Comunicación presentada al V Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autor:
- Joan Ferré Sáinz de la Maza, Socio Cofundador, Nanoavant
Resumen
Los recubrimientos termo-reflectantes son una innovadora y efectiva solución para el sector de la construcción y rehabilitación, con la finalidad de mejorar la eficiencia energética de los edificios. Poseen 3 características principales para conseguir el bloqueo de la transferencia de calor generado por la incidencia solar que se concentra en mayor medida en las cubiertas de los edificios: (1) Alta emisividad y reflectividad cercanas al 90% (2) Contienen microesferas de cerámica que aportan propiedades de aislamiento térmico (3) Son impermeabilizantes y reducen el flujo térmico por la ausencia de humedad. La más reciente innovación en este tipo de pinturas es que están basadas en Nanotecnología. Al contener componentes nanoestructurados como el Dióxido de Titanio, Dióxido de Silicio y Dióxido de Zinc, se consigue una pintura elastomérica con base acuosa y bajo contenido en Componentes Orgánicos Volátiles, que aporta un valor añadido respecto a las pinturas convencionales. Aplicable en toda clase de cubiertas de obra, bituminosas o metálicas. Su aplicación mediante maquinaria y pistola airless reduce el tiempo y en consecuencia el coste total, comparado con otros sistemas de aislamiento tradicionales que suponen obras. Además, se trata de una solución complementaria a otras medidas de aislamiento térmico y aplicable a posteriori en cualquier cubierta como recubrimiento final.
Palabras clave
Pintura Termo-Reflectante, Ahorro en Climatización, Confort Térmico, Aislamiento Térmico, Eficiencia Energética
Introducción
La necesidad de rehabilitación energética de edificios en España es muy elevada, puesto que el parque de edificaciones está muy envejecido y no dispone de los criterios que se aplican actualmente para las nuevas construcciones. De esta manera, en muchos casos el aislamiento térmico es casi inexistente y en consecuencia, el consumo de energía es muy elevado. Una normativa europea aprobada recientemente exige a España que todas las viviendas sociales y edificios públicos que se construyan a partir de 2018 se basen en los criterios de los EECN. Sus objetivos son la reducción de los efectos de la pobreza energética y exclusión social y la reducción del impacto medioambiental, incidiendo directamente en una menor generación de gases contaminantes por un menor consumo energético.
La aplicación de pintura termo-reflectante en las cubiertas de edificaciones existentes supone una reducción de la temperatura exterior del elemento constructivo de un 40% de media, que consecuentemente significará un menor flujo térmico hacia el interior de la construcción, que mejorará notablemente el confort térmico y en su caso, reducirá los costes de climatización.
Los beneficios de la utilización de esta tecnología son el ahorro de costes de energía, mejora del confort térmico y menor generación de CO2.
Esta medida es ideal para aplicar en construcciones existentes por su facilidad y rapidez de aplicación, sin necesidad de realizar obras.
Supone una mejora de la eficiencia energética a un coste menor que con otros sistemas de aislamiento tradicionales. De manera que está al alcance de todos los estratos sociales, ya sea mediante financiación privada o a través de ayudas estatales para la rehabilitación de zonas con escasos recursos económicos.
Existen otras medidas para mejorar la envolvente térmica de construcciones, como la instalación de materiales aislantes como la lana de roca, poliestireno expandido, sistemas SATE, etc. Son sistemas efectivos debido a sus características físicas (grosor, composición, etc), pero suponen la realización de obras y a veces no son compatibles con algunas edificaciones por inexistencia de espacio suficiente para su implementación, limitaciones de comunidades de vecinos, coste elevado de permisos y ejecución, elevado coste del material aislante, etc.
La mayoría de estos sistemas tradicionales se pueden complementar con el recubrimiento termo-reflectante, mejorando en definitiva la reducción de la transmitancia térmica de los elementos constructivos.
El carácter innovador de las pinturas térmicas como solución constructiva para mejorar la eficiencia energética, especialmente en el caso de rehabilitaciones de edificios existentes, por el momento está dificultando su penetración masiva en el mercado español de la construcción.
En el CTE no se contemplan, por el momento, soluciones de aislamiento térmico mediante la reflectividad, con un grosor tan reducido (aprox. 500 micras con 2 capas). Pero los resultados obtenidos en diversas aplicaciones y la existencia de diferentes actores que comercializan estas pinturas en el mercado nacional e internacional, auguran un exitoso futuro para este tipo de recubrimientos.
Existen test de laboratorios y entidades de certificación, además de casos de éxito que se monitorizaron con sondas de temperatura y entidades externas que justifican los buenos resultados obtenidos y el ahorro en costes de climatización que suponen.
El Proyecto
Aplicación de pintura termo-reflectante en cubierta metálica
Problema: Las condiciones de trabajo para el personal en el interior de la nave eran adversas debido a las altas temperaturas registradas en verano.
Pasos para la implementación del sistema:
- Aplicación de 1 capa de imprimación para superficies poco porosas, galvanizadas, de aluminio, etc.
- Aplicación de 2 capas de pintura termo-reflectante Surfapaint ThermoDry Elastomeric Roof, mediante pistola airless.
Material y métodos
La pintura termo-reflectante utilizada en el proyecto es Surfapaint Thermodry Elastomeric Roof, del fabricante griego de recubrimientos nanotecnológicos NANOPHOS SA.
Dicha pintura se engloba dentro de la tecnología COOL ROOF, que consiste en transformar las cubiertas tratadas en termo-reflectantes, reduciendo notablemente su temperatura superficial. De esta manera, se consigue bloquear la transferencia de calor hacia el interior y mantener las cubiertas de las construcciones más frías mediante la alta reflectividad y emisividad. El objetivo es bloquear la radiación infrarroja del sol para reducir la transferencia térmica hacia el interior. Además, por sus propiedades impermeabilizantes se consigue eliminar la penetración de la humedad, por lo que se reduce el flujo térmico, aumentando la resistencia térmica.
El EUROPEAN COOL ROOF COUNCIL es una asociación sin ánimo de lucro que se fundó en 2011, con la finalidad de desarrollar el conocimiento científico e investigación en relación con la tecnología COOL ROOF. Promocionando en consecuencia el estudio y uso de productos y materiales ‘cool roof’ en Europa, incluyendo un programa de valoración de dichos productos para certificar sus propiedades y características de forma objetiva e independiente al fabricante. Dichas valoraciones se pueden consultar en el registro de productos de su página web.
La aplicación de la pintura termo-reflectante en cubiertas se acostumbra a realizar mediante maquinaria y pistolas AIRLESS. De esta manera se consigue un pulverizado muy fino que da un acabado uniforme que cubre perfectamente toda la superficie tratada. También se trata de una metodología con una alta productividad que reduce el coste de mano de obra notablemente en comparación con otros métodos manuales (por ejemplo, con rodillo).
Estas son las propiedades de la pintura utilizada, según la certificación en el registro de productos del European Cool Roof Council:
Emitancia Térmica 0,90
Es la proporción de radiación térmica absorbida por una superficie que es devuelta al entorno.
Reflectancia Solar 0,86
Es la fracción de radiación incidente reflejada por una superficie.
Índice de reflectancia Solar 108
Es un valor que incorpora la reflectancia y la emitancia. Según LEED sería aceptable a partir de 78.
Conclusiones
- Se captaron diversas imágenes con cámara termográfica sobre la superficie de la cubierta y también desde el interior del edificio para cuantificar el bloqueo de la transferencia de calor obtenido.
- La diferencia de temperatura entre la superficie no aplicada y la tratada con la pintura térmica es de 27,9° C. Reducción del 44% de la temperatura exterior de la cubierta metálica, por lo que la transferencia térmica hacia el interior se ve reducida notablemente.
- En el interior del edificio, la temperatura superficial captada en el techo, justo debajo de la aplicación de la pintura de la cubierta, disminuyó de 38,1 ° C a 33,6 ° C (disminución de 4,6° C) sin ningún medio adicional de climatización. Al tratarse de una prueba de aplicación con la finalidad de hacer una comparativa, previa a la aplicación en su totalidad, la reducción de temperatura captada desde el interior es significativa, pero debería ser mayor debido a la elevada cantidad de calor que todavía se transfiere por conductividad del metal de la zonas colindantes que no están tratadas con la pintura.
Las aplicaciones de la pintura termo-reflectante son muy diversas; en cubiertas de obra o bituminosas de edificios, cubiertas metálicas de naves industriales, de cerámica, etc.
Aplicada a un edificio por el exterior, en épocas de calor su estructura se calentará menos, disminuyendo así la cantidad de energía necesaria para enfriar su interior. En estaciones frías, se bloqueará la fuga del calor del interior, disminuyendo así la cantidad de energía necesaria para calentarlo.
Gracias a la Nanotecnología, se obtiene un producto único que también tiene propiedades hidrofugantes, debido a las nanopartículas de Dióxido de Silicio, que tienen una gran capacidad para permitir que la superficie transpire y se mantenga seca. De esta manera, se minimiza la condensación de la humedad y la creación de moho. Esta característica resulta muy importante para reducir la conductividad térmica de una superficie, puesto que, a menor humedad menor flujo térmico.
En el presente y futuro de la rehabilitación edificatoria para mejorar la eficiencia energética, tomarán protagonismo los recubrimientos como la pintura termo-reflectante, con propiedades funcionales, proporcionando una importante reducción del coste económico en climatización y una mejora del confort térmico.
La facilidad y rapidez de aplicación, sumadas al coste del producto, todo amortizable en unos 3 años, hacen de esta tecnología una buena alternativa para mejorar la envolvente térmica del obsoleto parque edificatorio en España.
Reconocimientos
Han colaborado a mejorar el estudio y a discutir las ideas: NANOPHOS (fabricante griego de productos químicos para la construcción basados en Nanotecnología) y XAVIER ENRÍQUEZ (socio cofundador de NANOAVANT).