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Aislamiento térmico interior de muros macizos ¡Ojo con la humedad!

Reparar humedades en paredes interioresEl análisis higrotérmico de elementos constructivos es una herramienta clave para evitar daños por humedad en obras de rehabilitación. Este tipo de análisis cobra especial importancia en proyectos donde se instala el aislamiento térmico en el interior de muros macizos exteriores, expuestos a la lluvia, ya que presentan mayores riesgos de daños por humedad debido a su alta inercia térmica y capacidad de transporte líquido.

En este artículo, el primero de una serie de artículos sobre el control de humedad en la edificación, Oliver Style, de Progetic, explica cómo se modifica la respuesta higrotérmica de un muro de ladrillo macizo al momento de colocar un aislamiento al interior, mediante una serie de simulaciones higrotérmicas dinámicas con la herramienta WUFI Pro 1D, conforme la EN 15026, para los climas de Burgos y Barcelona.

Los resultados arrojan una lección importante en la prevención de patologías por humedad: ¡instalar espesores importantes de aislamiento interior en muros macizos puede ser peligroso!

La rehabilitación energética de un edificio existente cambia fundamentalmente la respuesta higrotérmica de los cerramientos. Por lo tanto, es importante que la instalación de nuevos aislamientos térmicos y barreras de aire y/o vapor, no provoquen daños por humedad, ya sean intersticiales o superficiales. En la imagen que se muestra a continuación encontramos un ejemplo de estas patologías.

Patologías por humedades: moho

El aislamiento interior de muros macizos expuestos a la lluvia es especialmente delicado, ya que el aislamiento reduce la temperatura de la cara interior del muro (aislándolo del calor interior en invierno), provocando un aumento de la humedad relativa. Aunque varía según el tipo de muro, el acabado exterior, el tipo de aislamiento y la clase de higrometría interior, si la humedad relativa en la interfaz entre el muro existente y el aislamiento interior se mantiene por encima del 95% durante periodos prolongados, se crean -generalmente- condiciones para el crecimiento de moho. Si la humedad relativa llega al 100%, lógicamente, ocurre una condensación. Hay que evitar ambas situaciones a todo coste. Con altos niveles de humedad, la conductividad térmica de muchos tipos de aislamiento aumenta y se degradan. A la vez, el consumo de energía por calefacción aumenta y empeora el confort, generando patologías que dañan la estructura y ponen en riesgo la salud de los usuarios.

Aislando al interior de muros macizos: ¿Qué tengo que vigilar?

¿Por qué puede haber condensaciones en la cara interior del muro cuando colocamos un aislamiento allí? Vemos un ejemplo de cálculo dinámico con la herramienta WUFI, que permite un análisis numérico horario tomando en cuenta la variación de las propiedades higrotérmicas de los materiales debido a su contenido de agua y temperatura, su capacidad higroscópica, la succión por capilaridad y la transferencia de humedad en forma de líquido dentro de los materiales. Todo esto bajo condiciones de contorno realistas y condiciones iniciales de humedad en los materiales, que reflejan situaciones reales de una obra nueva o existente.

Analizamos un muro de ladrillo macizo cara vista, de 29 cm de espesor. De los 29 cm de ladrillo, se asume que un 80% es ladrillo y un 20% mortero de cal. La sección unidimensional se ha dividido para reflejar esta proporción ladrillo-mortero, conforme los datos de la Figura 1, siguiendo la metodología de Little et al. Conforme el ASHRAE 160, se han iniciado las simulaciones en WUFI con los materiales a un contenido de agua dos veces su contenido de humedad en equilibrio, a 80% de humedad relativa y 20 ºC… es decir: mojados. La orientación del muro en los cálculos WUFI es norte, con un coeficiente de penetración del agua de lluvia del 70 %. Las propiedades higrotérmicas básicas de los materiales de muestran en la siguiente tabla:

Propiedades de los materiales

Se calcula el periodo de un año, empezando en octubre, para el clima de Burgos, analizando la temperatura y humedad relativa en la cara interior, con distintos espesores aislamiento de lana mineral, al exterior e interior. Se comparan 5 casos:

  • #1: muro existente, sin aislamiento
  • #2: 5 cm aislamiento exterior
  • #3: 5 cm aislamiento interior
  • #4: 10 cm aislamiento interior
  • #5: 15 cm aislamiento interior

La próxima figura muestra la humedad relativa y temperatura en la cara interior del muro, en su estado original. En enero la temperatura mínima llega a 15,1 ºC con una humedad relativa del 53 %. El muro tiene muchas pérdidas energéticas, pero no hay riesgo de moho y/o condensación:

Resultados sin aislamiento

La siguiente gráfica muestra la humedad relativa y temperatura en el mismo punto, con 5 cm de aislamiento exterior. En enero la temperatura mínima sube a 18,4 ºC y la humedad relativa baja al 44 %.

Aislamiento interior 5 cm

La gráfica mostrada acontinuación enseña los resultados con 5 cm de aislamiento al interior. En este caso, la temperatura mínima baja de manera pronunciada a 6,7 ºC en enero, y la humedad relativa sube a 90 %, manteniéndose por encima del 90 % entre diciembre a abril.

Gráfica para aislamiento interior de 5cm

¿Qué pasa si ponemos más aislamiento? La próxima gráfica muestra los resultados con 10 cm de aislamiento al interior. En enero la temperatura mínima baja aún más, a -0,1 ºC y la humedad relativa sube a 97 % y se mantiene allí desde el mes de enero hasta mayo. Ya hemos pasado el límite del 95 % de humedad relativa y es probable que se produzca crecimiento de moho.

Gráfica aislamiento interior 10 cm

¿Y si ponemos más aislamiento todavía? Vamos, ¡que queremos la máxima eficiencia energética! La próxima figura muestra los resultados con 15 cm de aislamiento al interior. La temperatura mínima baja aún más a -1,1 ºC y la humedad relativa se mantiene en 97 % desde el mes de diciembre hasta junio. En este caso, es muy probable que tengamos crecimiento de moho y posiblemente condensaciones. ¡Vaya!

Gráfica aislamiento interior 15cm

A continuación se muestra un video con la transferencia de calor y humedad en el muro con 15 cm de aislamiento interior, en el mes de enero. Se puede apreciar que la humedad relativa se mantiene muy alto en la cara interior del muro, y el contenido de agua del mortero de cal aumenta progresivamente:

Las últimas dos figuras muestran el resumen de los resultados en los 5 casos que hemos visto en las gráficas anteriores:

Resultados temperatura y humedad

Gráfica de comparativas finales de aislamiento, temperatura y humedad

Discusión y conclusiones

¿Cuál es la conclusión? El aislamiento térmico por el exterior es la solución más segura higrotérmicamente hablando, ya que la temperatura de la cara interior del muro aumenta y la humedad relativa se reduce. ¿Pero si sólo se puede aislar por el interior? Entonces hay que tener cuidado de no aislar demasiado, ¡que se pueden generar patologías! Conforme se aumenta el espesor del aislamiento interior, la temperatura en la cara interior del muro se reduce y la humedad relativa aumenta progresivamente, creando condiciones de humedad cada vez más peligrosas.

Adicionalmente, es importante mantener la transpirabilidad del aislamiento y del revestimiento interior, para que el muro se puede secar en ambas direcciones. Además, hay que minimizar las infiltraciones o exfiltraciones de aire, fuente de muchos de los problemas asociados con la humedad. Es preferible que el aislamiento esté completamente adherido a la cara interior del muro, para eliminar cámaras de aire y corrientes convectivas. Y por último, es esencial ventilar de manera controlada el interior del edificio, para evacuar la humedad que se genera dentro, reduciendo así la humedad relativa interior.

¿Una hoja de ruta para la rehabilitación energética sin daños por humedad? EnerPHit: el estándar de rehabilitación Passivhaus

Para situaciones en donde sólo se puede instalar aislamiento térmico al interior, Passivhaus ofrece la metodología EnerPHit por Componentes, que evita muchos de los riesgos mencionados aquí, por los siguientes motivos:

  • Obliga a minimizar las infiltraciones de aire en los elementos constructivos, reducir los puentes térmicos, y controlar la ventilación mecánicamente, mitigando muchos problemas relacionado con la humedad.
  • Los valores límites de transmitancias térmicas por elemento constructivo no son muy exigentes. Estos límites varían por la zona climática, pero en la mayoría de los climas de la península, basta con 5 cm de aislamiento para cumplir con los requisitos. Esto está pensado explícitamente para evitar los problemas mostrados arriba.

Seguiremos con más publicaciones sobre este tema, ¡tan importante en la rehabilitación!

 
 
Modificado por última vez enJueves, 12 Marzo 2020 11:13
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