HUMEDADES DE CONDENSACIÓN SUPERFICIAL: CONTROLAR LOS PUENTES TÉRMICOS
TOMAS FERRERES GOMEZ
Resumen
Las humedades con origen en la condensación del vapor de agua, que se manifiesta en la superficie interior de los cerramientos de las viviendas, representa, en estos momentos, una de las primeras causas de reclamación. El hecho merecería un estudio detenido y una revisión de la normativa técnica a fin de que el fenómeno quedara debidamente enfocado. Mientras tanto, esta modesta contribución, trata de atajar por lo mas evidente, hacia el error más frecuente: la interrupción del sistema de aislamiento térmico.
La presente comunicación, trata de poner de manifiesto lo más relevante del problema y advertir del riesgo que supone detenerse en la parte normal del cerramiento, sin entrar en la consideración de los puentes térmicos, cuando se realiza el cálculo higrotérmico en la fase de proyecto; o de no controlar el sistema de aislamiento en el proceso de ejecución. Para ello se analizan, mediante un ejemplo, las cálculos de prevención y pronóstico de condensaciones, que referidos a la NBE CT-79, suelen aparecer en los proyectos; indicando finalmente cierta recomendación de la propia Norma que, aunque frecuentemente ignorada, resulta básica para evitar las condensaciones superficiales.
1. Cuestiones previas sobre condensaciones superficiales.
1.1.- En relación con el contenido de humedad del ambiente interior.
La condensación precisa para su manifestación, de un determinado contenido de humedad en el aire. La solución podría estar, por tanto, en la renovación del aire húmedo de la vivienda, a base de abrir las ventanas buscando el equilibrio de la presión de vapor en un aire exterior seco. La ventilación, por el método tradicional o por conductos de ventilación forzada, será mas efectiva cuanto más baja sea la humedad relativa exterior.
La NBE CT-79 establece como hipótesis de cálculo los siguientes niveles de humedad relativa y temperatura del ambiente interior de la vivienda:
- La humedad relativa interior queda limitada al 75% (Artº 11º).
- Para los cálculos higrotérmicos en el caso de vivienda se fija una temperatura mínima interior de 18 ºC (Artº 9º).
Mediante el ábaco psicrométrico (Anexo 4, apartado 4.9) puede comprobarse que en tales condiciones, la condensación del vapor de agua se produce por debajo de 13,5 º C, cuando la humedad relativa interior ( HR ) es del 75%. Ahora bien, sin que ello pueda atribuirse a un uso excesivo por parte de los usuarios, la HR puede alcanzar el 85%; y en tal caso la temperatura de rocío será de 15,4º C: lo que significa que la condensación superficial puede manifestarse en cualquier parte del cerramiento que no alcance esta temperatura crítica.
1.2.- En relación con la temperatura de la superficie interior del cerramiento.
La condensación superficial se produce cuando en la superficie interior de un cerramiento se dan temperaturas por debajo de las de rocío del aire en contacto con él.
En invierno, mantener de manera constante las superficies interiores de un cerramiento por encima de 13,5 o 15,4ºC, solo puede asegurarse mediante un calentamiento mantenido o por un suplementario aislamiento térmico. Lo primero es recomendable para el usuario, lo segundo es reglamentariamente exigible.
1.3.- En relación con los puentes térmicos.
El puente térmico es una alteración a la baja del aislamiento térmico de los cerramientos. Se trata de una zona relativamente fría, localizada en un cerramiento relativamente caliente.
Tal relatividad es sumamente importante en la prevención de condensaciones, ya que el riesgo aumenta con la diferencia de temperatura entre la parte normal del cerramiento y el puente térmico. De tal manera que, un soporte de hormigón interrumpiendo un cerramiento muy aislado térmicamente, representa mayor riesgo que si aparece situado en un cerramiento con menor aislamiento térmico.
La experiencia demuestra que, en la inmensa mayoría de los casos, las condensaciones superficiales se manifiestan en primer lugar sobre los soportes que interrumpen el cerramiento, especialmente sobre soportes de esquina; sin que ello quiera decir que no se manifiesten en otros "puentes térmicos".
2. Análisis de un ejemplo práctico según la NBE CT-79
Subrayar la trascendencia de los puentes térmicos en la generación de las humedades de condensación superficial de los cerramientos, objeto del presente trabajo, exigiría extenderse más allá de los límites establecidos para la presentación de comunicaciones a CONTART’97, razón por la que se recurre a la fórmula, más breve, del ejemplo práctico.
2.1.- Un supuesto frecuente en circunstancias normales
Sea una vivienda de tres dormitorios en la zona W (litoral costero) del mapa climático 2 (Artº 13º de la CT-79), sin dotación de calefacción centralizada, ni individual uniformemente repartida; que se ha proyectado con un cerramiento de fachada al uso, pero con interrupciones puntuales producidas por los soportes estructurales situados en fachada.
Tabla 1ª. Composición del cerramiento exterior: su resistencia térmica y coeficiente de transmisión K.
m.
Kcal. / h.m. ºC
m2. h. ºC / Kcal.
Componente 1º.- Fábrica de ladrillo macizo perforado, cara vista de ½ pie.............................................................. 0,115
0,65
0,176
Componente 2º.- Enfoscado de mortero de cemento de 1,5 cm. de espesor por la cara interior de la fábrica .......... 0,015
1,20
0,012
Componente 3º.- Aislamiento térmico a base de panel semirrígido de fibra de vidrio de conductividad térmica 0,032, de 4 cm. de espesor................................................. 0,040
0,032
1,25
Componente 4º.- Tabique de ladrillo hueco sencillo de espesor 4 cm ...................................................................... 0,040
0,42
0,095
Componente 5º.- Acabado interior con guarnecido de yeso de 1,5 cm. de espesor................................................ 0,015
0,26
0,057
Resistencia térmica superficial interior 1/hi= 0,130 y exterior 1/he = 0,070 ......................................................... 0,200
Total resistencia térmica del cerramiento normal.............. 1,79
Coeficiente de transmisión de calor K = 1/R = .............. 0,56
Tabla 2ª. Composición del puente térmico, o zona en que se interrumpe el cerramiento: su resistencia térmica y coeficiente de transmisión K.
m.
Kcal. / h.m. ºC
m2. h. ºC / Kcal.
Componente 6º.- Fábrica de ladrillo macizo perforada, cara vista, de medio pie, reducida a la mitad de su espesor en el encuentro con un soporte estructural de hormigón armado ................................................................................ 0,057
0,65
0,088
Componente 7º.- Soporte estructural de hormigón armada de 25 x 25 cm.......................................................... 0,250
1,40
0,178
Componente 8º.- Acabado interior con guarnecido de yeso de espesor 1,5 cm........................................................ 0,015
0,26
0,057
Resistencia térmica superficial interior 1/hi= 0,130 y exterior 1/he = 0,070 ........................................................... 0,200
Total resistencia térmica del cerramiento normal .............. 0,523
Coeficiente de transmisión de calor K = 1/R = ............... 1,91
2.2.- Cálculo de temperaturas superficiales interiores de los cerramientos
En el apartado 4.3 del Anexo 4 de la NBE CT-79, se establece la fórmula directa para el cálculo de la temperatura de la superficie interior de los cerramientos, en función de la temperatura del ambiente exterior e interior (Te y Ti) y del coeficiente de transmisión de calor K del cerramiento,
ti = Ti - K / hi (Ti - Te)
en la que :
Ti = 18 ºC (Artº 9º)
Te = 5 ºC (Artº 13º, Zona climática W, del mapa 2)
1 / hi = 0,13 m2.h.ºC./Kcal. (Tabla 2.1 del Anexo 2)
K = 0,56 y 1,91 Kcal./m2.h.ºC, respectivamente, para el cerramiento normal y para el puente térmico, según el cálculo efectuado en el apartado 5.1 precedente.
- La temperatura superficial interior del cerramiento, en su parte normal, será: ti normal = = 18 - 0,56. 0,13 (18-5) = 17,05 ºC.
- La temperatura superficial interior en la zona de interrupción del cerramiento (puente térmico) será: ti mínimo = 18 - 1,91. 0,13 (18-5) = 14,77 ºC.
Sucede a menudo que, conocidas estas temperaturas se desiste, de llevar adelante el cálculo para la prevención de condensaciones, argumentando que las temperaturas interiores del cerramiento cumplen con la condición establecida en el artº 10º de la Norma, Temperatura superficial interior de los cerramientos.
"La diferencia de temperaturas entre la del ambiente de los locales, medida en su centro a 1,5 m. de altura, y la de la superficie interior de los cerramientos no será superior a 4 ºC.
Se exceptúan de este requisito los huecos acristalados, como puertas, ventanas o claraboyas."
En el caso que nos ocupa, tanto por lo que se refiere al cerramiento normal como para la zona de interrupción, sí se cumple la citada condición Ti - ti £ 4 ºC
Cerramiento normal 18 - 17,05 £ 4 ºC
Zona de interrupción 18 - 14,77 £ 4 ºC
A pesar de lo cual, la experiencia se encarga de demostrar que las condensaciones pueden manifestarse al menos en la zona de interrupción del cerramiento.
Incurre en error quien, a partir de tal comprobación, considera salvados los riesgos de condensaciones o cree cumplimentada la exigencia normativa. La condición del artº 10, que parece tener más que ver con el confort en la vivienda (efecto de pared fría ), que con el comportamiento higrotérmico de los cerramientos, no es suficiente para el pronóstico de condensaciones, como podrá comprobarse seguidamente.
2.3.- Pronóstico de condensaciones superficiales
Para el cálculo de condensaciones superficiales, además de conocer la resistencia térmica del cerramiento y la temperatura ambiente, es necesario disponer de los datos sobre humedad relativa. A efectos del cálculo, estos datos quedan establecidos, en la propia Norma CT-79:
HR interior La humedad relativa interior queda establecida en el Artº 11º, que se transcribe a continuación: "La humedad relativa en el interior de los locales no será, para las condiciones de temperatura de uso, habitualmente superior al 75% de la de saturación, con la excepción de locales como cocinas o aseos, donde eventualmente podrá llegar al 85%.
Los cálculos higrotérmicos de comprobación de condensaciones se harán para el caso más desfavorable, es decir, el que dé mayor presión de vapor de agua en el ambiente interior."
tr Temperatura de rocío (o punto de rocío del ambiente interior a una temperatura Ti y humedad relativa HR interior, dadas). ti Temperatura de la superficie interior del cerramiento. La condición para el pronóstico de condensación superficial, estriba en ti > tr
La temperatura de rocío, o temperatura en que el vapor de agua empieza a condensarse, puede obtenerse directamente mediante el ábaco psicométrico que se facilita en el apartado 4.9 del Anexo 4 de la Norma.
Para una temperatura del ambiente interior de 18 ºC y una humedad relativa del 75%, tr = 13,4 ºC; y con una humedad relativa del 85%, tr = 15,3 ºC.
Si estas temperaturas de rocío, las comparamos con la temperatura de la superficie interior del cerramiento normal y con la del puente térmico, podremos comprobar:
Que en la superficie interior del cerramiento normal no es previsible que se produzcan condensaciones superficiales en ningún caso.
Al 75%, ti normal (17,05 ºC) > tr (13,4 ºC)
Al 85%, ti normal (17,05 ºC) > tr (15,3 ºC)Que en la superficie interior de la zona de interrupción del cerramiento o puente térmico, no es previsible que se produzcan condensaciones superficiales al 75%, pero sí pueden producirse al 85% de humedad relativa interior.
Al 75%: ti mínimo (14,77 ºC) > tr (13,4 ºC)
Al 85%: ti mínimo (14,77 ºC) < tr (15,3 ºC)2.4.- Alto riesgo y escaso margen de seguridad.
En la zona de interrupción del cerramiento la condición ti > tr se cumple para una humedad relativa interior del 75% y no se cumple para el 85%.
Llegados a este punto, es oportuno subrayar que si bien se cumple la condición para el 75% de humedad relativa, un ligero aumento hasta el 82%, imperceptible para el usuario, puede desencadenar el fenómeno sobre la zona de interrupción del cerramiento, con todas sus consecuencias.
Es cierto que una humedad relativa del 82% es alta, pero no es menos cierto que el mantenimiento de 18 ºC (temperatura teórica del ambiente interior) no puede garantizarse en una vivienda como la del ejemplo (sin calefacción centralizada ni individual uniformemente repartida).
Como puede comprobarse el riesgo de condensación superficial es alto y el margen de seguridad demasiado escaso. De ello debió ser consciente, el Equipo Redactor de la NBE CT-79, cuando, tras establecer los parámetros de pronóstico y prevención, incluyeron las siguientes recomendaciones.
2.5.- Otras recomendaciones para evitar condensaciones superficiales interiores
El apartado 4.6 del Anexo 4 de la CT-79, que tiene carácter de recomendación, es de un enorme interés en el análisis del problema que tenemos planteado. Por su trascendencia, en cuanto a la consideración de los puentes térmicos y en cuanto a la derivación de responsabilidad. Se transcribe a continuación y literalmente el texto completo, por partes y con comentarios de lo que entre líneas deja traslucir.
"En climas fríos e incluso templados, no se puede garantizar la ausencia de condensaciones superficiales interiores, especialmente en viviendas, en tanto en cuanto éstas no dispongan de un sistema de calefacción uniforme, y de una correcta ventilación."
No debe entenderse que sea imposible garantizar la ausencia de condensaciones, sino que la Norma, aunque establece las condiciones necesarias, no establece las suficientes.
"En edificios que carezcan de calefacción, el revestimiento interior, preferiblemente será de un material absorbente que no se deteriore con la humedad, y se recomienda colocar una pintura fungicida. La calefacción de que estén dotadas algunas de las habitaciones, será preferiblemente seca, y en el caso de que así no lo sea, se recomienda evacuar directamente al exterior los productos de la combustión. En los locales con mayor humedad ambiente, cocinas, aseos y baños, el revestimiento es aconsejable que sea impermeable y deben estar dotados de una extracción de aire permanente, extracción que, en la cocina, es aconsejable que esté localizada en la zona de mayor producción de vapor y dotada de la campana correspondiente."
Sin comentarios.
En los cerramientos con puentes térmicos, se recomienda que la diferencia de temperaturas entre el ambiente interior y las diversas partes del cerramiento cumplan la relación:
Ti : Temperatura del ambiente interior
t i mín : Temperatura de la superficie interior del puente térmico.
t i normal :Temperatura de la superficie interior del cerramiento normal.
A estos efectos se consideran fachadas ligeras aquellas cuyo peso por metro cuadrado es inferior a 200 Kg., y fachadas pesadas al resto.
Veamos si se cumple tal recomendación para el supuesto elegido, con las temperaturas superficiales interiores del cerramiento normal y del puente térmico, calculadas en el precedente apartado 2.2, son respectivamente 17,05 ºC y 14,77 ºC.
La recomendación no se cumple
La recomendación tampoco se cumpliría aunque la fabrica de ladrillo pasara sin merma de su espesor por el exterior del soporte ( mediante retranqueo de la estructura ); ni si, el tabique de ladrillo hueco sencillo forrara interiormente el soporte; ni siquiera, si se tomaran ambas precauciones a la vez ( ver gráfico del epígrafe 2.1. ).
Obsérvese que, en el ejemplo que estamos siguiendo, el material propiamente aislante representa el 70% de la resistencia térmica del cerramiento ( ver tabla 1ª del epígrafe 2.1. ). Por lo que la ausencia del mismo, en la zona de interrupción del cerramiento, resulta determinante para la condensación superficial.
2.6.- Conclusión.
Tomar en consideración la referida recomendación, supone contar con un doble margen de seguridad en relación con las oscilaciones de temperatura y humedad relativa, que naturalmente se producen en el uso normal de una vivienda.
Renunciar a esa mayor seguridad, resulta injustificable dada la lamentable experiencia que estamos padeciendo, máxime cuando tal prevención no supone ningún esfuerzo estimable.
Tener cuenta la referida recomendación para los puentes térmicos, se reduce a dar a los mismos la resistencia térmica supletoria. En el ejemplo elegido, ello se alcanza simplemente, incorporando a la zona de interrupción el elemento aislante del cerramiento normal.
NOTA: Comunicación expuesta en la I Convención Técnica y Tecnológica y publicada en el libro de CONTART´97.