“Concreto lleva λ (lambda)

Y de hecho, una bastante mala (aproximadamente 1.63 W/m °C), pero el concreto no es el único; todos los materiales la tienen y para la arquitectura y el confort es un valor muy importante”.

Si entendiste este párrafo puedes dar regresar y cambiar de articulo, pero si te queda, aunque sea, una pequeña duda de lo que estoy hablando; esta es una lectura obligatoria.

Podría empezar por explicarte que es el valor de λ, como este valor nos ayuda a saber la RT (resistencia térmica) de un cerramiento y a su vez, su inverso: la U (transmitancia térmica) de este mismo. Pero como me gusta que las cosas sean más dinámicas vamos a hacer un pequeño ejercicio, así quizás puedas creerme cuando te digo que nunca más puedes dejar de saber la λ de un material.

¡Empecemos! Digamos que tenemos un estudio; es un pequeño espacio hexaédrico muy simple y sin ventanas (esto solo para simplificar el cálculo). Nuestro estudio tiene una envolvente de 48 m². Como nos gusta mucho el brutalismo, decidimos construirlo, en su totalidad, en concreto armado y para “protegernos" del clima exterior, nos cercioráramos de que los muros fueran gruesos y densos; 40 cm de espesor para ser exactos. Supongamos que al apagarse la chimenea nuestro estudio queda a 22°C, en ese mismo momento, en el exterior, el termómetro marca 8°C; podemos estar de acuerdo que nuestro salto térmico es de 14°C. Conforme va pasando el tiempo, empezamos a pasar mucho frío, del calor de la chimenea no queda nada. Recuerda estos valores que los utilizaremos más adelante.

Creo que, para este punto, el problema es bastante obvio, pero quiero explicarte por qué pasa esto y, sobre todo, como puedes evitarlo.

Antes que nada, pon tu mano sobre la superficie de madera más cercana que tengas, siéntela y adivina la temperatura a la que crees que está este material, después cámbiala a una superficie de metal cercana y haz lo mismo, ¿qué material está más frio? es muy simple, de hecho, bastante obvio.

Pero no, no es el metal; considerando que los dos materiales están en un mismo ambiente, su temperatura es más o menos la misma, entonces ¿por qué siento uno más frío que el otro? la principal diferencia está en su conductividad térmica (λ), ósea en su capacidad de conducir calor; si un material tiene una conductividad térmica más alta, dejará pasar más calor. En otras palabras, el metal nos está robando calor mucho más rápido que la madera.

Entonces cuando leemos que el concreto armado tiene una λ=1.63 W/m °C, lo que nos está diciendo es que ese material conduce 1.63 W (watts) por metro en relación a cada °C.

Ahora que sabemos que significa este valor, podemos proseguir con los cálculos. Lo siguiente que debemos de hacer es dividir nuestro espesor, ósea 0.4 m (ojo, que es importante que las unidades estén igualadas, así que nuestro espesor debe de estar en metros) entre la λ, esto nos dará R1 (resistencia 1).

Haciendo esta división sabríamos que nuestra R1 es de 0.24 m² °C/W. Para sacar la RT debemos de sumar las R de cada material que constituya nuestra envolvente (R1, R2, R3…), y a esta sumarle Rsi (resistencia térmica superficial interior, según norma de zona climática) y Rse (resistencia térmica superficial exterior, también, según la norma).

Como nosotros solo tenemos una capa, para saber la RT sumaríamos:

-R1: 0.24 m² °C/W

-Rsi: 0.11 m² C/W (norma NRE-AT-8)

-Rse: 0.06 m² C/W (norma NRE-AT-8).

Con lo que tendríamos una RT de 0.41 m² °C/W. Para saber la U (transmitancia térmica), solo debemos de hacer el inverso de RT, ósea;

Finalmente podríamos saber que la U de un muro de concreto armado de 40 cm de espesor es de 2.43 W/m² °C.

Bueno, y esto es... ¿mucho o es poco? Pues, básicamente es mucho, pero te voy a demostrar por qué, todo está en las unidades de la U: W, m², °C, mira que sencillo;

-W: 2.43

-m²: 48

-°C (salto térmico): 14

Si multiplicamos el valor de esas tres unidades nuestro resultado sería 1,633 W, que, al multiplicarlo por 12 horas de noche, nos permitiría saber que en nuestro estudio se perdieron 19,596 Wh (watts/hora). Déjame te lo repito, perdimos casi 20,000 Wh en una sola noche (esto es mucha energía). Esto considerando que no tenemos ventanas (te adelanto que las U promedio de las ventanas va desde los 3 W/m² °C en ventanas de doble cristal, hasta los 5 W/m² °C en ventanas simples).

Solo para hacer la comparativa, voy a hacer (de forma simplificada) el mismo proceso para esa misma envolvente, pero agregando un aislante térmico de 5 cm con un λ de 0.04 W/m °C.

Regresando a las R, si sumamos a todo el proceso anterior un R2= 0.91 del nuevo material (aislante térmico), nos daría un RT de 1.32 m² °C/W y una U de 0.75 W/m² °C. Multiplicando este nuevo valor de U por los mismos m² (48) y el mismo salto térmico (14), nuestra pérdida sería de 504 W y 6,048 Wh por toda la noche. Así de simple y así de rápido. Redujimos nuestras pérdidas en casi 70%.

Este no es un comercial pagado de proveedores de aislamiento (aunque sí deberían de pagarme) ni una respuesta sencilla a las pérdidas de calor en climas fríos; de hecho, todos estos cálculos deben de hacerse muchas veces para determinar las capas correctas para cada uno de los cerramientos y nunca dejando de considerar su embodied energy, además de que el comportamiento térmico se ve influenciado por mucho más que su envolvente (ventilación, ganancias solares, orientación, ganancias internas y muchas otras).

Lo que sí es, es una reflexión sobre la importancia de entender cómo se comportan los materiales que elegimos y las repercusiones de confort que tienen en un espacio. La arquitectura vernácula hacía un uso magnifico de los materiales locales para responder a un clima y mejorar una sensación interior; a lo largo del camino hemos perdido estas bases y nos hemos convertido en victimas de un sistema energético que nos llevó a transformar los materiales en elementos estructurales o estéticos, dejando de lado una de sus grandes funciones: protegernos de la temperatura exterior, pero ¿a qué costo?

Según el International Energy Agency, en 2018, la demanda de aire acondicionado requirió un 10% de toda la electricidad en el mundo, mientras que la demanda de calefacción requirió un 23% del consumo final de la energía mundial, resultando en el 18.4% de todo el CO2 emitido en ese año.

Estos números, además de preocupantes, nos resaltan lo que hemos perdido como arquitectos: la capacidad de garantizar confort de una forma pasiva, la capacidad de tomar lo que tenemos y convertirlo en algo mejor.