Transmisión de temperatura y humedad

Transmisión de temperatura

El calor cuya unidad de medida es en kilocalorías siempre sigue la ley de caída de temperatura, esto quiere decir que la temperatura siempre pasa de un ambiente mas caliente a otro mas fría nunca al revés, así en invierno transmiten calor de dentro afuera, en verano estos procesos son inversos hay que tener encuenta que bajo la influencia del sol los muros exteriores y sobre todo las terrazas que reciben la radiación solar están mas calientes que el aire que los rodea.

Transmisión de humedad en estado de vapor

La humedad en forma de vapor se mide por gramos de agua por m3 de aire (Kg./m3) o por la medida de la presión de vapor de agua en el aire el vapor de agua siempre pasa del ambiente donde hay mas presión de vapor a la inferior, estos movimientos que se producen sin ayuda de otros medios e inclusive venciendo la gravedad, se conoce por difusión la dirección de la difusión se determina por el contenido absoluto de vapor de agua, se dirige a donde su contenido absoluto es menor.

Transmisión de humedad en estado liquido

La mayoría de los elementos constructivos contienen agua, que se mueve según la estructura capilar del material, sin embargo en hormigón el movimiento de agua es continuo. La humedad liquida siempre se traslada hacia el lugar mas seco a trabes de la red capilar, el vapor de agua se difunde hacia donde es absolutamente seco esto puede significar que el vapor y el agua vayan en el mismo sentido pero es frecuente también que ocurra lo contrario sin conocimiento de estos procesos no se pueden comprender las características de hormigón.

Relaciones entre transportes de humedad y de vapor

Los procesos descritos tienen una estrecha relación , la intensidad del flujo térmico depende del salto térmico, al disminuir el salto térmico también disminuye la cantidad de calor trasladado hay una diferencia entre las transmisiones de calor constante y las irregulares que se pueden presentar periódicamente y que incluso pueden llegar a presentarse en sentido inverso. La intensidad de procesos de difusión de vapor de agua dependen de la pendiente de la presión de vapor. Estos procesos a veces se producen en la práctica a la inversa, ósea en los periodos en los que los elementos constructivos aboben humedad se alteran con otros periodos en los que desprenden humedad y se secan. Por este motivo es necesario mucho tiempo para que se hagan visibles los encharcamientos de agua originados solamente por la difusión de vapor de agua.

El transporte de agua capilar es a menudo opuesto al de la difusión del vapor. En elementos capilares se transporta mucha mas agua en estos líquidos que en forma de vapor en dirección opuesta, en casos desfavorables el movimiento capilar de agua aumenta la difusión de vapor, esto se presenta siempre cuando el aire en el lado frió esta mas seco tanto relativa como absoluta. Esto es fácil de controlar con la lectura de los datos climáticos tanto exteriores como interiores.

Calculo teórico de los intercambios de calor y humedad

El calculo de las cantidades de calor intercambiadas es posible en el caso de que sean estacionarias o constantes, el control de los procesos no estacionarios o irregulares es difícil después en este caso este proceso no afecta a un solo elemento sino a toda la estructura, el efecto de la difusión de vapor es teóricamente controlable.

El transporte de agua capilar es a menudo opuesto al de la difusión del vapor. En elementos capilares se transporta mucha mas agua en estado líquido que en forma de vapor en dirección opuesta, en casos desfavorables el movimiento capilar de agua aumenta la difusión de vapor, esto se presenta siempre cuando el aire en el lado frió esta mas seco tanto relativa como absolutamente. Esto es fácil de controlar con la lectura de los datos climáticos tanto exteriores como interiores.

Calculo teórico de los intercambios de calor y vapor

El calculo de las cantidades de intercambio de calor es posible en el caso de que sean estacionarias o constantes, el control de los procesos no estacionarios o irregulares es difícil después en este caso este proceso no afecta solo al elemento sino a toda la estructura, el efecto de la difusión de vapor es teóricamente controlable con la ayuda de los cálculos simplificados de algunos factores, sin embargo algunos resultados de estos cálculos puede estar muy lejos de la realidad cuando se trata de elementos constructivos que permiten un transporte capilar muy importante.

El movimiento de la humedad liquida por fuerzas capilares en elementos no se puede calcular, la difusión de vapor de agua se produce en la misma dirección a diferencia de presión de vapor, como la humedad relativa exterior es mas grande que la interior, la temperatura exterior del elemento puede alcanzar los 60°C y esto produce un salto térmico parte de este calor se disuelve inmediatamente al aire exterior por radiación pues se encuentra unos 30 °C por debajo de la temperatura de la pared del elemento.

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Fig. Pared exterior de muro de hormigón ligero en época de verano con flujo térmico hacia adentro, débil difusión de vapor también hacia a dentro y débil transporte capilar de agua, hacia afuera

En las terrazas tenemos condiciones físicas similares aquí si embargo el movimiento capilar del agua esta impedido, las terrazas de hormigón dejan pasar el agua capilar en pequeñas cantidades y de forma muy lenta, el efecto de estos procesos físicos no depende solamente de las condiciones climáticas sino también de la naturaleza de los materiales.

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Fig. Desplazamiento de calor y vapor a través de la terraza

a) En invierno

b) En verano

Transmisión térmica y difusión

En la cantidad se trabaja casi exclusivamente con materiales que en oposición de los que sucedía con los tradicionales, regulan de distintas maneras la transmisión térmica y la difusión de vapor de agua y que por tanto trabajan con un modo no armónico esto aplica varios fenómenos que no ocurrían con las formas tradicionales de construcción.

Cambios volumétricos de origen térmico

Al tratar sobre las propiedades térmicas de los agregados se menciono que las características de estos son el principal factor que determina el comportamiento térmico del

Concreto, en relación con los cambios de volumen del concreto por efectos térmicos, la propiedad que requiere considerarse es el coeficiente de expansión térmica lineal, que es el valor de cambio de longitud que se produce por la variación de un grado centígrado en la temperatura del concreto, el cual normalmente se expresa en 10-6/°C, si la temperatura se disminuye, es decir su coeficiente de expansión térmica es positivo. La magnitud del coeficiente de expansión térmica del concreto depende de los correspondientes coeficientes de los agregados y de la pasta de cemento. El coeficiente de expansión térmica de los agregados es influenciado primordialmente por la composición mineralógica de las rocas que lo componen en la Tabla.

Tipo de roca

lineal Cea, 10-6/°C, Coeficiente de expansión térmica

Calcedonia o pedernal

Cuarcita

Cuarzo

Arenisca

Mármol

Caliza silícea

Granito

Dolerita

Basalto

Caliza

11.8

10.3

11.1

9.3

8.3

8.3

6.8

6.8

6.4

5.5

Tabla Valor medio del coeficiente de expansión térmica lineal de agregados según el Tipo de roca

Para estimar el coeficiente de expansión térmica del concreto, si se conoce el tipo de roca que constituyen los agregados y el estado de humedad en que se allá el concreto de la estructura, el comité ACI recomienda la siguiente expresión:

Cec = Kh + 3.1 + 0.72 Cea

Donde:

Cec = Coeficiente de expansión térmica lineal del concreto en 10-6/°C,

Kh = Es un valor correctivo de acuerdo con el estado de humedad del concreto

Cea = Es el coeficiente de expansión térmica de los agregados.

Materiales no armónicos

La figura reproduce esquemáticamente el comportamiento de una pared de columna de hormigón no tiene mucha resistencia del paso del calor sin embargo su resistencia a la difusión es elevada y por lo tanto frena el paso del vapor de agua, veamos que consecuencias tiene esto cuando esta pared se expone a un salto térmico y a una diferencia de presión de vapor de agua.

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Fig. Materiales que trabajan inarmónicamente

a) Hormigón denso

b) Aislante poroso

c) Berrera para el vapor

Veamos que consecuencias tiene esto. Cuando la pared de columna se expone a un salto térmico y a una diferencia de presión de vapor de agua, el vapor de agua del aire inferior que tiene que atravesar la pared encuentra una barrera fría y el vapor se enfría; si el punto de roció del aire inferior es alcanzado, se condensa el agua el comportamiento inarmónico de la pared es un inconveniente.

La figura os presenta un aislante térmico poroso como es, por ejemplo una plancha ligera de fibra de madera frena el flujo de vapor y sin embargo es extraordinariamente permeable al vapor de agua. Esto es también es peligroso porque en el interior del material muchas beses se desase el equilibrio entre temperatura y vapor, el vapor de agua llega sin merma a una zona de temperatura baja, lado frió del aislante por este motivo existe el peligro en los aislantes porosos de que se produzca la condensación en la cara fría.

Transmisión de temperatura y humedad Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Ing. Civil

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