Una Sartén y Steel Frame

¿Qué tienen en común? Más de lo que sospecharías. Veamos por qué.

Una Sartén y Steel Frame
¿Qué tiene que ver una sartén con Steel Frame? Nada se podría decir, pero, aunque tan sencilla en apariencia, la humilde sartén tiene mucho que enseñarnos sobre aislación térmica.

¿Qué tiene que ver una sartén con Steel Frame? Nada se podría decir, pero, aunque tan sencilla en apariencia, la humilde sartén tiene mucho que enseñarnos sobre aislación térmica. Por lo general las sartenes son de acero, y el mango de madera. ¿Alguna vez te preguntaste por qué no te quemas cuando la tomas por el mango? Es decir, la llama de la ornalla calienta el acero de la sartén al punto que cocina los alimentos, pero por alguna razón este calor no se transmite a la madera del mango, el cual podemos tocar con la mano sin quemarnos. La diferencia de temperatura entre la sartén y el mango se explica por la conductividad del calor que posee cada material. Algunos materiales simplemente conducen mejor el calor que otros, así como el cobre conduce mejor la electricidad que la goma. Existe una manera de medir cuánto calor puede conducir un material, y se conoce como Factor de Conductividad Térmica (F.C.T.), y se simboliza con la letra griega λ (Lambda).

El Factor de Conductividad Térmica mide la cantidad de calor que atraviesa un metro cuadrado de material, de un metro de espesor, en un segundo, cuando la diferencia de temperatura entre ambas caras paralelas es de un grado.

Entonces, para poder calcular el F.C.T. de cualquier material tenemos que poder medir el calor y la temperatura. El problema es… ¿Cómo se mide el calor? ¿Y cómo se mide la temperatura?

Como es energía, el calor se mide en las unidades de energía: K caloría, Kwh, BTU, Joule, etcétera, dependiendo del sistema de unidades que se utilice. En nuestro caso, como el F.C.T. mide la cantidad de calor que transmite un m3 de material en un segundo, para medir el calor usamos el Vatio (W), también conocido como Watt, que equivale a un Joule por segundo.

Ya sabemos entonces cómo medir el calor. ¿Qué pasa con la temperatura? La temperatura es una magnitud física que mide el grado de actividad (energía cinética de traslación y rotación) de las moléculas y átomos. Sus unidades son el °C, (grado centígrado), el °F (grado Fahrenheit) o el °K (grado Kelvin). Cuanto más se mueven las moléculas y átomos, tanto más alta es la temperatura, y a la inversa. En nuestro caso medimos la temperatura en grados Kelvin.

La fórmula de cálculo es la siguiente:

Fórmula del Factor de Conductividad Térmica
Fórmula de cálculo del coeficiente de Conductividad Térmica. Este coeficiente calcula la cantidad de calor, medida en joules por segundo, que pasan a través de un metro de un determinado material, cuando media una diferencia de temperatura entre ambas lados paralelos de un grado Kelvin. Un mayor valor implica una mayor capacidad del material para dejar pasar el calor, en tanto que un valor menor implica que el material es más aislante, porque inhibe el paso de calor.

La misma fórmula se puede expresar de manera más intuitiva:

Fórmula del Factor de Conductividad Térmica expresada en unidades que la componen
La misma fórmula, pero escrita de manera más amigable. Simplemente expresa cuánto calor por segundo pasa por metro de material por cada grado de diferencia de temperatura, medida en grados Kelvin.

En Argentina, la norma Iram 11.601 estandariza los factores de conductividad térmica de distintos materiales de construcción. Para establacer los F.C.T. de cada material se mide el paso de calor a una temperatura constante de 20 grados centígrados y una humedad relativa de 60%. Así, según los ensayos de laboratorio del Iram, la conductividad térmica del acero es de 58, en tanto que la del pino es 0,13. Esto significa que en un segundo, a través de un cubo de acero de un metro por un metro, de un metro de espesor, pasan 58 vatios por cada grado kelvin de diferencia de temperatura, que es mucho más calor que los 0,13 vatios por Kelvin por metro que deja pasar la madera, y es la razón por la que el acero de la sartén cuece los alimentos de caliente en tanto que el mango de madera está tan frío que lo podemos tocar con la mano.

Así, conociendo la capacidad de conducir el calor de cada material, podemos determinar en consecuencia la capacidad aislante que ofrece. Lo que nos interesa es evitar la fuga de calor en invierno desde el interior hacia el exterior, y el ingreso de calor en verano desde el exterior hacia el interior. Ciertamente una de las principales ventajas de Steel Frame en relación a otros sistemas constructivos es la facilidad con la que se pueden incorporar aislantes, ya que el sistema fue diseñado desde su nacimiento para poder incluirlos. Los materiales a usar son los que ofrecen el F.C.T. más bajo, pues son los que dejan pasar menos calor. Y es lógico que cuanto más grueso sea el material, suponiendo el mismoF.C.T., pues entonces menos calor transmite. Así, la capacidad de un material de transmitir calor depende de dos cosas: de su espesor y su F.C.T.. La relación entre ambos elementos se llama Resistencia Térmica y se expresa así:

Fórmula de cálculo de la Resistencia Térmica.

Si analizamos el F.C.T. de una lana de vidrio de 50 mm. de espesor, vemos que posee un λ = 0,032 W / m K, y el hormigón, λ = 1,63 W / m K. Calculemos ahora las resistencias térmicas de ambos materiales para un espesor de 50 mm.:

R.T. Lana de vidrio = 0,05 / 0,032
R.T. Lana de vidrio = 1,56 m2 K/W
 
R.T. hormigón = 0,05 / 1,63
R.T. hormigón = 0,03 m2 K/W
    

En conclusión, la lana de vidrio tiene una R.T. de 1,56 mientras que el hormigón, 0,03, lo que significa que la lana de vidrio es ¡cincuenta veces más aislante! Aislar adecuadamente tu casa no sólo es importante para evitar las condensaciones que a la larga traen hongos y moho, sino también para lograr que tu casa sea más cómoda a la vez que ahorras costos de facturas de energía. Te invitamos a que sigas aprendiendo sobre aislación. ¡A construir!


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