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10/11/2017 / Josep Bunyesc

La inercia térmica rápida o lenta versus aislamiento térmico, base del confort térmico de los edificios pasivos o positivos

En este artículo explicamos las diferencias teóricas y monitorizadas de los efectos de la inercia térmica lenta o rápida en comparación con el papel del aislamiento térmico. Para entender qué papel juega cada uno, como se complementan y como se confunden.

El aislante térmico es un material de baja transmitancia térmica, que permite que el flujo de calor tenga dificultades para atravesar el material. El valor lambda (?) lo determina y lo identifica para cada material. La arcilla o tierra tiene un lambda de aproximadamente 0.5 W/mK, la madera 0.15W/mk y un aislamiento térmico 0.04W/mK. 

La inercia térmica es la energía necesaria para aumentar la temperatura de un material en función de su peso y su calor especifico. La arcilla o tierra tiene un calor especifico de aproximadamente 1000 J/(kg K) , la madera 2500 J/(kg K) y un aislante térmico como una lana mineral 1000 J/(kg K) igual que la tierra por unidad de peso.

La profundidad de penetración, medida en cm, es el grosor de material que el flujo de calor atraviesa en 24h. Depende de su calor específico y de su conductividad térmica. 

Este factor, poco mencionado, es vital para entender la inercia rápida o lenta. La arcilla o tierra tiene una profundidad de penetración de aproximadamente 10cm en 24h, la madera 6cm y un aislante térmico alrededor de unos 10cm.

La placa de arcilla ecoclay, por su composición y estructura interna presenta una conductividad térmica de 0,18W/mK. Esta diferencia con respecto a una tierra convencional nos permite alcanzar una penetración de 4,3cm en 12horas, que es el régimen día-noche. 

Máximo confort térmico

El confort térmico interior de un edificio se consigue, entre otros parámetros, con una estabilidad de la temperatura interior dentro de la zona de confort, que varia ligeramente según los sujetos usuarios.

Ya se sabe que las superficies que envuelven el espacio han de tener una temperatura de radiación similar a la temperatura de confort, para ofrecer bienestar y no irradiar calor o frio que es malestar

En los edificios pasivos, o incluso positivos y bioclimáticos, el ciclo día-noche es importante y provoca fluctuación de la temperatura interior a lo largo del día puesto que las aportaciones de energía solar no son continuas y la temperatura exterior es irregular.

¿Cómo funciona el aislamiento térmico? Permite que el calor o frio exterior no entren en el edificio, cuanto más baja la conductividad térmica (lambda del material) o conjunto de cerramiento mejor, más aislante será.

¿Cómo funciona la inercia térmica? Permite que el calor que entra por la radiación solar o aportes internos se acumule en el material de la envolvente y no se ceda al aire interior directamente para estabilizar las variaciones de temperatura, igualmente ocurre cuando se enfría.

¿En que influye la velocidad de penetración? En el tiempo que el flujo de calor atraviesa el paramento.

Confusiones

¿Por qué un edificio mal aislado antiguo es tan confortable en verano? ¿Para qué aislarlo?

En verano el flujo de calor y frio se invierten cada 12 horas. La noche es más fresca y el día es más cálido que la temperatura de confort. Este flujo cambiante permite a un muro no aislado pero de cierto grosor, que el flujo de calor en 12 horas no llegue a travesarlo, con lo cual se compensa el calor acumulado durante el día con la menor temperatura externa de la noche y dentro tienen la temperatura media que es confortable. Aquí es la inercia térmica la que absorbe las entradas de calor por el aire caliente o alguna ventana pequeña, y se compensa el día con la noche.

¿Qué pasa en invierno? Las temperaturas exteriores del edificio siempre serán más bajas que la temperatura de confort y por ello tendremos que realizar aportes caloríficos para conseguir el bienestar. Al no estar los muros aislados y con un valor alto de transmitancia térmica, se escapa calor a través del muro pesado pudiendo tardar horas o incluso días, dependiendo del tamaño del muro pero siempre saliendo calor desde el interior hacia el exterior.

Por eso las casas antiguas con inercia térmica cuestan tanto de calentar en invierno si no están debidamente aisladas.

Construcción ideal

Es aquella que tiene un buen aislamiento térmico para que el flujo en invierno no deje salir el calor interior y al mismo tiempo tiene inercia térmica interior suficiente para que en el verano pueda estabilizar la alternancia de temperaturas entre el día y la noche.

¿Cuánto grosor requiere el muro para lograr la inercia térmica deseable? Esta es la gran pregunta cuya respuesta debemos desvelar. Como la unidad de medida estaba expresada en plazos de 24h y los flujos son cada 12h dividimos por dos los valores de las tablas mencionadas anteriormente. Esto implica que los valores de inercia térmica activa en verano no han de superar los 4,3cm de espesor (para muros con placa ecoclay) el resto de material no llega a activarse en el flujo día-noche de 12 horas.

Conclusión

Un muro ideal está formado por un aislamiento térmico considerable al exterior y un material interior con cierta inercia térmica que pueda ser activo. Con las placas de arcilla ecoclay dobladas como acabado o como división interior conseguimos los 4cm ideales para alcanzar la inercia térmica activa. Más grosor no se activa en verano y requiere de un consumo de recursos innecesarios para alcanzar el confort.

Los acabados de arcilla permiten también regular la humedad del ambiente interior y absorber ciertos componentes volátiles. El hecho de poder mantener entre el 50 y el 65% la humedad relativa también ayuda a alcanzar eficazmente la temperatura de confort y por su masa y estructura también aporta mejoras tanto en la absorción como en el aislamiento acústico de las estancias. La arcilla como material natural que no emite COVs es un material incluido en la lista de los acabados interiores ideales a nivel ambiental y a nivel físico para el equilibrio térmico.  

Datos del autor
Nombre Josep Bunyesc
Empresa
Cargo Dr. Arquitecto
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