 0.0:- 4/m65

#n algunos estudios la conductividad trmica se describe como el 'u;o de calor que,en rgimen estacionario, atraviesa un material de caras plano


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La resistividad, por otro lado, es el inverso de la conductividad $0/& y por lo tantorepresenta la capacidad del material para resistir el 'u;o de calor. +e epresa en metrogrado 5elsius por 4att $m65/4&.

Por e;emplo, el acero es un material de elevada conductividad $=1 4/m65& y ba;aresistividad $1.1> m65/4&, mientras que el poliestireno epandido tiene una conductividad

muy ba;a $1.1- 4/m65& y una resistividad alta $--.-- m65/4&.

Conductancia y resistencia

La conductanciay la resistencia$%& son propiedades de una capa de material, por lo quedependen delespesorespec"fco de dicha capa.

La conductancia representa la capacidad de la capa de material para conducir el calor y esigual a la conductividad dividida por el espesor, epres!ndose en 4atts por metro cuadradogrado 5elsius $4/m>65&.

La resistencia, por otro lado, representa la capacidad de una capa de material para resistirel 'u;o de calor y es igual a la resistividad multiplicada por el espesor, epres!ndose en

metro cuadrado grado 5elsius por 4att $m>65/4&. ?ambin, aunque casi en desuso, seencuentra la unidad metro cuadrado hora grado 5elsius por ilocalor"a $m>hr65/8cal&)

0 m>65/4 9 0.0:- m>hr65/8cal

@ado que la resistividad es el inverso de la conductividad, y que los valores deconductividad de los materiales constructivos suelen ser m!s accesibles, la resistencia deun material generalmente se calcula con la siguiente rmula)

% 9 e /

@onde)

% 9 %esistencia trmica por unidad de !rea de la capa de material $m>65/4&,e 9 #spesor de la capa de material $m&. 9 5onductividad del material $4/m65&.

+iguiendo el e;emplo anterior, una capa de acero de =mm tendr"a una resistencia trmicade 1.1110 m>65/4, mientras que una capa de poliestireno epandido de =1mm tendr"a unaresistencia trmica de 0.:A m>65/4.

#n algunos estudios el valor de la resistencia trmica de una capa de material se eplicacomo la dierencia de temperatura que se requiere para producir una unidad de 'u;o decalor por unidad de superfcie.

Balor %

#s com(n epresar la resistencia trmica de los materiales, sobre todo de los productosaislantes, comovalor R. Por e;emplo, el valor % de una t"pica colchoneta de fbra de vidriosuele ser de %>.C, es decir, >.C m>65/4.

+i se toma el !rea total de una capa de este material $m>&, se multiplica por la dierencia detemperatura $65& y se divide por >.C, se obtiene el 'u;o de calor en 4atts. *s", 011 m> deaislamiento a base de colchoneta de fbra de vidrio %>.C, epuesto a una dierencia de


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temperatura de >165, de;ar! pasar un 'u;o cercano a los 2-- 4atts.

#l valor % se epresa generalmente en m>65/4att, pero en algunos pa"ses se emplea el piecuadrado grado ahrenheit por unidad trmica brit!nica $tD6Eh/Ftu&)

0 m>65/4att 9 =.:AC= t>6Eh/Ftu

0 t>6Eh/Ftu 9 1.0A:0 m>65/4att#s muy importante prestar atencin a las unidades, ya que en esos paises el valor % de lacolchoneta en cuestin se epresar"a como %0-.: $t>6Eh/Ftu&.

#n realidad, como se indica en el apartado de resistencia total, los "ndices de transmisinde calor pueden variar ligeramente ya que eiste una resistencia etra a la transmisin decalor entre el aire interior y la superfcie del componente, as" como entre la superfcieepuesta y el aire eterior. *s" mismo, la transmisin de calor puede variar dependiendo dela velocidad del viento.

5alor espec"fco

#l calor especfcoes una propiedad simple de los materiales que se refere, en trminosgenerales, a la capacidad que tienen para acumular calor en su propia masa. ?ambin sepuede defnir como la cantidad de calor que es necesario suministrar a una unidad de pesodel material para incrementar su temperatura en un grado 5elsius. Gientras mayor sea elcalor espec"fco, m!s energ"a tendr! que suministrarse para calentar el material.

Para designar al calor espec"fco se utilia el s"mbolo 5e. #n el +istema Hnternacional seutilia como unidad del calor espec"fco el Ioule por ilogramo grado 5elsius $I/g65&. #nocasiones tambin se utilia la ilocalor"a por ilogramo grado 5elsius $8cal/g65&, deacuerdo a la siguiente equivalencia)

0 I/g65 9 1.>-3 8cal/g65

#l agua, curiosamente, tiene uno de los valores de calor espec"fco m!s elevados, con cercade C,>11 I/g65. +in embargo los valores de la gran mayor"a de los materiales empleadosen la edifcacin oscilan entre A11 y 0,=11 I/g65. #n otras palabras, se trata de unpar!metro que slo representa dierencias importantes en el comportamiento trmico delos materiales cuando se le considera en relacin con otras propiedades, como la densidad.

5alor espec"fco volumtrico

#l calor especfco volumtricorepresenta la capacidad de almacenamiento de calor deun material, de acuerdo a su densidad. +e calcula multiplicando su densidad por su calorespec"fco, lo que nos da como unidad de medida el 8ilo;oule por metro c(bico grado

5elsius $8;/m-65&. 7tra unidad de medida, aunque de uso menos com(n, es la 8ilocalor"apor metro c(bico grado 5elsius $8cal/m-65&. La equivalencia entre ambas medidas es comosigue)

0 8;/m-65 9 1.>-3 8cal/m-65

@ado que en realidad el calor espec"fco var"a relativamente poco entre los principalesmateriales constructivos, su capacidad de almacenamiento de calor se relacionaestrechamente con la densidad) los materiales pesados, como el concreto, el ladrillo y la


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piedra, suelen presentar una elevada capacidad de almacenamiento de calor, mientras quecon los materiales ligeros, como los aislantes, sucede lo contrario.

5apacidad trmica

La capacidad trmicarepresenta una medida del calor que pueden almacenar las capasde material. Para c!lculos simples, la capacidad trmica se puede determinar multiplicando

la densidad del material por el espesor de la capa, y luego por su calor espec"fco, de lo cualresulta la unidad Ioule por metro cuadrado grado 5elsius $I/m>65&. Por e;emplo, lacapacidad trmica de una capa de adobe de -1cm ser"a la siguiente)

0,:11 g/m- J 1.- m J 0,C21 I/g65 9 A01,C11 I/m>65 9 A01.C1 8;/m>65

5uando se utilia la capacidad trmica en c!lculos en rgimen dinmico$contemperaturas variables&, por e;emplo para estimar el desempeo de un cerramiento, esnecesario emplear c!lculos comple;os por lo que se suele recurrir a herramientasinorm!ticas.

5aracter"sticas superfciales

Las propiedades superfcialesde los materiales pueden aectar de manera signifcativasu desempeo trmico, por lo que es necesario tomarlas en cuenta en el momento de sueleccin. #sto es especialmente importante para los materiales que conorman las capaseternas de los cerramientos.

*bsortividad y absortancia

La absortividades la propiedad de un material que determina la cantidad de radiacinincidenteque puede absorber. La absortancia, por otro lado, representa en s" la raccinde radiacin incidente que es absorbida por un material, con valores que van de 1.1 a 0.1$aunque tambin se puede epresar en trminos de porcenta;e, de 1K a 011K&. Laabsortancia, en ocasiones denominada absorcin superfcial, depende undamentalmentedel color y el acabado de los materiales.

La absortancia puede ser establecida en relacin con radiaciones de dierentes longitudesde onda. @ebido a ello es com(n encontrar tres ormas distintas deabsortancia) solar, visibley trmica)

La orma m!s com(n se refere a la absortancia solar, la cual incluye el espectro visible,el inrarro;o y el ultravioleta. #ste par!metro generalmente se usa para estimar la orma enque la radiacin solar aecta el balance trmico de las superfcies $eteriores e interiores&de los elementos constructivos. #n la tabla incluida aba;o se indican los valores deabsortancia solar de algunos materiales constructivos.

7tro par!metro se refere a la absortancia visible. #sta representa la raccin de laradiacin visible incidente que es absorbida por un material. #n ese sentido el rango delongitudes de onda considerado es mucho m!s estrecho que en el caso de la de radiacin


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solar, ya que no se incluye el espectro inrarro;o ni el ultravioleta. #ste par!metro tambinaecta el balance trmico superfcial, aunque generalmente se emplea en los c!lculos deiluminacin.

n tercer valor es el de la absortancia trmica, el cual se puede considerar un par!metroequivalente a la emitancia. La absortancia trmica representa la raccin de la radiacin

incidente de onda larga $longitudes de onda inrarro;as& que es absorbida por un material.#ste par!metro aecta el balance trmico superfcial, pero suele usarse para calcular losintercambios de radiacin de onda larga entre varias superfcies. *l igual que en los casosanteriores, los valores de la absortancia trmica van de 1.1 a 0.1, donde 0.1 representa lascondiciones de un cuerpo negro ideal, el cual absorber"a $y emitir"a& toda la radiacin deonda larga incidente.

#misividad

La emisividadde un material representa la proporcin entre la energ"a radiada por dichomaterial y la energ"a que radiar"a un cuerpo negro ideal, dada la misma temperatura y lamisma superfcie. #n ese sentido se trata de una medida de la capacidad de un materialpara absorber y radiar energ"a. +i asignamos al cuerpo negro ideal un valor de 0.1,entonces cualquier ob;eto real tiene una emisividad mayor a 1.1 y menor a 0.1.

*dem!s de la temperatura, la emisividad depende de actores como las condiciones de lassuperfcies $pulidas, oidadas, grado de rugosidad&, el !ngulo de emisin y la longitud deonda. +in embargo generalmente se asume que la emisividad y la absortividad de unasuperfcie no dependen de la longitud de onda, sino que son constantes. #sto se conocecomo el supuesto del cuerpo gris.

@e acuerdo a la ley de 8irchhoM, para un ob;eto en equilibrio trmico la emisividad es iguala la absortividad, de tal manera que un ob;eto que absorbe menos radiacin de la queincide sobre l tambin emitir! menos radiacin que un cuerpo negro ideal.

#n la siguiente tabla se muestran los valores de absortancia solar y emisividad de algunosmateriales comunes en la edifcacin)


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Fuentes: M. Evans (1980) y B. Givoni (1976)

%e'ectividad y re'ectancia

#n ptica y termodin!mica, la reectividadrepresenta la raccin de la radiacin incidenteque es re'e;ada por una superfcie. #n trminos generales la re'ectividad se considera unapropiedad direccional, ya que adem!s de la longitud de onda, depende de la direccin de laradiacin incidente y de la direccin de la radiacin re'e;ada.

Guchas superfcies pueden catalogarse como especulares o diusas. Las superfciesespeculares, como el vidrio o los metales brillantes, son aquellas cuya re'ectividad escercana a cero en todas las direcciones, ecepto en el !ngulo de re'ein correspondiente.#n cambio las superfcies diusas, como la pintura blanca mate, presentan valores de

re'ectividad iguales $o casi iguales& en todas las direcciones. #stas (ltimas tambin seconocen como superfcies Lambertianas. +in embargo, en la realidad casi todas lassuperfcies presentan una cierta mecla de re'ectividad diusa y especular.

#n ciertos campos, la re'ectividad se distingue de la reectanciapor el hecho de que laprimera es un valor que se aplica para capas re'e;antes gruesas, mientras que la segundaaplica para capas delgadas. 5uando la re'ein ocurre en capas delgadas, los eectos de lare'ein interna pueden provocar que la re'ectancia var"e de acuerdo al grosor de lasuperfcie.

%ugosidad

La rugosidadde un material se suele epresar como el coefciente entre el !rea real y el!rea aparente de su superfcie. +i el !rea real es igual al !rea aparente el coefciente derugosidad es de 0.1. #s muy com(n, sin embargo, que el !rea real sea mayor al !reaaparente, en cuyo caso el coefciente de rugosidad ser! mayor a 0.1 $nunca menor&. #stepar!metro aecta principalmente la conveccin superfcial de los componentesconstructivos.


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Gateriales aislantes

5uando se habla de aislamiento trmicogeneralmente se piensa en el uso de materialescon una elevadaresistencia trmica$o dicho en otros trminos, un ba;o nivel

de conductancia&, con los cuales se busca reducir el 'u;o de energ"a a travs de loscerramientos. +in embargo eiste otro tipo de aislamiento, elreectante, que uncionareduciendo el 'u;o de calor radiante. *lgunos autores incluso sealan un tercer tipo deaislamiento, llamado capacitivo, si bien ste se eplica me;or en trminos de masatrmica. #n los siguientes p!rraos haremos una breve descripcin del aislamientoconductivo y el aislamiento re'ectante.

#ntre las principales unciones de los materiales aislantes se encuentran las siguientes)

Minimizar el paso de calora travs de los cerramientos, reteniendo el calor en elinterior de los edifcios $aislamiento del r"o& o evitando su ingreso $aislamiento delcalor&.

Controlar las temperaturas superfcialesde los cerramientos, mantenindolassufcientemente altas para evitar las condensaciones, o sufcientemente ba;as paraevitar elevadas temperaturas radiantes interiores.

Modifcar la inercia trmicade los cerramientos. #n este caso los materialesaislantes generalmente se usan en combinacin con materiales de elevada masatrmica. #l comportamiento del cerramiento ser! muy dierente si la capa aislantese ubica hacia el interior o el eterior.

*islamiento resistivo

#n general, adem!s del vac"o, los peores conductores de calor son los gases $como el aire&,los cuales transmiten a(n menos calor cuando se evitan sus movimientos convectivos. #sto(ltimo se puede lograr atrapando el gas en pequeos compartimentos o en c!maras muydelgadas. @ebido a ello los materiales constructivos considerados como aislantes sonprecisamente aquellos que deben su ligerea a la gran cantidad de aire encapsulado en suinterior, como las colchonetas hechas a base de fbras. Gientras m!s pequeos ynumerosos sean los compartimientos de aire mayor ser! la capacidad de aislamiento. ?al esel caso de materiales como el poliuretano y el poliestireno, que son aun m!s efcientes quelas colchonetas. Los materiales menos aislantes, obviamente, son los metales altamenteconductivos como el acero y el cobre.

@e acuerdo a algunas normas internacionales, se consideran aislantes los productos

constructivos que tienen una conductividad trmicainerior a 1.1: 4/m65 yuna resistencia trmicasuperior a 1.= m>65/4 $en este (ltimo par!metro entra en ;uegoel espesordel material&. Por lo que respecta a la conductividad, uno de los materiales m!saislantes empleados en la construccin es el poliisocianurato, con un valor de 1.1>: 4/m65,mientras que en el l"mite superior se encuentran materiales como la fbra de madera $1.1:4/m65&.

Productos aislantes resistivos
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Los productos aislantes resistivos se suelen encontrar en cuatro ormas distintas) placas,feltros, rociados $espreados&, y rellenos)

Placas

Las placas r"gidas generalmente se hacen con espumas sintticascomo el poliestireno

epandido $#P+& o etrudido $P+&, el poliuretano epandido y el poliisocianurato. #nocasiones tambin se producen mediante materiales fbrosos prensados. *lgunas placasincluyen pelculas reectantespara reducir tambin la transmisin de calor por radiacin$ver m!s aba;oAislamiento refetante&.

#stos productos orecen un ecelente aislamiento trmico $un elevado valor %& y ac(stico,adem!s de que son relativamente resistentes a pesar de su ligerea. Por otro lado suelenbrindar una buena cobertura superfcial, reduciendo las prdidas y ganancias de calor atravs de fsuras, si bien es necesario tener cuidado con las ;untas. Las placas aislantesgeneralmente se aplican en la parte eterna de los cerramientos eteriores $muros ycubiertas& o en c!maras de aire. ?ambin es com(n su uso en cimentaciones, suelos ycielorrasos.

Eieltros

Los feltros $o colchonetas& se abrican con distintos tipos de fbrasque pueden sersintticas, de vidrio, minerales o naturales. La fbra de vidrio se produce con arena y vidrioreciclado, mientras que la fbra mineral se hace con una mecla de roca bas!ltica y residuosmet!licos triturados. Por lo que respecta a las fbras naturales, se han desarrollado feltros apartir de la lana, el algodn e incluso productos como la c!scara de coco. *unque no sontan efcientes como las placas aislantes, los feltros representan una opcin interesantedesde el punto de vista de la sustentabilidad, sobre todo los que se derivan de productosnaturales.

Los feltros se encuentran disponibles en orma etendida o en rollos. *lgunos incluyenpel"culas tetiles o pl!sticas, en una o ambas caras, con el ob;eto de brindarles mayorresistencia y estabilidad, impedir el paso del vapor de agua o incluso proporcionaraislamiento radiante. na venta;a importante de los feltros es su 'eibilidad, ya que sonmuy !ciles de cortar y adaptar a distintas situaciones de obra.

*islantes rociados

Los aislantes rociados se componen de fbras sueltaso pequeos agregados,generalmente adicionados con adesivospara hacerlos m!s resistentes. Oeneralmente seproducen con fbras de vidrio, minerales o de celulosa, si bien en algunos lugares seemplean fbras de lana ovina. #n el caso de las fbras de celulosa, casi siempre se producen

a partir de papel reciclado y se tratan con qu"micos que retardan el uego.

#stos aislantes suelen aplicarse sobre los cielorrasos o como relleno de cavidades en elinterior de algunos cerramientos. Pueden proporcionar una buena resistencia ala infltracinsi son lo sufcientemente densos.

#spumas de relleno

Las espumas de relleno, generalmente producidas con base en materiales como el


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poliuretano, se introducen directamente en las cavidades de algunos cerramientos. *linyectarla, la espuma se epande hasta llenar por completo dichas cavidades.

na desventa;a de las espumas es que casi siempre deben ser aplicadas por instaladoresproesionales y con equipos especiales. Por otro lado, debido a la potencial toicidad dealgunas de ellas, es necesario garantiar que no queden epuestas al ambiente. +in

embargo orecen la posibilidad de generar un aislamiento perectamente a;ustado a lascavidades, haciendo m!s efciente su uncin y reduciendo las infltraciones de aire a travsde la envolvente.

*islamiento re'ectante $radiante&

* dierencia de los aislantes resistivos, que reducen la transerencia de calor porconduccin, los aislantes reectantesact(an como barrera a las ondas radiantes,principalmente aquellas ubicadas en el rango de los in!rarro"os. Por lo general se producenf;ando una capa de aluminio, u otro material de brillo similar, a una l!mina m!s o menos'eible de pl!stico o de cartn.

#n la gran mayor"a de los materiales empleados en la construccin eiste una relacindirecta entre su capacidad para absorber y emitir radiacin, la cual depende tanto de sucolor como de sus caracter"sticas superfciales. Los materiales con acabado oscuro y matesuelen presentar valores altos de absortanciayemisividad, mientras que en losmateriales con acabado claro y brillante estos valores suelen ser mucho m!s ba;os. #stos(ltimos son los m!s adecuados para generar aislamiento re'ectante. 7bviamente mientrasm!s claros y brillantes sean mayor ser! su efciencia.

@ebido a que los aislantes re'ectantes slo reducen la transerencia de calor radiante $noson buenos para reducir la transerencia por conduccin& deben aplicarse en la superfcieinterior o eterior de los cerramientos, o bien dentro de una c!mara de aire. Por otra partees importante considerar que su nivel de resistencia a los 'u;os de calor depende en buena

medida de la direccin de dichos 'u;os. Oeneralmente resultan m!s eectivos antelos u"os de calor descendentes.

Los aislantes re'ectantes se pueden emplear para reducir tanto las ganancias de calor enlos climas c!lidos como las prdidas en los climas r"os, aunque suelen ser bastante m!sefcientes en la primera situacin. #n todo caso para ser eectivos deben tener un alto"ndice de reectancia$por lo menos 1.3&.

Gateriales de elevada masa trmica

Los materiales que tienen una elevada capacidad trmica, es decir, unespesorconsiderable y un gran calor espec"fco volumtrico, as" como una conductividad moderada,digamos entre 1.= y >.1 4/m65, generan lo que se conoce como e!ecto de masa trmica.#ntre ellos podemos incluir el adobe $y la tierra en general&, el ladrillo, la piedra, el concretoy el agua $uno de los m!s efcientes&.

#stos materiales pesados tienen la cualidad de absorber la energ"a calrica y distribuirlagradualmente en su estructura interna. @ado que requieren una gran cantidad de energ"a


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para aumentar su temperatura, los procesos de transmisin de calor por conduccin atravs de ellos propician un eecto de almacenamientoQ de calor, lo cual provocaenmenos bastante peculiares. Para comprenderlos me;or imaginemos la siguientesecuencia de eventos)

n muro grueso de adobe recibe una cantidad importante de radiacin solar durante el d"a.

La radiacin solar calienta la superfcie eterior del muro y ese calor es absorbido ytransmitido lentamente hacia la superfcie interior $siempre y cuando sta tenga unatemperatura inerior&. nas 2 horas despus de que el muro recibi la mayor cantidad deenerg"a, es decir, durante la noche, su superfcie interior alcana la mayor temperaturaposible, contribuyendo a calentar el espacio interior. Para ese momento el muro haalmacenadoQ una cantidad importante de energ"a, por lo que seguir! radiando calor haciael interior bastantes horas despus de que la superfcie eterior haya de;ado de recibirradiacin. *(n cuando durante la noche el muro pierde calor tambin hacia auera $si latemperatura eterior desciende lo sufciente& una parte importante de ste continuar!ingresando al espacio interior.

Para medir de manera ob;etiva el eecto de masa trmica se han defnido dos conceptos

que operan en rgimen din!mico y act(an en orma simult!nea) el retraso y elamortiguamiento trmicos.

%etraso y amortiguamiento trmicos

#l retraso trmico, en ocasiones llamado des!ase, hace reerencia al tiempo que tarda enpasar el calor a travs de una capa de material. @icho en otros trminos, es el tiempotranscurrido entre los momentos en que se dan las temperaturas m!imas en cada una delas superfcies del material. Gientras mayores sean el espesor y la capacidad trmica, ymenor la conductividad, m!s tiempo requerir! la energ"a calrica para atravesarlo. n murode adobe de :1cm de espesor, por e;emplo, puede presentar un retraso trmico de 2


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#l uso apropiado de los materiales con masa trmica

Los materiales de elevada masa trmica orecen el mayor potencial de aprovechamiento enlos lugares cuyas temperaturas presentan variaciones diarias signifcativas. Por e;emplo enalgunos desiertos la temperatura eterior puede alcanar los C165 durante la tarde,mientras que puede descender hasta los 0165 durante la madrugada. #n los edifcios concerramientos de elevada masa trmica $con un retraso trmico de entre 2 y 0> horas& losaportes calricos diurnos pueden llegar a los espacios interiores durante la noche, es decir,cuando son necesarios para contrarrestar el descenso de la temperatura eterior. Por otrolado, al haber descargado gran parte de su energ"a calrica durante la noche, loscerramientos son capaces de absorberQ aportes calricos durante el d"a, contribuyendo areducir las temperaturas interiores. #ste (ltimo enmeno es especialmente eectivocuando se aprovecha la ventilacin natural durante el periodo nocturno.

#n los climas que son constantemente c!lidos los materiales de elevada masa trmicasuelen tener eectos reducidos, e incluso pueden llegar a ser per;udiciales. #sto se debe aque la superfcie interior de los cerramientos tiende a mantener una temperatura cercana alpromedio de las temperaturas eteriores. +i sta se ubica cerca del l"mite superior del

rango de temperaturas de conort, de hecho puede contribuir a incrementar el disconort delos ocupantes. #sa es la ran por la que la arquitectura vern!cula en los lugares de climatropical suele ser de materiales ligeros y de reducida masa trmica, generalmentevegetales.

*lgo similar sucede en los lugares muy r"os, como las regiones subpolares, donde laprioridad suele ser un elevado aislamiento. #n ste caso la masa trmica epuesta sereduce al m"nimo. +in embargo en algunas circunstancias estos materiales se puedenaprovechar en orma localiada y en pequea escala, por e;emplomediante cimeneasy muros #rombe.

7tro aspecto a considerar es la calibracinQ del espesor de los cerramientos de elevada

masa trmica. 5uando stos son muy delgados el calor absorbido aecta a los espaciosinteriores casi de inmediato, es decir, cuando resulta m!s per;udicial. *dem!s las prdidasde calor en los periodos r"os suelen ser muy r!pidas. +i son demasiado gruesos,curiosamente, pueden generar un eecto similar) la acumulacin y transmisin de calorrequieren periodos ecesivamente largos, por lo que los aportes de calor hacia el interior sepueden dar cuando no son necesarios.

Los edifcios con sistemas de climatiacin artifcial merecen mencin aparte. #n ste casola elevada masa trmica tambin puede llegar a ser per;udicial, ya que dichos sistemas seven obligados a traba;ar en buena medida para enriar o calentar los cerramientos, antes delograr un adecuado acondicionamiento de los espacios interiores. #sto es a(n m!s evidenteen los lugares de uso espor!dicos $un teatro, por e;emplo&, en los que se requiere un eecto

pr!cticamente inmediato de los sistemas de climatiacin.

5ombinacin de aislamiento y masa trmica

La combinacin de materiales aislantes y materiales de elevada masa trmica en loscerramientos de los edifcios suele redituar grandes benefcios. no de ellos es que loscomponentes con masa trmica no requieren un gran espesor para traba;ar de maneraefciente $generalmente un grosor de 0= a >=cm es adecuado& lo cual signifca ahorrosimportantes, tanto de espacio como de recursos econmicos. #l m!s importante, sin


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embargo, es que se pueden lograr prestaciones trmicas m!s signifcativas que cuando slose usa alguno de ellos.

Numerosas investigaciones han demostrado que lo ideal es ubicar el material aislante haciael eterior, de preerencia en orma continua para evitar los puentes trmicos. @e esamanera la masa trmica interact(a m!s efcientemente con los espacios interiores,

mientras que el aislamiento constituye una barrera tanto al ingreso del calor $en losperiodos c!lidos& como a las prdidas $durante los periodos r"os&.


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Fuentes: Fernan!o "u!ela# Eo!ise$o% E!uar! Ma&ria# Manual !e Ar'uitetura olar% ManuelMartn Monroy


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Los Materiales y Sus Características Térmicas

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