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lunes, 6 de mayo de 2013

INERCIA TÉRMICA Y MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE UNA VIVIENDA.


Quién no ha entrado alguna vez en un día caluroso de verano en una catedral o casa con pocos y pequeños ventanales y protegidos por espesos muros de piedra, y ha experimentado una agradable sensación de frescura. Todos más o menos podemos llegar a la conclusión, sin equivocarnos, de que este fenómeno está relacionado tanto con los pocos huecos que existen, como con los grandes espesores que tienen los muros que envuelven el edificio.


Ambas características constructivas, provocan que en el interior de estos edificios existan pocas aportaciones de energía procedentes del exterior. Por un lado la ausencia de huecos dificulta la penetración de la radiación solar y por lo tanto de calor. Por otro lado, el espesor de los muros puede hacer que la energía exterior no llegue a penetrar o que cuando lo haga, sea en los momentos en que el edificio realmente necesita esa energía. Esta segunda característica, producida por la gran masa que tienen los muros, es lo que confiere a estos edificios una alta inercia térmica.

Edificio con muros de gran espesor (Catedral de Murcia). 
Fuente: Elaboración Propia.
La inercia térmica se puede definir como la dificultad que ofrece un cuerpo a cambiar su temperatura, característica que está directamente vinculada con la acumulación de energía. Es decir, si un cuerpo es capaz de elevar su temperatura lentamente se debe fundamentalmente a la capacidad que tiene de almacenar gran cantidad de calor.

De este modo, los cerramientos que tienen una gran masa tienen la propiedad de cambiar su temperatura lentamente, dándoles la posibilidad de acumular mucha energía, la cual actúa como un colchón protector ante los cambios de temperatura que se producen en el exterior del edificio. Por ejemplo, en una construcción que carezca de una envolvente con una gran inercia térmica, cuando se produce una subida brusca de la temperatura exterior, ésta se verá acompañada por un aumento de la temperatura en el ambiente interior. Por el contrario cuando el edificio dispone de una masa térmica importante, como puede ser en sus muros, antes de que se produzca el aumento de energía en el interior del edificio, se producirá un aumento de temperatura de sus muros. Si estos muros tienen un espesor lo suficientemente grande y la temperatura exterior aumenta proporcionalmente a la dimensión del muro, se puede llegar a conseguir que la temperatura interior no aumente nunca, debido a que el muro no termina de descargar, por completo, su energía almacenada. Esto es lo que sucede en las catedrales e iglesias que disponen de muros de gran masa térmica.

Otra situación, es la que se produce en las construcciones tradicionales realizadas en climas cálidos y secos, donde las temperaturas son altas durante el día y bajas durante la noche. En estas zonas se utilizan muros con una gran inercia térmica que retardan al máximo la transferencia de calor a través de la envolvente del edificio, consiguiendo que el aporte de energía se produzca cuando el edificio lo requiere, que en este caso suele ser por la noche, cuando las temperaturas son más bajas. En esta situación el muro debe estar correctamente dimensionado para que la transferencia de calor se produzca en el momento adecuado.

Esquema del  retardo en la transferencia de calor a través de un muro.
 
Por lo tanto ambas situaciones, caracterizadas por la masa térmica de la envolvente del edificio, hacen que el ambiente interior de las estancias se mantenga a temperaturas constantes, frente a las variaciones energéticas que pueden existir en el exterior. Esta característica permite que en algunos periodos o incluso durante todo el año, dependiendo de la zona climática, no sea necesaria la utilización de sistemas activos de climatización.

Actualmente los cerramientos de un edificio están formados por varias capas que además son de un espesor considerablemente inferior al utilizado en la arquitectura tradicional, donde los muros son bastante más gruesos y están constituidos por una única capa (piedra, tapia, adobe, etc.).

En las envolventes actuales también se puede emplear la inercia térmica para reducir los consumos de energía, aunque en estos casos desde una perspectiva diferente, ya que la transferencia de calor al interior del edificio no se puede producir a través de los muros, debido principalmente a la existencia de aislamiento térmico en su interior, elemento que por otro lado es imprescindible para evitar las pérdidas de energía en estos cerramientos de menor espesor.

Flujo de Calor en un muro con aislamiento y hoja interior con mayor masa.
Fuente: Departamento Construcciones Arquitectónicas. U.Alicante.
Por lo tanto, en este tipo de edificios más que la acumulación de energía directamente recibida del Sol por medio de su envolvente, lo que se va a buscar es acumular el calor que existe en el interior de la vivienda y que ha sido proporcionado tanto por la radiación solar que penetra a través de las ventanas, como por el calor que producen los equipos de climatización y las propias cargas internas del edificio.

Conseguir que la hoja interior de la vivienda esté caliente favorece la reducción de la demanda de calefacción que tiene la vivienda, ya que al poner en funcionamiento los equipos de climatización, el tiempo necesario para calentar un recinto se reduce o incluso si la masa térmica del material es lo suficientemente grande, puede ayudar a calentar el recinto cuando la temperatura de éste desciende.

Por otro lado en épocas de calor, si conseguimos que no penetre la radiación solar en el interior del edificio colocando toldos, lamas o cualquier otro elemento que proteja las ventanas, puede reducirse igualmente la demanda de refrigeración. Si además el edificio cuenta con una buena ventilación natural, incluso puede no ser necesaria la utilización de equipos de refrigeración.

Por la tanto, la ejecución de cerramientos en los que la hoja interior esté realizada con un elemento que le confiera al conjunto una gran masa térmica, favorecerá la reducción de la demanda de energía del edificio. 

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