Una de las dudas que surgen cuando comenzamos a pensar en una casa de madera es la inercia térmica, si estaremos a gusto dentro, si funcionará bien… Porque, al fin y al cabo, la madera no tiene inercia térmica ¿no?
Desde siempre, los fabricantes y vendedores de productos con una alta masa térmica (hormigón, piedra…) han utilizado el concepto de inercia térmica como argumento de venta indiscutible para la «construcción pesada». Es cierto que la inercia térmica es una capacidad de la construcción pesada, pero no es única de este tipo de sistemas. Es una propiedad muy compleja de los materiales con la que podemos mejorar el confort de nuestro hogar, pero también encierra grandes peligros pudiendo llegar a ser contraproducente. Y por eso, para comenzar a hablar del tema tenemos que conocer exactamente en qué consiste.
La inercia térmica con un ejemplo
La inercia térmica es la capacidad que tiene un material de conservar la energía térmica que recibe y que va liberando poco a poco.
Para que nos entendamos, la típica casa de pueblo de nuestros abuelos, con muros gruesos de piedra, funciona igual que una sartén de hierro fundido. Antes de freír un huevo en esa sartén debes esperar unos minutos hasta que la sartén y el aceite se calienten. Y cuando termines, tendrás que sacarlo inmediatamente, porque de lo contrario se seguirá cocinando aunque hayas apagado el fuego.
La inercia térmica es algo así como una batería que regula la temperatura. La radiación solar y el calor que nosotros producimos en el interior del edificio se acumulan durante el día en los elementos con inercia térmica, por ejemplo, en los muros de piedra. Cuando llega la noche, las paredes calientes comienzan a enfriarse desprendiendo el calor hacia el interior. Y así día tras día.
Pero ¡ojo! si durante el invierno encadenamos varios días de frío, las paredes no conseguirán calentarse. De la misma manera, si durante los meses de verano están expuestas a temperaturas demasiado altas durante un tiempo y por la noche no refresca, tampoco podrán enfriarse lo suficiente.
Recuerdo las visitas otoñales de fin de semana a la casa de piedra de mis abuelos en la Sierra de Béjar. Al llegar prendíamos el fuego para dejarla encendida todo el fin de semana, dormíamos todos los días con un buen montón de mantas y el domingo por la tarde cuando nos marchábamos era cuando por fin conseguíamos estar a gusto. Y los días siguientes la casa seguiría calentita sin que nadie lo pudiese aprovechar.
Para conseguir calentar la gran masa térmica del cerramiento de piedra necesitamos invertir tiempo y mucha energía hasta que por fin llegamos a la temperatura de confort. Por este motivo la utilización de materiales con una masa térmica elevada en viviendas de fin de semana o en edificios de uso intermitente (escuelas, salas de reuniones, oficinas…) puede perjudicar su comportamiento térmico: es la cara negativa de la inercia. Pero si el edificio va a tener un uso permanente, la inercia térmica es una propiedad buena que ayuda a nuestro bienestar proporcionando estabilidad térmica.
Pero, ¿de qué depende?
Ahora que ya tenemos la idea, podemos definir la inercia térmica más técnicamente como la cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado Kelvin la temperatura de un metro cúbico del elemento constructivo.
Como ves, la inercia térmica depende de varios factores: la conductividad térmica, la densidad y el calor específico.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA: es la facilidad con que el calor puede viajar a través de un material.
DENSIDAD: masa por unidad de volumen de un material. Para una elevada inercia térmica, necesitamos materiales con una densidad alta.
CALOR ESPECÍFICO: capacidad de un material para almacenar calor por cada kilogramo de masa. Es un valor alto en un material con buena inercia térmica.
Comparando materiales
La siguiente gráfica recoge el valor de inercia térmica de diferentes materiales para que podamos analizarlos.
Como ya sabemos por experiencia, los materiales pétreos, el granito (85) y el hormigón (81), tienen la mayor inercia térmica de todos los materiales analizados.
Después de ellos, el siguiente material es el agua (49). Necesitamos 4 veces más energía para calentar el mismo volumen de agua que de hormigón o de granito. Por eso algunos arquitectos utilizan tanques de agua en sus proyectos como una herramienta bioclimática pasiva para equilibrar las temperaturas interiores de los edificios.
Y por eso también el océano juega un papel fundamental en el cambio climático, es un gran amortiguador de la temperatura de nuestro planeta. Éste es un tema muy importante que requiere un post dedicado especialmente a él y que pronto compartiré con vosotros.
Al agua le sigue el ladrillo (35) y, en último lugar, está la madera (15). De momento, todo cuadra con nuestras experiencias de la construcción tradicional de muros de piedra y los argumentos de la industria del hormigón: la madera tiene menos inercia térmica que el resto de materiales.
La importancia del aislamiento
Pero estamos pasando por alto un factor fundamental. Cuando nosotros construimos con madera, no utilizamos únicamente este material, sino que es sólo uno de los muchos elementos que componen el sistema constructivo. El material imprescindible que nos proporcionará el confort necesario con un gasto energético controlado es el aislamiento.
Para poder beneficiarnos de los efectos de la inercia térmica en la construcción ligera necesitamos un aislamiento que tenga inercia térmica, que complemente a la madera y que, juntos, puedan generar una envolvente eficiente.
Para eso, necesitamos conocer un último concepto: LA MASA TÉRMICA. Es el valor de la capacidad potencial que tiene un material para almacenar calor en su interior. Depende del volumen de material, de su densidad y del calor específico.
La siguiente gráfica recoge los valores de masa térmica por unidad de volumen de los aislamientos más utilizados en construcción y, para que puedas valorarlo mejor, también he incluido los materiales de los cuales hemos hablado antes.
El agua es el material que mayor capacidad potencial tiene para almacenar calor. Después están los materiales pétreos: el granito y el hormigón. A continuación, el ladrillo y, por último, la madera. Entre los aislamientos más comunes, la fibra de madera (294) es el aislamiento con mayor potencial de almacenamiento de calor.
Conocer el sistema constructivo
Si nosotros hacemos casas con estructura de madera, ya sea de entramado ligero o madera contralaminada, y utilizamos fibra de madera en lugar de otro tipo de aislamiento con una masa térmica menor, conseguiremos un sistema constructivo que nos permitirá beneficiarnos de la inercia térmica.
Una envolvente continua y aislada, sin puentes térmicos, fruto de la combinación de la madera estructural con un aislamiento de una masa térmica elevada, nos ayudará a beneficiarnos de los fenómenos derivados de la inercia térmica: la amortiguación de la onda térmica y el desfase entre las ondas térmicas entre el exterior y el interior de nuestra vivienda.
En el próximo post hablaremos de la importancia de estos dos efectos para el buen funcionamiento de nuestra casa. Y para contrastarlo utilizaremos como caso práctico un ejemplo de envolvente para una casa de madera.
Como ves, si lo necesitamos, en una casa de madera también podemos beneficiarnos de la inercia térmica. Y para ello es fundamental conocer el sistema de varios materiales con el que trabajamos. Espero que hayas disfrutado del post y estaré encantada de leer tus opiniones en los comentarios.
¡Seguiremos hablando de la inercia térmica la próxima semana!
Hasta pronto,
María
BIBLIOGRAFÍA:
- Técnicas arquitectónicas y constructivas de Acondicionamiento ambiental. F. Javier Neila et al. Madrid: Munilla-Lería. 1997
- De la casa pasiva al estándar Passivhaus. La arquitectura pasiva en climas cálidos. Micheel Wassouf. Barcelona: Gustavo Gili. 2015
- Publicación online en greenspec.co.uk sobre los factores que determinan la inercia térmica.
- Publicación online sobre inercia térmica en Green Building Advisor
- Propiedades térmicas de materiales de construcción
- CTE-HE – Guía de aplicación a edificios de uso residencial vivienda-DAV
Buenísimo. Qué claridad de exposición¡
Gracias Enrique por tu comentario. =) Me alegra que te haya gustado.
¡Un saludo y muy buen día!
María
Hola,
Pues ya estoy esperando el siguiente capítulo…
Lo expones con una claridad que no encuentro en otros sitios en Internet, incluso fuera de España.
Un saludo, y gracias otra vez.
Hola Juan José,
muchas gracias por tu aportación. Al documentarme para este post me he dado cuenta de que hay mucha información sobre la inercia térmica, publicaciones en inglés y en castellano, pero en muchos casos es confusa y cada cual la utiliza para defender su producto. Así que es un pequeño grano de arena para entender mejor cuál es el funcionamiento de una casa de madera.
Me alegra mucho que te haya parecido interesante. ¡Un saludo y buen día!
Bien Explicado, Felicitaciones ! Sigue así.
Muchas gracias por tu feedback Adolfo. ¡Un saludo!
Muchas gracias por la explicación tan «docente».
¿Podrías por favor añadir a los comparativos, el hormigón celular?
Gracias por tu comentario Eusebio. Para que te hagas una idea, los bloques de hormigón celular tipo Ytong de 500kg/m3 de densidad, tienen un valor de INERCIA TÉRMICA de 8 (el penúltimo más bajo de los materiales que he analizado en el post, por encima del aire) y un valor de MASA TÉRMICA de 500. Estos valores se deben a que es un material que combina cerramiento con aislamiento y sus valores son más próximos a los de los aislamientos que a los materiales pétreos.
En la web de la marca Ytong tienen para uso público varias herramientas muy útiles para el cálculo de la inercia térmica (amortiguación y desfase) que te recomiendo que utilices.
Espero que te haya servido. ¡Un saludo cordial!
María
Muchas gracias por responder.
El hormigón celular al que haces referencia tiene una densidad de 350 Kg/m3 ; con un lambda de 0,09 (W/mK).
Según dice su D.A.U.
Sería interesante que en tus comparativos también nos comentaras algo al respecto de la amortiguación y el desfase.
Este es sin lugar a dudas el mejor artículo que he leído sobre la inercia térmica en la madera.
Muchas gracias por tanta información de calidad!
¡Muchas gracias Álvaro! Me alegra mucho haber puesto alto el listón =)
Un abrazo,
María
Hola Maria,
entiendo bíen la frase:»…Ahora que ya tenemos la idea, podemos definir la inercia térmica más técnicamente como la cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado Kelvin la temperatura de un metro cúbico del elemento constructivo….»
=> la unidad de inercia termica I tiene que tener un m³ en vey de m², no?
Hay que tener un poco cuidado con una conclusión. No habra que solamente comparar un material solo sino la composición de una pared en conjunto cuando se habla de masa termica. Con lo cual el conjunto de una pared de ladrillo con xps con el mismo valor U puede tener mejores valores respecto a la masa termica del edificio. Es cuestión de cálculos.
Pero.
Respecto al consumo energético la mása termica no es tan importante como una muy buena reducción de transmitancia térmica del envolvente (=> valor U pequeño) (ver también principios de un Passivhaus, por ejemplo en la passipedia).
Muchas gracias por tu aportación Wolfang. Pues resulta que por misterios matemáticos es un m2 en vez de un m3: si haces el cálculo de unidades de la fórmula para averiguar las unidades de la inercia térmica sale un m4 que al estar dentro de una raíz cuadrada queda en m2. Yo lo repetí un par de veces porque la primera vez también me chocaba 😉
Tienes toda la razón, si analizas un material por sí solo, los resultados no sirven de nada. Para evaluar o intentar predecir el comportamiento de la envolvente hay que tener en cuenta el conjunto. Y efectivamente, como bien dices, el valor clave es la transmitancia. Gracias también por la referencia de la Passipedia, es una fuente de información estupenda.
¡Te agradezco mucho tu aportación tan constructiva!
Un saludo,
María
Muchas gracias por tus explicaciones tan claras, María. Tengo, no obstante, un par de preguntas:
No me queda clara la diferencia entre “inercia térmica” y “masa térmica” (en muchas publicaciones las utilizan indistintamente como sinónimos).
Y la segunda pregunta es, una vez calculada la inercia o la masa térmica ¿cómo puedo calcular el amortiguamiento y el desfase de la onda térmica de los que hablas en la segunda parte de este artículo? Es decir, cómo puedo determinar el retardo en la liberación del calor y la temperatura con la que se emitirá.
¡Hola, Juanjo! Gracias por tu comentario, me alegra que te haya sido de ayuda.
La inercia térmica es la cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado Kelvin la temperatura de un metro cúbico del elemento constructivo y depende de la conductividad térmica, la densidad y el calor específico.
La masa térmica es el valor de la capacidad potencial que tiene un material para almacenar calor en su interior. Depende del volumen de material, de su densidad y del calor específico.
La inercia es energía y la masa térmica es una propiedad de los materiales. Son dos conceptos distintos que en algunas publicaciones se usan como sinónimos, pero no es correcto.
En el caso del ejemplo del que hablamos en la segunda parte del artículo, utilizamos la herramienta de la web Ytong para calcular la inercia térmica: https://www.ytong.es/herramientas_1218.php. Hay muchas otras opciones disponibles en la red y puedes elegir la que mejor se adapte a tu cerramiento.
¡Mucha suerte!
Un saludo,
María