Las cámaras de FLIR contribuyen al análisis y el diagnóstico de sistemas de aislamiento térmico externo

Los sistemas de aislamiento térmico externo han ido cobrando importancia en el mercado de la construcción europeo. Los constructores, motivados por los cada vez más exigentes requisitos de certificación energética y las normas de eficiencia energética para edificaciones, prestan más atención a la colocación eficiente de estos sistemas. No obstante, son muchos los metros cuadrados de sistemas de aislamiento térmico externo, ya sea en edificios nuevos como antiguos, que se han instalado sin seguir las mejores prácticas recomendadas. Para poder entender mejor las anomalías en las instalaciones de aislamiento además de las características térmicas de estos productos de aislamiento, un consorcio de empresas, incluida la Asociación Italiana para el Aislamiento Térmico y Acústico (ANIT), ha llevado a cabo un proyecto de investigación con la ayuda de las cámaras termográficas de FLIR Systems.

La ANIT (Asociación Italiana para el Aislamiento Térmico y Acústico) realizó un estudio con el fin de reconocer las anomalías en los sistemas de aislamiento y en su instalación junto con dos compañías pertenecientes a esta organización, en concreto Caparol y FLIR Systems. Tep srl, firma de servicios de ingeniería centrada en pruebas de eficiencia energética no destructivas para edificios, fue la encargada de coordinar el estudio.

Creación de una muestra de prueba

Para estudiar los fenómenos térmicos que caracterizan la instalación de sistemas de aislamiento térmico externo, se creó una muestra de prueba y se cubrieron tres laterales con paneles de aislamiento térmico (EPS con aditivo de grafito). En la parte superior de la muestra, las paredes se cubrieron cometiendo errores de capeo comunes, mientras que la parte inferior se cubrió adecuadamente, con y sin pasadores de EPS.

Análisis de termografía activa

Se supervisó una pared de prueba y se analizó durante un ciclo solar de carga y descarga, tomando y almacenando imágenes térmicas periódicas. Con la termografía activa, la carga se realiza mediante radiación solar que impacta en la superficie de la muestra de prueba. Durante la fase de descarga, la estructura que ha acumulado energía se supervisa a medida que va soltando energía cuando se encuentra a la sombra. Para esta prueba, ANIT optó por utilizar la cámara termográfica FLIR T640, que demostró ser la más adecuada para este trabajo.

Transmisión térmica en condiciones variables

Para poder analizar adecuadamente lo que sucedía en los distintos casos que ponía de manifiesto el análisis termográfico y poder comprender las posibles anomalías de capa, es preciso entender los principios básicos de la transferencia térmica en condiciones variables en la superficie del aislamiento.

La transferencia térmica en condiciones variables (es decir, con temperaturas de superficie variables) se caracteriza porque la resistencia térmica, la conductividad y el grosor de cada material no son suficientes para determinar el comportamiento térmico de las distintas capas. De hecho, hay que considerar también la densidad y el calor específico de los materiales. El parámetro que caracteriza los materiales bajo condiciones variables relacionado con la radiación de la superficie de una estructura con aislamiento térmico externo se llama efusividad térmica.

La efusividad térmica es la capacidad de penetración de energía térmica que tiene un material: la temperatura de la superficie del aislamiento térmico externo sometido a radiación solar depende en gran medida de cómo el material del nivel de superficie conduce el calor hacia las capas inferiores de este material con capacidad para acumular calor y, por tanto, de calentarse. La efusividad en este contexto expresa la facilidad del material para calentarse en el interior mediante radiación solar: cuanto menor sea este valor, menor será la cantidad de energía necesaria para calentar el material.

La muestra de prueba contiene varios materiales con diferentes valores de efusividad térmica: adhesivo (ef. = 906), EPS con grafico (ef. = 27) y PVC de los pasadores (ef. = 530).

Análisis de la muestra de prueba

El análisis de las características de los materiales muestra el diferente comportamiento en términos de carga de energía causada por radiación y de la consiguiente descarga a la sombra.

a) Sometidos los materiales a radiación solar, la estimulación hace que se caliente la superficie. El PVC y el adhesivo tienen una mayor efusividad que el EPS, de manera que al principio estarán más fríos que el EPS y el EPS se calentará más fácilmente. Los pasadores y las juntas adhesivas serán los puntos más fríos.
b) A continuación, la muestra de prueba se enfría a la sombra. El PVC y el adhesivo tienen una capacidad térmica volumétrica mayor, de manera que habrán acumulado más energía térmica y, por tanto, estarán al principio más calientes que el EPS. El material de EPS se enfriará más rápidamente; los pasadores y las juntas adhesivas serán los puntos más calientes.

En un gráfico de temperatura que representa la parte superior de la muestra queda reflejado que hay material de aislamiento con una baja conductividad térmica y capacidad térmica limitada, además del adhesivo y los pasadores de PVC, con una alta conductividad térmica y una capacidad térmica mayor. Dada la energía acumulada como resultado de la radiación solar, el aislamiento se enfría más rápido debido a que la cantidad de energía acumulada es inferior, es decir, tiene una capacidad térmica volumétrica más pequeña.

El análisis térmico deja patente que hay dos tipos distintos de capas de superficie: el material de aislamiento con una baja conductividad térmica y capacidad térmica limitada, además del adhesivo y los pasadores de PVC, con una alta conductividad térmica y una capacidad térmica mayor. Al realizar el análisis termográfico, el termógrafo debe saber qué se considera una anomalía de la superficie: es necesario comprender el sistema de aislamiento térmico externo y lo que se puede considerar como defecto en las condiciones ambientales adecuadas.

Cámara FLIR T640bx

ANIT optó por la cámara FLIR T640bx conforme a diversos requisitos técnicos. El estudio de la muestra requería la posibilidad de analizar intervalos de temperatura cercanos a los 0,5 °C y de registrar y controlar las variaciones de temperatura de la superficie de forma automática durante diferentes lapsos de tiempo. Además, la cámara tenía que ser capaz de generar imágenes de calidad de vídeo que pudiesen atestiguar el estudio activo del comportamiento térmico de la superficie.

La cámara FLIR T640bx fue un éxito rotundo. La T640bx es una cámara termográfica de alto rendimiento con una cámara visual integrada de 5 MP, opciones de lente intercambiable, enfoque automático y una gran pantalla LCD táctil de 4,3". Combina una ergonomía excelente con una calidad de imagen superior y ofrece la máxima claridad y precisión de imagen, además de amplias posibilidades de comunicación.