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(1)

IMPORTANCIA DE LAS AISLACIONES TERMICAS EN LA CRISIS ENERGETICA*

Gabriel RODRIGUEZ

_J.**

RESUMEN

Se analiza

glo

balmel1te la situacion

_el1erge

tica de Chile

especialmente el1 el sector

_edificios,

conclu_yendo que ul1a adecuada aislacion termica de ellos

produciria

UI1 sub stancial ahorro de _energia a nivel nacional. Se

propol1e la im

plem

entacion _y creacion de

disp

osiciones tecnicas _{adecu adas para}

_conseguir

tal

_objetivo.

INTRODUCCION

En la de cada _que term_ina, el mundo se ha visto enfrentado _{-por pnmera} vez- a una realidad _que Ie

desequilibra peligrosamente:

el

principal

producto

ene_rgetico_, base del inmenso desarrollo tecn o

logic

o del

siglo

XX, esta en vias de agotarse.

,Por

que

tal situacion, que era

previsible,

parece tomar al mundo por

sorpresa?

La verdad es _que no

hay

tal _sorpresa. Desde hace

_tiempo

se

sabia,

con relativa

certeza, _que el

_agotamiento

del _perroleo ocurriria a finales del presente

siglo

",

Lo _que si ha causado _sorpresa, ade lanrandose en unos diez afio s al inicio de la crISIS

real,

es la crisis

pol

it ico-e c on o mica

generada

_por los

paises

productores,

la _que, _pese a su

negatividad,

esta

apurando

las soluciones _que el mundo debera tomar cuando los hidrocarburos

desaparezcan

definitivamente.

En

_efecto,

el mundo _posee un sinnu m e ro de otros e_nergericos, renovables

o _no, _cuyo usa no se ha masificado como el del _perroleo, sea por el alto costo

de su obre n cion 0 _por las

desventajosas

caracteristicas _que _poseen _respecto a su u so, No

obstante,

en ellos descansa el futuro

energe rico de la hurnanid ad.

Entre los recursos

agotables

esta en

_primer

lugar

el

carbon,

_que

puede

durar unos 200 0 300 afio s

mas,

_y el uranio _y otros elementos radioactivos

que se

agotadan

a _muy

largo plazo.

Todos

ellos,

_empero, son contaminantes.

Entre los recursos

renovables,

la

_energia

solar ocupa un destacado

lugar,

especialmente

para el sector habitacional _y el industrial de mediana _y

_baja

• _En

esse articulo se vierten sumariamente la. principale. ideas expue.tas en el cursoiiIedi{acio frente II III

crisis _{en�g'ticlI.} _{dictado por el} autor en el _Colegio de _Arquitectos de Chile, desde el 15 al 26 de

octubre de 1979.

...

(2)

126 REVISTA DEL IDIEM vol. 18, nO 3, diciembre 1979

tem_peratura.

Una vision

_global

de la lituacion

_potencial

_energetica

mundial

_puede

apredarse

resumidamente en la Tabla I.

TABLA I

RECURSOS ENERGETICOS _MUNDIALES,

expreaadol en Ileal _y barrilel de

petr6leo·

1015

Fusi6n nuclear 250 x

1024

170x10lB

Solar, flujo total anual

_(nivel

del _mar) 650 JI

Natural _(no _conocida; _pequeila) -

-Promedio _gasto anual mundial 47.5 II

1015

9

32.3 x 10

Promedio _gasto anual chileno,

88x1012

60 II

106

•

Valore.atraido. de referenda 2,Iosquevienen expresados en _Q.

lOll

BTU.

SITUACION CHILENA

Nuestro

_pall

es

potencialmente

un

paralso

_{energe rico.} Su litoral

continental,

que se extiende _{por mal} de 4.200 krn de

latitud,

_presenta _mareas, olas _y vientos

que por s{ 10101

podrian

proporcionar

en_ergia

holgadamente

a todo Chile.

Agreguemol

una

larga

Cordillera de 101 Andel _cuya actividad _geotermica natural

e.ta de manifiesto en variol

lugares

conocidos,

sin contar con la _que se

puede

inducir artificialmente. E.ta

_ultima,

_segun

esrimacicnes no demasiado

_optimist

..,

podria

incrementar

_aquella

en varial decenas de veces mas·. Por otra _parte,

la in.olacion que el

pais

recibe desde la Zona Central hacia el norte,

especial.

mente en el Norte

Grande,

e. una de las mal altas del mundo. Al _respecto

vale citar 10 _que ha dicho F.

Danielas,

autoridad mundial en la materia: El desierto del norte de Chile es IIno de los

lilgares

mas _{ap rop}iados del mu"do

•

Chile posee numerous fuentel

geotermicas

naturale.. Las ma. conoddas IOn El Tatio y Puchuldiza en

Ia zona _norte, 8IIlbas en vias de explotacion. Cabe recordar _que el _Ing. A. _Filipponi, _inveltigador del

IDIEM, fue uno de 101 _picneros en esta _materia, _IIuien a mediados de ladecad. del SO hizo_{exploracionel}

(3)

AISLACIONES TERMICAS EN CRISIS ENERGETICA 127

para

aplicar

la

energia

solar. Teoricamente este desierto

podria

abastecer todas las necesidades

_energeticas

del m undo, Sus 72.000 km

2

reciben 1.3 x

10·

7 kcal anualmente _que es

_superior

a todo el calor

producido

en el mundo en un a,;o,

quemando

carbon,

petrbleo

, gas y madera.

La hidroelectricidad se

explota

_apenas en un 5" _y _puesto _que su

_partici

pacion

e s del 6.5"

significa

_que su

potencialidad,

_por sl

sola,

seda _capaz de latisfacer la totalidad de las necesidades e_nergeticas del

pals.

Y

queda

aun la

lena _y residuos de la ex_ploeacion de la madera _y

_vegetales

_que

_podrian

brindar

mas de una

quinta

_parte de la

energia prim

aria",

En el campo de los no

renovables,

el _panorama no e s menos

halagiieiio:

recur lOS carbonlferos

_superiores

a 5.400 millones de toneladas _{que, aunque} en su ma

yoda

de

_{bajo poder}

calorifico,

sedan suficientes _para alimentar al

_palS

_por mas de 250 anos al ritmo actual.Y no nos hemos referido al _gas

natural,

_que

puede reempla

zar al

petroleo

en el mediano

plazo,

mientras el

pals

se

_ajusta

a las nuevas tecnolo

glas,

ni al uranio _y otros radioactivos aun en _pro

_speccio

_n, _{pero que} se vislumbran en cantidades interesantes. Asi pues, nuestra crisis e s solo del _peereleo _y no ener

getica.

Y e s crisis porque el

_pals

co m etio el _error, como casi todo el

mundo,

de basar su crecimiento casi exclusivamente en

el,

sin _reparar en la

irregularidad

con

que la naturaleza 10 distribu_yo sobre la Tierra. Chile en 1978

produjo

en cifras re dondas 6 x

106

barriles de _petroleo, siendo el gasto total de 33 x

106

barriles.

Esta _{cifra representa} un 55" de la

energla

total _{que el}

pais

consumio6•

Una vision

global

cuantitativa de los ultimo! anos se

_aprecia

en la Tabla II _y

_Fig.

1, basados en datos de la Comiaion Nacional de

Energia3•

TABLA II

PARTICIPACION PORCENTUAL DE FUENTES ENERGETICAS EN CHILE

1960 1970 1978

PetrSleo nacional 12.1 18.6 9.3

Peerclec im_portado 18.3 31.6 45.7

Gas natural 3.2 10.0 12.0

Carbon 27.4 17.0 11.5

Hidroelectricidad 5.1 4.8 6.5

Lefta _y otros 33.9 18.0 15.0

Interesante vision da el

_diagrama

de

_flujos

_que se muestra en

Fig.

1, _{para 1977.}

Los tres sectores

_responsables

del _gasto son:

₁₎

_transporte,

₂₎

industrial

(y minero),

y

3)

edificios

(publicos,

comerciales y

residenciales).

Los valores del

grafico

se

complementan

con las

siguientes

cifras:

Suma

_energia

_primaria

115251 x

kcal

Energla

disponible

al usuario

67810x109

kcal

•

(4)

70551flECTlIClD.t.D �..

-..

,a••<;:: _...

.. .

10461 GAS

I"

;:

402461 PE TROlEO

71801 CARlON

lENA

....

In",

....

-$ECTOR TRANSPORT!

19246

SECTOR INDUSTRIAL

26491

SECTOR ED'F'C'OS

12475 22074

....

N CD

5614

17309 32852

ENERGIA UTIL (41.45 "I.,

9929

" tT:I

<

-III

;!

10

"'

r-6

-�

349S9

(51,55%'

<I

�

....

CD :I

o I..>

�

n'

�.

..

3 CT

..

II

....

-0

... -0

(5)

Vale decir _que de la

_energia

_que el

pais

dispone,

solo un 61.5...

_llega

a 101 usuarios. Del

_grafico

de

_{flujos puede}

extraerse la Tabla III de

aprovechamiento

de los d iversos sectores _y

compararlo,

_por

ejemplo,

con EE.UU.

TABLA III

APROVECHAMIENTO DB LA ENERGIA POR SECTORBS _(en

109

kc al]

Chile

19773

_EE.UU.19702

Sector Gastada _Aprovechada A_provechamiento If. _{Aprovechamiento} ...

Transporte 19.246 5.614 29.2 25.2

lndustria 26.491 17.309 65.3 75.2

Edificiol 22.073 9.929 45.0 74.8

Global 67.810 32.852 48.5 59.8

Se observa _que en el sector _transporte el

aprovechamiento

es _muy _pequeao, Ello se debe al

bajo

rendimiento del motor a combustion interna _que no va mas alla del 35.... EI hecho _que en Chile

haya

un

liger

o m

ejor

aprovechamiento

se

debe,

a nuestro

_juicio,

al intensivo uso de automoviles

grandes

en los EE.UU.

que, en la

ciudad,

tienen

bajo

rendimiento. En el sector

industrial,

en

cambio,

los EE.UU. _presentan un 10... de m

ejor

aprovechamiento

debido al cuidado de una industria _muy instrumentalizada _y

moderna,

_que

aprovecha

al maximo los recursos con un minimo de derroche.

En cuanto al sector ed ificios vale la _pena deten erse, ya que la distancia es

notable: un 45... _para Chile _y 75... _para los EE.UU.

_,Cual

e s la causa si ellos

riene n extensas zonas de dimas

rigurosos

con un _gasto

importante

de calefaccion en invierno _y refr

_iger

acion en verano?

,Cual

serIa nuestro _gasto _y rendimiento si usasemos el mismo confort

ambiental de los _EE.UU., _{que de} hecho no tenemos?

La _respuesta no es sencilla.

_Empero,

podemos

conjeturar

con cierta

base,

10

_siguiente:

en Chile

hay

un fuerte gasto de lena _y sus derivados

(15

... de la

energia primaria)

que se usa con _muy

bajo

rendimiento

(20

... en chimene

as"},

No

_obstante,

_{tal argumento} no

explica

_por si solo el

bajo aprovechamiento

en este sector. En

efecto,

suponiendo

_que la leila se _quemase con solo un

15... de

_rendimiento,

el resto de los combustibles debedan hacerlo con un

59.5"',10

que e s demasiado

bajo

_respecto a los EE.UU,

(ver

_Fig.

_2).

Pensamos _que la causa es mas bien el exceso de _perdidas termicas de nu es

tros

_edificios,

debidas a una

generalizada

mala aislac ion_, _que les haee _ser, en

el decir com

un,

un horno en verano _y un

tempano

en

invierno.1

Esta deficiente aislac ien tc:rmica no solo e s un mal del sector edificios

sino tambien de _parte del sector

industrial,

en donde tam_poco

hay

adecuada

(6)

130 REVlSTA [)EL IDIEM vol. _{18, ,,0} 3, diciembre 1979

Elecli�'J J 2190

SECTOR

Lelia 9191 Re.lo 6360 (59.5 "I.)

ENERGIA TOTAL

22074

L.1Ia 7818 (85"Ie) '-I..1eo 8673

EDlflCIOS

R••lo 4326

(40.1 "Ie)

EIec:I,icidacl 2190 (100 "Ie)

Lelia 1380 (15"1e)

Fil.2. EI _{bajo aprovechamiento} en el sector edificios no se explica satisfactoriamente ni aun

considerando _que la lena se _quema con un 150ft de rendimiento.

'.,dido. 12144

(55 "Ie)

IMPORTANCIA DE LAS AISLACIONES TERMICAS

La solucien al

problema

de la crisis es obviamente abrirle _paso a los sustitutos del _petrole_o, _pero es casi

imposible reemplazarle

con la necesaria

rapidez.

En el sector _que nos _preocupa los caminos alternativos son:

1. Evitar

_pchdidas

inutiles

especialmente

en edificios _{ya existentes.}

_(Lo

_que la Oficina de Recursos de

_Emergencia

de los EE.UU. llama _tapar

_fugas

o

escapes').

2. Aumentar el rendimiento

_{especialmente}

de edificios nuevos, en

construe-. , .

cron 0 _por co nstru rrse.

3. Sacrificar _gastos no esenciales

(apretarse

el

c;nturon').

Los _aspectos

₁₎

_y

₂₎

_{que definim}os como ahorros sin

perdidas

de resulta

dosS

0

_pueden

obtenerse con una adecuada

poHtica

tecnica

aplicada

sin _tregua

por el

tiempo

que se a necesario.

Gran _parte de la e

nergfa

se _gasta en forma de

calor,

especialmente

en el

sector edificios _y en _parte

_importante

del sector industrial.

_Aqu

i el

_papel

_que

juegan

10. materiales aislantes tchmicos es de

primera importancia

al actuar

como un freno a 101 _traspasos de calor

₍₀

frio)

resultando un eficaz

medio,

totalmente

_pasivo,

_para disminuir 0 evitar

perdidas

inutiles de

energfa.

Balance

_energetico

de

un

edificio

(7)

AISLACIONES TERMICAS ENCRISIS ENERGETICA 131

e. necesario _que 1a.

_ganancias

termica.

_equiparen

ala.

_perdidas,

de modo de

mantener dicha temperatura estable. Podemos escribir:

I

_ganancias

- I

perdidas=O(t::!!!

is=c,

Pero la.

_perdidas

suben durante el invierno _y

_bajan

en verano

(ciclo

anual de tem

_peraturas},

vale decir:

_pueden

contra

rrestarse en todo 0 en _parte _por medio del fenomeno de inercia

termical2

,I

3.

pero en el caso del cicio

anual,

hay

_que

suplir

el deficit de invierno con cale faccion

7•

En la Tabla IV se muestran los factores causantes de

_ganancias

_y

perdidas

en un edificio.

TABLA IV

PRINCIPALES CAUSAS DE GANANCIAS 0 PERDIDAS TERMICAS

GANANCIAS PERDIDAS

Soleamiento en techos _y m uros E, N _y W mal aislados.

Soleamiento de ventanas _E, N _y W.

Aparatos electricos _{(refrigeradores,} ra

dio, TV, etc.)

Iluminacion artificial

Otros artefactos _(califont, _{cocina, etc).}

Calor _desprendido _{por persona.} Cale faccicn,

Muroa, techos, suelos, ventanas, _puer tas, etc. no soleados _y mal aislados.

Ventilacion _(intercambio de _aire) _y sobreven rilacion _{(infiltraciones} _por viento).

Bvaporacion de _agua.

Re fr_igeracien _(aire _{acondicionado).}

Un ed ificio

inteligentemente proyectado

_y

construido,

desde el diseiio a la eleccion _y _aplicacion de

materiales,

_{puede equilibrar}

de tal modo las

_per

didas _y

_ganancias

_que la

_energia

a

suplir

_por diferencia

(calefaccicn

0

refrigera

cion)

sea nula 0 m {nima

segun

sea Ia zona de enclave del edificio'

o.

La

aislacion

termica

de 1a

envolvente

La bondad de una aislacion viene dada _{por la dism}inuc ien del

flujo

term ico

que es c_apaz de

_proporcionar

entre la fuente caliente _y la fda _que ella _separa.

Como

_generalmente

dichas fuentes son el interior del edificio _y el exterior

respectivamente,

ocurre _que solo los elemenros envolventes

(techo,

muros,

(8)

132 UVISTA DEL IDIEM vol. _18, nO 3, dic:iembre 1979

El

_flujo

de calor

_(mejor

dicho la densidad de

_flujo)

_{que atraviesa} un ele

mento de la

envolvente,

viene

dado,

de acuerdo a la ecuacion de

Fourier,

_por:

donde:

C

-x

-e

-Ilt

-.., = C • Ilt

conductaneia termica = _�/e

(expresada

en

kcal/m2

°c

h)

coeficiente de conductividad termica del material

_(kcallm

°c

_h)

espesor del elemento

(muro,

puerta,

etc)

difereneia de _temperatura entre la cara caliente

_(t2)

_Y la fda

_(tl)

del elemento =

(t2

-tl),

(oC)

.., - densidad de

flujo

termico: cantidad de calor _que conduce el elemento

por unidad de

superficie

y

tiempo

(kcallm2

h)

La formula anterior se

puede

escribir entonces:

es

decir,

el calor transmitido _por un

elemento,

_por unidad de

superficie

_y

_tiempo

es

proporcional

a la difereneia de _temperatura _que Ie

impulsa

(a

_mayor diferen

cia mayor cantidad de

_calor)

e inversamente

proporcional

al _espesor del ele

mento

_(a

_mayor _espesor menor cantidad de

calor).

Tambien es directamente

proporcional

a una caractedstica

_propia

del material Hamada

coeficiente

de conductividad termica

_(�).

Esta constante _presenta, en

general,

los

siguientes

valores:

TABLA V

CONDUCTIVIDADES TERMICAS·

_(�)

Calidad aislante del material Valor �

kcal/m °c h Ejemplo.

Muy buen aislante

Buenos aislantes

Medianos aialante.

Malo. aislantes

Conduc:tores Metales _y ale aciones,

0.02 - 0.05

0.05 - 0.1

0.1 - 0.5

0.5

-5

5 - 350

'" _Para _valores

elpec:ific:ol

ver 13. 14 0 15.

Plaltic:o. _expandidos.

Fibral vltrea•.

Corcho.

V irutal de madera.

Maderas livianas.

Madera. _pesadaa.

Hormigones y ladrillcs

livianos

Ladr illos _y horm_igonel normales _y pesados

Horm_ige n armado.

(9)

AlSLACIONES TERMICAS EN CRISIS ENERGETICA 133

Puede observarse _que el _rango de valores de >. varia en unal 10.000 vecel desde el

_mejor

aislante al

_mejor

_{conductor. Cuando parte de la envolvente} elta conltituida _por elementos _muy

_disp

ares,

aquellos

de menor aidacion

=elementos metalicol por

ejemplo-

constituyen

101 llam ados

pucntc.

termico. que de ben evitarse a toda

cOital 4.

Una buena envolvente tiene una aillacion tcrmica relativamente

_pareja

en toda IU extension.

Pero el calculo del

_flujo

tcrmico _por la formula antel enunciada _.., = _C6t

no es exacto en la

mayorla

de 101 cases debido a _que el calor _pa.a bacia el elemento desde el aire interior _y sale de el bacia el aire exterior

_[caso

de

invierno).

EI

_responsable

del

_flujo

el _puel, el'4ndwich aire-muro-aire _yentonce. es

importante

la

capacidad

_que tiene la _capa de aire adherida al muro _para

transmitir el calor. Esta

capacidad

viene dada _por la trasmitancia de la. _capa. de aire

_adheridas,

tanto interior como exteriormente. En tal case la formula

del

_flujo

se convierte en:

.., = U6't

donde: !::.'t

-diferencia de _temperatura entre e] ambiente

_(aire)

interior

_t,

_y el ambiente

_(aire)

exterior t_•. Vale

_decir,

_{t,- t.,}

_(oC).

U

-transmitancia termica del muro

(kcal/m2

°c

h).

Dicha trasmitancia total es funcion de las trasmitanc ias

parciale.

de las

capas de aire adheridas a las

superficies

del muro:

U= 1

(l/h,)

+

_(l/h.)

+

_(c/>')

donde:

hi

- trasmitancia tcrmica de la

capa de aire adherida interiormente.

h.

- trasmitancia termica de la

capa de aire adherida exteriormente.

En

_rigor

la eficiencia de la envolvente como aislante viene dada _por el

reciproco

de la

_{trasmitancia,}

_U, del elemento

_perimetral;

_por 10 tanto a menor valor de U m

ejor

aislacion.

En _resumen, la bondad aislante de un elemento

depende

de:

La naturaleza del material: cuanto menor

>.,

mejor

aillante _y en conse

cuencia menores

perdidas

energeticas.

Del _espesor del elemento: cuanto mal _grueso menores

perdidal

de calot

Dc la diferencia de _temperatura. entre 101 ambientes interior y exterior

_(de

pende del clima del

lugar

y de la eltacion del

ailo).

A mayor diferencia mayores

perdidal

termicas.

Del color _y tex tura

_superficial

del

_elemento,

como tambien del viento

que remueve el aire en contacto con .us cara•• Eltol factore. haeea variar

los valores

h,

y h•.

AISLACIONES MINIMAS

(10)

134 RBVISTA DEL IDIEM vol. _18, nO 3. diciembre 1979

envolvente de los edificios con anterioridad a la

primera

crisis

petrolera

de 1973. Posteriormente ellos han modificado tale.

reglam

entaciones haciendola. aun mas severas. En Chile tuvimos la

oportunidad

de proponer una

disposicien

de este

_tipo,

en una

_primera

_etapa en

197211,12,

la _que fue

presentada

al

Instituto Nacional de

_{Normalizacion,}

_que la e.tudiC> _y

_aprobo

como norma oficial en

197717

con el numero NCh 1079,

bajo

el tftulo de

Zoni!icacion

climatico-habitacional _{para Chile} _y recomendaciones eonstructtvas, Con el fin

de

_ayudat

a su

difusion,

el autor ha

_preparado

un articulo donde se comenta

extensamente dicha

normal

I• En ella se describen nueve zonas climitico

habitacional daramente

_{diferenciadas,}

_para las cuales se recomienda entre otras materias, una mInima aislacion

(maxima

trasmitancia U de muros _y

techumbre)

valores _que se

recopilan

en Tabla VI.

TABLA VI

AISLACION TERMICA MINIMA PARA LAS DIFERENTES ZONAS DE CHILE

EXPRESADAS COMO TRASMITANCIAS MAXIMAS _(NCh ₁₀₇₉₎

Zona clim aricc h abitae ional"

Trasmitancia maxima

(kcal/m2

°c

h)--Murol--- _Techumbre

1 Norte L itoral 2.24 0.69

2 Norte Desertica 1.81 0.69

3 Norte Valle Transversal 1.81 0.69

4 Central Litoral 1.72 0.77

S Central Interior 1.63 0.77

6 Sur Litoral I.S S 0.86

7 Sur Interior 1.46 0.77

8 Sur Extrema 1.38 0.60

9 Andina 1.40 0.60

• _En _la _norma _esto. _val_ore.

aparecen expresados en

W/m2

°C;

esta e. la unidad internacional _y I.

equivalencia es:

lW/m2

OC. 0.860

kcal/m2

0C. h.19,20

--EI_mapa conla delimitacion de estaszonas_aparece en la Norma NCh 1079 _y en

bibliograf{all

.

..

-Se supone _que el edifice tiene superficiesvidriadas _normalea, 1010 suficientel_para una adecuadailumi

nacion natural.

Hoy,

frente al recrudecimiento de la crisis

_petrolera,

creem os _que los valores de la NCh 1079 estud iados antes de

_1973,

necesitan una revision _y mas aun una com_plemenraclon adecuada con otras n ormas" y

disposiciones

_que

puedan

integrarse

a la Ordenanza General de Construcciones.

Legislaciones

de este

_tipo,

_que a

_primera

vista y para cada c onstruc cion

parecieran

mas una molestia _que una

ventaja,

a nivel nacional

representarian

un ahorro e_nergerico

significativo

_para el

pals.

Calculamos _que en Chile esre ahorro

_podda

aleanzar el

_equivalente

del 10"10 _{del gasto de}

_petrbleo

_que el

• _EI

autor esta a _cargo, desde enero de _1979, del Comite Termico Ambiental dellnstituto Nacional de

(11)

pais

usa, 10 _que

significa

unos 10.000 barriles diarios sin

sacrificar

resultados,

vale

decir,

manteniendo un

aceptable

estandar de confort ambiental.

En

_Europa

una de las

primeras

medidas _que se tomaron en 1973 fue de este

_tipo,

estim�ndose

un ahorro de un 8'fe sobre las

pl:rdidas

termicas _que,

ya por entonces, eran

bajas

_por

disposiciones

tecnicas a la sazon en

vigencia.

La

mala

aislacion

de

la

edificacion

en

Chile?

1

Las nuevas casas _y edificios _que se vienen

construyendo

en nuestro

paCs

desde

hace un _par de

decadas,

sea _por economIa, sea _porque los

_proyectistas

las hacen

muy esbeltas y con

grandes

superficies

_{transparentes}

_(a

veces muros

completos

vidriados),

resultan,

en consecue ncia, _muy mal aislad_as, tanto t�rmica como

, .

acusrrcarnenteo

Hace _ya una decada hicimos un analisis exhaustivo de estas _causas, _que

hoy,

diez afio s de_spu_es, no han variado substancialmente. Estos factores

_pueden

resumirse en los

_siguientes

_puntos:

Creciente uso de envolventes vidriadas.

Reemplazo

de madera _por m etale_s, _que forman _puentes termicos.

EconomCa _y esbeltez de

_materiales,

solo mirando su _{aspecto estructural.} Falta de

_legislacion

_que

_exija

aislaciones adecuadas.

Falta de control de las obras.

Desconocimiento 0

negligencia

acerca de la

importancia

de las aislaciones en la c o nstruccion.

Es conveniente _que se abra conciencia en el sentido de introducir en la nueva Ordenanza General de Construcciones un _{cuerpo de}

disposiciones

_que de

cuenta de todos los

_aspectos

no estructurales de la ed ificacien, tanto termicos

como de

humedad,

ve nrilac ion, ilum inac ion, acusricos, de

seguridad

contra

srmestro_s, etc. _y _que en otros _paIses tienen

primera

im_porrancia,

lIegandose

a

agrupar

bajo

el dtulo

generico

de

[Lsica

de la construecion,

Aislacion

_y

_{gastos de}

_energia

Se ha visto _que _{el gasto anual de}

_energCa

en el sector edificios es del orden de 22073 x

109

kcal

(equivalente

a 15 millones de barriles de _petroleo

_).

Pero esto no es todo.

_Bajo

el rubro de sector industrial

_hay

un buen

_porcentaje

que se

malgasta

en edificios industriales _por las mismas causas _que estamos

•

analizando. No

_disponemos

de estadCsticas al _respecto.

Es difCcil

_poder

cu antificar, en

general,

los derroches de

energCa

en edi

ficios,

pero las causas como hemos visto son c1aras

a)

Excesivos _{gastos de} calefaccicn _que se deben a:

Muros

_delgados

de materiales

_inadecuados.

_poco aislantes. Techos con deficiente aislacion 0 sin ella.

Excesiva

_superficie

de ventanas.

Puente. termicos

(12)

136 REVISTA DEL IDIEM vol. _18, flO 3, diciembre 1979

Inadecuado 0 deficiente sistema de calefaccion Inadecuado uso _y

aprovechamiento

del edificio.

b)

Excesivos _{gastos de}

_{refrigeracion,}

_que se

pueden

deber a:

- M_uros soleados

y mal aislados. Techumbre sin suficiente aislacion

Exceso de ventanas soleadas.

Puentes termicos

Pinturas y terminadones exteriores mal

_elegidas.

Inadecuado,

defidente 0 mal usado sistema de refr

_iger

acion,

Sobreven tiladon.

Inadecuado uso _y

aprovechamiento

del edificio.

No se

puede

_negar _que en muchas casas _y

edificios,

e_specialmente de cons

truccion re ciente, varias de estas causales derrochadoras de

energia,

estan

presentes.

EI

_disefio,

los

_materiales,

la d istribucion, la orientacien

, el uso mismo,

tienen Mucha

_importanda

en el balance e_nergetico de un edificio. Por

ejem

plo

una

planta

cuadrada,

_simple,

sin

pronunciadas

salientes 0 _entrantes, ofrece

m[nimas

perdidas

_por tener m [nimo _{per im}etro, Mientras _mayor e s la _super

ficie de envolvente _para un volumen

dado,

_mayor sera el gasto de e n_ergia _por calefaccion 0 aire acondidonado. Pero tambien

depende

del

_rip

o de e

dificio,

sea este una casa unifamiliar en

linea,

pareada

0

aislada*,

edificio de

departamentos,

torre, edificio industrial 0 de uso

publico

como

hospitales,

escuelas,

etc. Por

estas causas no es

posible

cuantificar bien el

aprovechamiento

e_{nerge tico} de la edificacion si no es _para cada caso en

particular.

Por

ejemplo,

en una casa de un _piso,

tipo bungalow,

las

perdidas

potenciales

por el techo

pueden

superar

el 50.", de las

_perdidas

totales. En cambio en un edificio

tipo

torre de unos

20

_pisos,

las

_perdidas

_por el techo f1uctuadan alrededor del 5.", de las totales.

Sin em

bargo,

_para no

dejar

las ideas solo en un

plano

cualitativo,

daremos un

ejern

_plo de calcu lo, que ayudara a tener idea del ahorro que es

posible

obte

ner en una edificacion aislada

termicamente,

_respecto a la misma sin aislacicn.

Tomaremos una casa unifamiliar

_tipo

bungalow

de c o nsrru ccion comun.

Sus caractedsticas sedan las

_sigu

ienres!

0:

Superficie

construida: 96 m

2.

Planta de 12 x 8 m. Perimetr o: 42 m. 3

dormitorios,

living-comedor,

cocma _y bafio _y medio.

Muros de

_albafiileda,

ladrillo a la visra,

pHares

_y cadenas de

hormig6n

armado,

recho de dos _aguas, cubierta de

planchas

de asbesto-re mc n to,

cielo de

volcanita,

entretecho

_ventilado,

ventanas con marco' II .ice ro,

piso

de _pla stico sobre radier.

• _EI _termino

casa aislada en Chile se uva en el senndo de no tener construcciones colindantes unidasa

(13)

Muros:

_Superficie

78 m2 _espesor: 0.2 m, Ventanas:

_superficie

23.5

m2

Cielo: Volcanita de 15 mm sin aislacio_n,

superficie

90

m2•

Condiciones de invierno en

_{Santiago 11,16:}

_temperatura exterior

5°C;

ventilacion natural media de 1 re novacicn por hora _y velocidad del viento < 7 km/h; _{cocina y b}afio 4 renovaciones.

Para esta

vivienda,

los valores de

_energia

rermica

perdida

_por hora son los _que se muestran en Tabla VII.

TABLA VII

PERDIDAS DE CALOR POR HORA _(kcal/h) a

_til-

SoC VIVIENDA ORIGINAL·

Superficie U _{Energia perdida} ...

Item Elemento ₂

kcal/m2

°Ch

m kcal/h del total

1 Techo 90 4 7 6345 50.0

2 Yentanas 23.5 5.0 1763 13.9

3 Puertas exte rrores 3.4 4.0 204 1.6

4 Ventilacion bafio . _c_{o c m a}

n" 4 540 4.3

5 Yenrrlacion _living - comerdor

y dormitorio n= ₁ ₈₅₅ _6.7

Total puertas y ventanas it. _{2) 3)} ₄₎ _). ₅₎ 3362 26.5

6 Muros 77.5 1.7 1976 15.6

7 Pisos 48 m de pe rimetro 1008 7.9

Total 12691 100.0

IS

•

Valores calculados de acuerdo a norma NCh 853 .

En esta Tabla

puede

verse la

_importancia

_que revisten las _perd idas _por el

techo,

SO... , por trasmision a trave s de ventanas un 14... , por ventilacion un 11 y

en total _por _puertas exteriores y ventanas 26.5.... Por los muros casi un 16 _y

por los

pisos

un 8%.

t

Que

mejoras

podrian

proponerse para

bajar

las altas

perdidas

energericas de esta ed ificacicn_, sin _que _graven

apreciablemente

su costo?

Repitamos

el calcu lo considerando las

siguientes

posibles

modificaciones: Techo: Colocar aislacion en el e ntretecho,

Ventanas: Disminuir en 20,. su

superficie,

10 que no rendra

ninguna

alte racion sobre la necesaria ilurninacion natural ni sobre el soleamiento inver

nal. Usar marcos de madera en vez de metal con la

consiguiente

disminucion de renovaciones de aire _por

_{mejor ajuste}

_y elim inacion de _puentes termicos. Muros: Estucar muros.

Pisos: Colocar madera 0 alfombra en vez de _plasrico.

Puertas exteriores: Usar _puertas aisladas.

V enrilacion: Automatizar con extractor en cocina y bano,

(14)

138 REVISTA DEL IDIEM vol. 18, nO 3,

diciembre 1979

TABLA VIII

PERDIDAS DE CALOR POR HORA _(kcal/h). t_•• 5°C VIVJENDA MEJORADAo

Superficie U Bner,!. perdida .. respecre •

Item Elemento

_m2

_kCII/m2

_°Ch

_kCII/h Tabla VII

1 Techo 90 0.6 810 6.4

2 Vent.nu, YidriOI 17 5.0 1275 10.0

3 Puert.. exteriore. 3.4 1.5 77

0.6

4 Ventilation baiio - cocinl _n· 2 270 2.1

S Ventilacion Iiving-comedor y dormitorio n- 0.5 428 3.4 Total _puertas y ventanas etc. 2) a 5) 2050

16.2

6 _.) Muro. 77.5 1.5 1744 13.7

b) Murol nuevol 4.7 1.5 106 0.8

Total mural 1850 4.6

7 Pisol 48 m perimetro aislado 792 6.2

Total 5502 43.4

• _{CaIcU!OI de acuerdo}_•_NCh ₈₅₃

15. Comparando

estos valores con los de la Tabla VII se obtiene el ahorro de cada item, 10. _que suman casi 57.. , como se muestra en Tabla

IX. TABLA IX

AHORRO DE VIVIENDA MEJORADA·

Energia calorica

Item Elemento

.. _original .. _mejorado 'lit ahorro

1 Techo 50 6.4 43.6

2-5 Ventanas _y _puertas 26.5 16.2 10.3

6 Murol 15.6 14.5· 1.1

•

7 Pi.o. 7.9 6.2 1.7

100.0 4.3.3 56.7

• _{EI ahorro}

aparece inferior debido aI aumenrode superficie de muros por disminucien de

ventanas.

Este

_ejem

_plo sirve 'para

comprobar

como modificaciones en el disei\o y en los materiales, que no encarecen

significativamente

la obra,

pueden producir

ahorro

_energerico

importante.

Si se hiciese n c ambios de aislac ion mas elaborados, eI ahorro faciImente

podda

elevarse al 75'lit.

EI calcuIo efectuado _para condicicn de invierno puede repetirse para cond ic ion de verano y

comprobar

beneficios similares respecto

al

_impacto

termico solar.

_Mejor

as adicionales _podrfan hacerse tambien en este sentido.

No desearn o s cansar al lector con nuevos

ejem

_plos, pero mas de

alguien,

a esta altura, se

preguntari

cual es el balance en un

departamento

de un ed ificio

(15)

AISLACIONES TERMICAS ENCRISIS ENERGETICA

A. Zone de bejo conlUmo. Zona norte de climas deserticos calurosos con _{temperaturas medias} de 18 a 210C. donde en parte del ano puede sar

conveniente la _{refrigeracion} de los edificios. Poca densidad de _poblacion V bajo consumo

de _energia _per _capita.

8. Zone de conlUmo .010 en inviarno. Zona een

tral v norte alta. _Beningna con _temperatures

medias de 12 a 1SoC. Se necesita calefacci6n a 10 manos durante 101 meses mas frios del

invierno. Alta densidad poblacional con media·

no consumo de _energia _per _capita.

C. Zone d. elto conlUmo (todo .1 eftol. Zona sur

V central alta. Fria con _{temperatures medial}

de 4 a 120C. Se necesita calefacci6n _practica·

mente durante todo el afto. _Baja densidad de poblacion con alto consumo _.ner�tico _per

capita.

No..: Excluimol el Territorlo Anatartico por

no _poseer centrolurbano•.

Fil.3. Gasto. de _enerlia en el sector edt

(iciol.

139

puesto que sabre el

hay

otros depar tamentos similares. En este caso la

d istr ibucion de

perd

idas

puede

_ser,

suponiendo

similar

_superficie

c ons

truida _y unos cuatro

_{departamentos}

por

piso,

del orden de 65,. por ven

tanas, 25,. por ventilacion _y 10,. por muros. EI _gasto total

puede

ser la mitad del _gasto del

bungalow

anali

zado. EI efecto de

invernadero2

1 ,

--se_gun orientacion _y

superficie

vidria-da,

_{puede bajar algo}

la _carga en dias soleados de _invierno, _pero en verano co nvertiran al

departamento

en un

ho rno, En

bibliografia21

,14

se rnu e s tra un

ejemplo

real en donde las

temperaturas de verano en un de_par tamento son en todo momento _supe· riores a los

_registros

de la _temperatura metere

_olagica.

EI _mayor

_problema

en esto s edificios ocurre _pues en verano.

Demas esta decir _que la d istri

bucion de la

energia

gastada

es _muy distinta _para cada

_tipo

de

_edificios,

pero en

general,

podemos

afirmar _que se

palpa

una

generalizada

falta de

aten cion en la aislacion rerrnica de la ed ificacion chilena.

,En

que

zonas de Chile el _gasto

de

_energia

e s

_mayor?

En

bibliogra

fia11,16,IS

se hace un analisis del

impacto

del dima en la edificacion.

Aunque

Chile,

en

general,

e s un

pais

de dimas

_benignos,

su enorme exten

sion de norte a sur

(ISO

a

560

mas la

_Antartida)

_y sus diferenres altitudes desde el nivel del mar a la Cordillera

de los

Andes,

le hace tener desde

climas

_calurosos,

donde la

_refrigera

cion es conveniente, hasta dimas

fdos,

donde la calefaccion es

imperiosa.

Ba-sado en ello es

posible

visualizar daramente _par 10 menos

que se m ueatran en el _mapa e_{squem arico} de la

Fig.

310•

. .

(16)

140 IlEVJSTA DEL IDJEM .,0J. _18, nO 3, didembre 1979

EL EDIFICIO DEL ARO 2000

La

_mayorl.

de las cODurucc:ione. actuale. _y las _que se levanten en el futuro inmediato deberan ser'Yit durante _sran _parte del

_siglo

XXI.

_Alguna.,

tal vez,

ttaspasen el afto 2100.

,Que

caracteri'stical deberan tener _para _{que asl} sea? .

Sin- entrar

at

ted'eno

de I. c:iencia

_flecion,

sino

_adoptando

una actitud

realista,

el edificio del ano

_2000,

_aparte de IU. cualidades

arquitectonical

basical,

debera ser

_prim

ordialmente:

Confortablel Lal necesidades ambientale. del habitante

_dependeran

de la habili

dad

del edificio _para adecnarse ala. variacionel external,

especialmente

clima

ticas.

Durable: La inver.ion en edificiol debera ser evidentemente rentable. Mlnimol gastos de mantencion y

larga

vida.

Ec:ologico:

EI edificio del futuro no debera alterar notablemente el

equilibrio

ecologice

regional.

M Inima conraminac ion de IU

propio

entorno _y ambiente

(humo,

aguas,

residuos,

pureza

aire,

101,

ruid_os,

etc.).

EcoDomico en

energia:

Se habla mucho de la cala autonoma en

energfa.

Esto el

utopico

_para la

ciudad,

_{pero II debera} ser altamente

eficiente,

10 _que

equivale

a decir que cada unidad de

energla

disponible

_por via natural 0 artificial sea

aprovechada

al maximo.

Automatico: La cibernetica e.ta entrando

_ampliamente

en una sene de insrala

ciones _y

_dispositivo.

del

_edific:io,

_{especialmente}

de control electronico, Sera un medio excelente de

_optimizacion

de lal cualidades antes citadas.

Pues

bien,

las aislaciones tchmicas del

edificio,

en su mas

amplia acepcion,

juegan

un

papel

_{importantisimo}

en los cuatro _puntos

_primeros

re cien senalados.

Ayudan

al confort _porque

_producen

ambientes de temperatura

_{regular; ayudan}

a la durabilidad al evitar deterioros _prematuros _por condensaciones de _agua,

contracdones y

dilatadones;

_ayudan

al

_{equilibrio ecologic}

o al reducir combus

riones para calefaccicn _y ahorran

_energ!a

termica hacien dolo eficiente.

La casa

solar,

tan

_prometedora

frente a la crisis de

energia

_que nos

agobia,

debe ser, antes _que

nada,

fuertemente aillada si se desea _que el sistema de

cap racion solar

(0

cualquier

otra

energla

mas cara _que el _petrSle

_o]

sea factible

y

practica.

EI edificio de

_cristal,

tan en

boga

hoy,

e. una

_joya

_por

[uera

_pero es

insufrible

por dentro, Se le hac«

confortable

a

fuerza

de

energle,

Son edificios lamentablemente sin

_futuro,

altamente ineficientes _{energe ricame}nte.

La _{crisis por} el

_agotamiento

de elementos no

renovables,

_que el mundo

empieza

a

afrontar,

sera un

verdugo

sin misericordia.

_Hoy

e s el _pe

eroleo,

ma

nana seran los

_metales,

10.

_plasticos

_y otros. No se trata de ser

_pesimista;

se

trata de ser

_previsor.

El hom bre tiene por delante un enorme desaflo.

Surgiran

las

_soluciones,

no

hay

duda,

_pero no sin antes

_producir

_profundos

cambios

en su modo de vida.

(17)

que no es mas que un

simple

_pasaJero en una nave

espacial

Hamada _Tierra.

Si

_quiere

un

largo

_viaje

debera cuidar la

despensa,

el

equilibrio

ecologico

_,

evitar la

_scbrepob

lacien,

aprovechar

al maximo cada

gnlnulo

de materia y

energla

que la naturaleza pone en sus manos. Solo aSI el

viaje

sera

largo

_y

placentero.

En Chile

_hay

mucho _que hacer al _respecto. La edad de oro de la e_nergia barata esta esfum andose _para

_siempre.

CONCLUSIONES

La cnslS real del _peeroleo

Hegara

a su _apogeo a finel de la decada del 80. Para

entonces deberan estar funcionando diversas

_politicas

de ahorro _y sustitutos

que

hagan

frente ala brecha entre la oferta _y la demanda.

Chile

_dispone

de una am

plia

_gama de recurso s _{energe tico}s en abundancia.

En los sectores de edificios e industrial de

baja

_{temperatura, la}

energfa

solar ofrece una alternativa interesante.

La edificacion nacional adolece de una evidente mala aislacion terrnica

debida al abuso de

_superficies

_vidriadas,

mal entendido ahorro de

_materiales,

falta de

_legislac

ion

tecnica.

etc.

En el sector edificio _y _parte del industrial un subtancial ahorro

energerico,

calculado en el

equivalente

a unos 10000 barriles diarios de _petrSleo,

puede

obte

nerse a traves de una adecuada aislacion de los edificios habitacionales

(privados,

puhlicos, comerciales e

industriales).

Se obtendda adem

_as,

como

ventajas

adicionales:

a)

Mayor

confort arnbien

ral,

_que _repercute en

mejores

tasas de salud _y rendi

miento en el trab

_ajo

,

b)

mayor durabilidad de los edificio_s,

disminuyendo

la tasa de construcciones

. ., . ,

por repOSlClon y rn antencro n,

c)

menor c o ntaminac ion

especialmente

de los ambientes urbanos.

Todo ello seda factible en buena medida si la Nueva Ordenanza General de Construcciones considerara estos _aspectos no estrueturales en su ardculado.

Necesariamente se im_po ne, adem

as.

un

conjunto

arm o nico y

complementario

de normas chilenas _que en forma e_specifica aborde todos los aspectos _que

tienen _que ver con estos

problemas.

Ciertas

franquicias

tributarias

podrian

fomentar efectivamente esta

_politica

de ahorro e_{nerge rico,}

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SIGNIFICANCE OF THERMAL INSULATION IN THE ENERGY CRISIS

SUMMARY