Estudio de Infiltración y su Relación con la Demanda Energética en las Principales Tipologías de Viviendas de Madera del Sur de Chile

7/23/2019 Estudio de Infiltracin y su Relacin con la Demanda Energtica en las Principales Tipologas de Viviendas de Mad

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UNIVERSIDADDELAFRONTERA

FACULTADDEINGENIERA,CIENCIASYADMINISTRACIN

DEPARTAMENTODEINGENIERADEOBRASCIVILES

TRABAJODETTULO PARA OPTARAL TTULO

DE INGENIEROCONSTRUCTOR

PROFESORGUA:SR.JUAN PABLOCRDENASRAMREZ.

DANIELAELIZABETHCATALNSEGURA.

2011

Estudio de Infiltracin y su Relacin con la Demanda Energtica en las

Principales Tipologas de Viviendas de Madera del Sur de Chile.


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AGRADECIMIENTOS

Eres el que ilumina mi caminar, gracias Seor por acompaarme y porayudarme a cumplir mis metas. Junto a ti estn mis abuelitos, seis manos que

sostienen mi espalda, que me cobijan y no dejan que me rinda, gracias viejitos.Abuelito Ramn, hoy en da no logras comprender muchas cosas, pero no

me importa porque a pesar de eso te admiro; sin ti, yo no existira, gracias.

Tata (pap) y Mam, la vida nos ha presentado desafos gigantes y en

ocasiones nos ha golpeado duro pero a pesar de eso, han sido capaces de

apoyarme, comprenderme, acogerme y darme todo con mucho esfuerzo paraque pueda salir adelante. Me ensearon lo que son los valores, el respeto y lafuerza para conseguir los objetivos. Sin ustedes nada sera posible, gracias por

todo.Hermanita, porque casi nunca me escuchas, porque me dices claramente

cuando lo estoy haciendo bien o metiendo la pata a fondo. Junto a ti estaPablito que es como mi hermano y me apoya igual que tu, gracias a los dos.Romy, gracias por darme a Jorgito, el hombre que ms quiero y que con un Ta

Lela me alegra el da. T y l son 2/3 de mi corazn, pero eso ya lo sabesjejeMaryta Catalina, la persona que le da luz y sentido a mi existencia, la que

transforma mi cansancio en energa, por quin lucho cada da. Eres lo msmaravilloso que tengo, eres mi vida entera. Te amo ms que a nadie, eres el

ltimo pero ms importante 1/3 de mi corazn. Este triunfo es tuyo, graciaspor darme tus sonrisas porque son el combustible que tengo para seguiradelante.

To Pay, sin llevar la misma sangre me quieres como parte tuya, eres mi

abuelo y mi amigo. Gracias por siempre confiar en m.Paolita, gracias por tu sacrificio, preocupacin, por querer a Maryta y por

ser una buena amiga, te quiero china.Cada uno de los miembros de mi familia es importante porque he

aprendido algo de todos ellos. Gracias por eso y por reflejar la frase uno paratodos y todos para uno.

Amigos, gracias por aceptar mis ideas, locuras, gritos y risas, porapoyarme cuando los necesite. En especial gracias a ti Tamy, por trasnocharconmigo va msn, por acompaarme en todo y por la amistad que siempre me

das.Tener una familia genial y buenos amigos en mejor que tener dinero en el

banco.

Daniela Cataln Segura.


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Epgrafe

Cabalgamos por el mundo

En busca de fortuna y de placeres

Ms siempre atrs nos ladran,

Ladran con fuerza

Quisieran los perros del potrero

Por siempre acompaarnos

Pero sus estridentes ladridos

Slo son seal de que cabalgamos

Goethe, Klffer (1808)


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NDICEDECONTENIDOS

CAPITULO 1INTRODUCCIN.

1.1EXPOSICIN GENERAL DEL PROBLEMA. ........................................................... 1

1.2OBJETIVOS GENERALES Y ESPECFICOS. ........................................................ 2

1.2.1 Objetivo General: ............................................................................... 2

1.2.2 Objetivos Especficos: ........................................................................ 3

CAPITULO 2CONTEXTUALIZACIN.

2.1INTRODUCCIN. ......................................................................................... 5

2.2MADERA,RECURSO NATURAL. ...................................................................... 6

2.3 VIVIENDAS DE MADERA. ............................................................................ 11

2.4 ESTRUCTURA DE VIVIENDAS DE MADERA...................................................... 14

2.5 INFILTRACIN. ......................................................................................... 25

2.6NORMATIVA EXTRANJERA. ......................................................................... 29

2.7 RENOVACIN DE AIRE (AIR CHANGE) ........................................................... 31

2.7.1 Clculo para Renovacin de Aire Natural. ........................................ 31

2.8 SELLANTES. ............................................................................................ 34

CAPITULO 3METODOLOGA DE TRABAJO.

3.1 INTRODUCCIN. ....................................................................................... 37

3.2 SECUENCIA DETRABAJO. .......................................................................... 37

3.2.1 Eleccin de Vivienda a Estudiar. ..................................................... 37

3.2.2 Revisin de Informacin Tcnica. ..................................................... 37

3.2.3 Ensayos y Aplicacin de Informacin. .............................................. 38

3.2.4 Ensayo de Infiltracin. .................................................................... 38

3.2.5 Ensayo de Termografa. ................................................................... 38

3.2.6 Eleccin de Materiales. .................................................................... 38

3.2.7 Modelacin de Vivienda. .................................................................. 39

3.2.8 Obtencin de Resultados. ................................................................ 39

3.2.9 Anlisis de Resultados. ................................................................... 39


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CAPITULO 4RESULTADOS Y ANLISIS.

4.1 INTRODUCCIN. ....................................................................................... 41

4.2 ENSAYOS. ............................................................................................... 414.3 VIVIENDAS. ............................................................................................. 42

4.3.1 Viviendas de Padre las Casas. ......................................................... 42

4.3.2 Vivienda Smithouse, Universidad de La Frontera. ............................ 47

4.3.3 Vivienda de Santa Rosa. .................................................................. 52

4.4 COMPARACIN DE RESULTADOS CON NORMATIVA 119DE LA ASHRAE. ............. 58

4.4.1 Organizacin del estudio segn Normativa 119 de la ASHRAE. ........ 58

4.4.2 Comparacin en ACH50 con pases extranjeros. ................................ 60

4.5 SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS PARA INFILTRACIN Y ACONDICIONAMIENTOTRMICO.

.................................................................................................................. 63

4.5.1 Uniones en madera. ........................................................................ 63

4.5.2 Junta entre Cielo Raso y Muro Tabique. .......................................... 66

4.5.3 Unin entre Muro de Tabiquera y Piso. ........................................... 67

4.5.4 Ventanas y Puertas. ........................................................................ 68

4.5.5 Revestimiento Interior y Exterior. .................................................... 68

4.5.6 Cielo Raso y Techumbre. ................................................................. 69

4.5.7 Celosas. ......................................................................................... 70

4.5.8 Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico. ............ 70

4.6INFILTRACIN Y SELLADO. .......................................................................... 71

4.6.1 Tipo de sellantes y modo de aplicacin. ........................................... 71

4.6.2 Aplicacin del ensayo de Infiltracin. ............................................... 74

4.7DEMANDA ENERGTICA. ............................................................................. 89

4.7.1 Imgenes del modelamiento con el Desing Builder. .......................... 90

4.7.2 Demanda Energtica de la Vivienda. ................................................ 91

4.7.3 Ganancias Internas. ........................................................................ 95

4.7.4 Prdidas de Calor de la vivienda. ..................................................... 97

4.7.5 Distribucin de Combustible. ........................................................ 100

4.7.6 Ganancias Internas Diarias. .......................................................... 101

4.7.7 Prdidas por Infiltracin (Ventilacin). ........................................... 103


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CAPITULO 5CONCLUSIONES Y COMENTARIOS.

5.1CONCLUSIONES...................................................................................... 106

BIBLIOGRAFA........................................................................................... 110

ANEXO A

PLANOS DE VIVIENDAS .............................................................................. 112

ANEXO B

FICHAS TCNICAS DE SELLANTES ............................................................ 113


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NDICEDETABLA

CAPITULO2CONTEXTUALIZACIN.

Tabla 2.1 Porcentajes de Humedad Admisibles. ............................................... 9

Tabla 2.2 Caractersticas segn Clase de Fuga en edificios. ........................... 30

Tabla 2.3 Clases Locales de Blindaje .............................................................. 32

Tabla 2.4 Coeficiente CS................................................................................. 33

Tabla 2.5 Coeficiente de Viento CW................................................................. 33

CAPITULO 4RESULTADOS Y ANLISIS.

Tabla 4.1 Datos obtenidos por el Blower Door Test. ........................................ 55

Tabla 4.2 Rango de An mximo y mnimo. ..................................................... 58

Tabla 4.3 Valores de An en viviendas ensayadas. ........................................... 59

Tabla 4.4 Restriccin de renovaciones de aire a 50 Pa. ................................... 61

Tabla 4.5 Valores de Infiltracin a 50 Pa de las viviendas estudiadas. ............ 62

Tabla 4.6 Dimensiones de las piezas utilizadas. ............................................. 74

Tabla 4.7 Infiltracin inicial de las muestras. ................................................. 75

Tabla 4.8 Infiltracin despus de sellar la muestra P 2. .................................. 79

Tabla 4.9 Valores finales de Infiltracin. ........................................................ 84

Tabla 4.10 Resultados obtenidos por el Blower Door Test. ............................. 87

Tabla 4.11 Ahorro de Energa por mes. .......................................................... 95

Tabla 4.12 Diferencia de resultados de Prdida de Infiltracin. ..................... 104


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NDICEDEFIGURA

CAPITULO2CONTEXTUALIZACIN.

Figura 2. 1 Distribucin de los suelos en Chile. ............................................... 6

Figura 2. 2 Corte Transversal que muestra las partes de un tronco. ................. 8

Figura 2. 3 Distribucin de la produccin de madera en Chile ....................... 10

Figura 2. 4 Tpica Vivienda de Tronco ............................................................ 12

Figura 2. 5 Entramado Horizontal de Fundacin Aislada. ............................... 15

Figura 2. 6 Ubicacin de Esprragos y Solera Inferior. ................................... 16Figura 2. 7 Ubicacin de Pies Derechos y Cadenetas ...................................... 17

Figura 2. 8 Instalacin de Aislacin y Revestimiento Exterior. ........................ 18

Figura 2. 9 Revestimiento Interior de Muro Tabique. ...................................... 19

Figura 2. 10 Relacin entre grado y porcentaje para determinar la Pendiente de

Techumbre. ................................................................................................... 21

Figura 2. 11 Estructura de una Cercha. ......................................................... 22

Figura 2. 12 Cerchas y Costaneras de Techumbre. ........................................ 23Figura 2. 13 Revestimiento Exterior de la Cubierta y Revestimiento Interior del

Cielo. ............................................................................................................. 24

Figura 2. 14 Ubicacin de las partes en el Alero. ............................................ 25

Figura 2. 15 Zonas de Infiltracin en una Vivienda. ....................................... 27

CAPITULO4RESULTADOSYANLISIS.

Figura 4.1 Vivienda de Padre las Casas. ........................................................ 43

Figura 4.2 Infiltracin en Alero y Tabique desde el exterior. .......................... 44Figura 4.3 Infiltracin en unin de Tabiquera y Cielo. .................................. 44

Figura 4.4 Infiltracin en unin de planchas de Yeso-Cartn en el Cielo Raso.

..................................................................................................................... 45

Figura 4.5 Infiltracin en unin de planchas de Yeso-Cartn en la tabiquera.

..................................................................................................................... 45

Figura 4.6 Infiltracin en Celosas ubicadas en el cielo raso. ......................... 46

Figura 4.7 Infiltracin por tapacielo, muestra PC 2. ...................................... 47


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Figura 4.8 Plano de Ubicacin Vivienda Smithouse. ...................................... 48

Figura 4.9 Vivienda Prefabricada de Smithouse. ........................................... 49

Figura 4.10 Infiltracin en unin de cielo y tabique. ...................................... 50

Figura 4.11 Infiltracin en esquina de tabique y piso. ................................... 50

Figura 4.12 Infiltracin de aire por la puerta. ................................................ 51

Figura 4.13 Infiltracin de aire en ventanas. ................................................. 51

Figura 4.14 Vivienda Antigua de madera. ..................................................... 52

Figura 4.15 Infiltracin en Cornisa. .............................................................. 53

Figura 4.16 Infiltracin por marco de Ventana. ............................................. 54

Figura 4.17 Infiltracin de aire entre el revestimiento de traslapo. ................. 55

Figura 4.18 rea Efectiva de Infiltracin. ...................................................... 56

Figura 4.19 Renovaciones de Aire a 50 Pascales. ........................................... 56

Figura 4.20 Renovaciones Naturales de Aire (ASHRAE) ................................. 57

Figura 4.21 Renovacin de Aire Natural (ACH50/20). .................................. 57

Figura 4.22 Rango de An mximo y mnimo para diversas Fugas, Normativa

119 de la ASHRAE. ........................................................................................ 59

Figura 4.23 Grfico comparativo de An mnimo, mximo y en las viviendas

ensayadas. .................................................................................................... 60

Figura 4.24 Rangos aceptables de ACH50para algunos pases. ...................... 61

Figura 4.25 Comparacin de ACH50entre los rangos Mximos y Mnimos v/s

Viviendas de Madera ensayadas. .................................................................... 63

Figura 4.26 Tipos de Ensamble a Media Madera. .......................................... 65

Figura 4.27 Uniones Longitudinales. ............................................................. 66

Figura 4.28 Esquema de dimensin de habitaciones a ensayar. .................... 74

Figura 4.29 rea efectiva de Infiltracin. ....................................................... 76Figura 4.30 Renovacin de Aire a 50 Pa. ....................................................... 76

Figura 4.31 Renovacin de Aire Natural (ASHRAE). ....................................... 77

Figura 4.32 Renovacin de Aire Natural (ACH50/20). ................................... 77

Figura 4.33 Zona con infiltracin y su reparacin. ........................................ 78

Figura 4.34 rea Efectiva de Infiltracin (sellada muestra P 2) ...................... 79

Figura 4.35 Renovacin de Aire a 50 Pa (sellada muestra P 2). ...................... 80

Figura 4.36 Renovacin de Aire Natural segn ASHRAE ............................... 80


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Figura 4.37 Renovacin de Aire Natural segn ACH50/20, (sellada muestra

P 2). ............................................................................................................... 81

Figura 4.38 Esquina entre cielo y tabiques. .................................................. 82

Figura 4.39 Aplicacin de Espuma de Poliuretano. ........................................ 83

Figura 4.40 Sellado del Can masilla de alta resistencia al calor. ................ 83

Figura 4.41 rea Efectiva de Infiltracin, prueba final. .................................. 85

Figura 4.42 Renovacin de Aire a 50 Pa, prueba final. .................................. 85

Figura 4.43 Renovacin de Aire Natural (ASHRAE), prueba final. .................. 86

Figura 4.44 Renovacin de Aire Natural (ACH50/20), prueba final. ............... 86

Figura 4.45 rea Efectiva de Infiltracin. ...................................................... 87

Figura 4.46 Renovacin de Aire a 50 Pa. ....................................................... 88

Figura 4.47 Renovacin de Aire Natural (ASHRAE). ....................................... 88

Figura 4.48 Renovacin de Aire Natural (ACH50/20) .................................... 89

Figura 4.49 Demanda de Energa (Ant. Mejora) ............................................. 92

Figura 4.50 Demanda de Energa (Post. Mejora) ............................................ 92

Figura 4.51 Demanda Energtica mensual (Ant. Mejora) ............................... 94

Figura 4.52 Demanda Energtica mensual (Post. Mejora) .............................. 94

Figura 4.53 Ganancias Internas (Ant. Mejora) ............................................... 96

Figura 4.54 Ganancias Internas (Post. Mejora) .............................................. 96

Figura 4.55 Prdida por Ventilacin e Infiltracin Anual (Ant. Mejora) ........... 97

Figura 4.56 Prdida por Ventilacin e Infiltracin Anual (Post. Mejora) .......... 98

Figura 4.57 Perdidas por Ventilacin e Infiltracin Diario (Ant. Mejora) ......... 99

Figura 4.58 Prdidas por Ventilacin e Infiltracin Diario (Post. Mejora) ........ 99

Figura 4.59 Distribucin de Combustin (Ant. Mejora) ................................ 100

Figura 4.60 Distribucin de Combustin (Post. Mejora) ............................... 101Figura 4.63 Ganancias Internas (Ant. Mejora) ............................................. 102

Figura 4.64 Ganancias Internas (Post. Mejora) ............................................ 102

Figura 4.65 Prdida por Infiltracin (Ant. Mejora) ........................................ 103

Figura 4.66 Prdida por Infiltracin (Post. Mejora) ...................................... 104


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RESUMEN

En Chile la mayora de las edificaciones estn construidas con materiales

inorgnicos como el hormign y albailera, sin embargo en la zona sur del

pas, la realidad que se presenta es distinta, esto porque las viviendas de

madera han sido desde aos las ms representativas en el rea de la

construccin, situacin que se complementa con las caractersticas que

presenta la madera, entre ellas: orgnicas, renovables, biodegradable,

acsticas, de humedad, etc. a esto se suma el bajo costo de fabricacin.

Es as como la madera toma importancia en temas tan relevante como la

Eficiencia Energtica; de esta manera el ahorro de energa se transforma en

una materia trascendental y aun ms con la llegada de cada periodo

invernal.

Es por esta razn que entre las materias que an no han sido estudiadas

en profundidad estn las infiltraciones de aire en las edificaciones; que en el

caso de las viviendas de madera suelen ser mayores en comparacin con

viviendas de otra materialidad.

En base a esta problemtica es que se presenta el objetivo de

Diagnosticar la infiltracin en las principales tipologas de viviendas del sur

de Chile, logrando de esta forma el estudio base para la aplicacin de

tcnicas constructivas para el mejoramiento energtico-trmico.

La metodologa de trabajo empleada para lograr dicho objetivo fue larealizacin de ensayos de infiltracin a cinco viviendas, con el fin de

determinar cul es la cantidad de Renovaciones de Aire que estas presentan;

identificando los focos donde se produce los mayores problemas.

Adems, con los resultados obtenidos es posible analizar soluciones

constructivas que puedan ejercer una mejora en el tema, ya sea para

aminorar o eliminar los efectos de estas infiltraciones.


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Finalmente se realizan mejoras a una de las viviendas estudiadas; estos

avances consisten en la aplicacin de diferentes sellantes, para luego

analizar los efectos de estos trabajos en el gasto energtico de la vivienda,

realizando los ensayos antes y despus de la aplicacin de las soluciones.

Como en Chile no existe una normativa que regule esta problemtica, los

resultados fueron analizados de acuerdo a lo especificado en la Normativa

119 de la ASHRAE, obteniendo como resultado que los niveles de aire

detectados son muy altos en comparacin con el resto de los pases que

utilizan esta poltica.

A travs de este estudio, es posible concluir que en algunos casos, la

mala ejecucin en los trabajos de construccin, provocan importantes

problemas de infiltracin a mediano y corto plazo, generando un gasto

excesivo en calefaccin y ventilacin.

Cabe mencionar que producto de las mejoras en hermeticidad, realizadas

en una de las viviendas en estudio, se determin que el consumo de

calefaccin disminuye en 1275,58 kWh al ao, lo que se traduce en $14.600

pesos de ahorro al ao. Si bien esta cifra no puede ser muy significativa en

un determinado hogar, pero para quien habita este lugar es importante, ya

que su gasto anual en calefaccin a lea es de $100.000 pesos anuales.


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CAPTULO 1

INTRODUCCIN


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Captulo 1

Estudio de Infiltracin y su relacin con la Demanda Energtica en las PrincipalesTipologas de Viviendas de Madera del sur de Chile1

Capitulo 1 INTRODUCCIN.

1.1 Exposicin General del Problema.

Actualmente la sobrepoblacin existente en el planeta junto con el exceso

y la mala utilizacin de los recursos naturales est causando una escasez y

agotamiento, no tan solo de los recursos naturales, sino tambin como

consecuencia de la existencia del ser humano en el planeta.

La poblacin es el mayor consumidor de energa y en la mayor parte el

gasto generado es de forma innecesaria. A esto tambin se le agregan los

altos niveles de contaminacin generados por la poblacin y la poca

utilizacin de material reciclable. Estos efectos son directamente

responsables de los cambios generados en el planeta, lo cual, lleva a la

Eficiencia Energtica como la nica salida a este problema.

La Eficiencia Energtica o Ahorro de Energa es considerada como la

relacin entre la cantidad de energa consumida y los productos y serviciosfinales obtenidos. Se puede mejorar mediante la implantacin de diversas

medidas de inversin a nivel tecnolgico, de gestin, hbitos de consumo y

cultura en la sociedad, los cuales no tan solo ayudan al ahorro energtico,

sino tambin provocan un ahorro de dinero y recursos a la poblacin por el

menor uso de la misma, es decir un aumento en la eficiencia energtica.

Es producto de lo antes mencionado que se genera el trmino Edificacin

Sustentable o Autosuficiente, la cual tiene como objetivo la utilizacin

mnima de energa para su mantencin y la de sus pobladores. Esto es

llevado a cabo mediante materiales de construccin adems de sus procesos

constructivos, mantencin y correcto funcionamiento en la edificacin

actual, lo cual favorece principalmente el medio ambiente, siendo

minimizado el agotamiento de los recursos naturales, principalmente la

biomasa, agua, viento y tierra, en conjunto con la disminucin de la


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Captulo 1


contaminacin en el planeta. Estos efectos trabajados en conjunto con un

sistema y estrategia indicada logran la mezcla perfecta para una vivienda

cmoda y econmicamente habitable por la eficiencia energtica quesostiene.

Una edificacin energticamente eficiente es aquella que minimiza el uso

de las energas convencionales, particularmente la energa no renovable, a

fin de ahorrar y hacer un uso racional de la energa. Esto se traduce en que

a medida que el consumo de energa por unidad de producto producido o de

servicio prestado sea cada vez menor, aumenta la eficiencia energtica. De

esta forma surge la definicin matemtica de Eficiencia Energtica como del

cociente entre la energa til o utilizada por un sistema y la energa total

utilizada.

Tal impacto mundial ha causado este tema que los pases desarrollados

lo consideran dentro de sus polticas de estado, ya que sin la aplicacin de

esta metodologa, el crecimiento y desarrollo se estancara por completo as

tambin como los criterios de cuidados medioambientales.

1.2 Objetivos Generales y Especficos.

1.2.1Objetivo General:

Diagnosticar la infiltracin en las principales tipologas de viviendas de

madera del sur de Chile, logrando de esta forma el estudio base para la

aplicacin de tcnicas constructivas para el mejoramiento energtico-

trmico.


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Captulo 1


1.2.2

Objetivos Especficos:

Identificar los puntos de mayor infiltracin en las viviendas de estudio.

Analizar tcnicas constructivas en los tipos de vivienda de estudio y su

impacto en la hermeticidad de las mismas.

Evaluar soluciones constructivas que permitan una disminucin de las

infiltraciones en las viviendas de madera.

Estudiar la disminucin de las infiltraciones y su impacto en la demanda.

energtica


17/125

CAPTULO 2

CONTEXTUALIZACIN


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Captulo 2


Capitulo 2 CONTEXTUALIZACIN.

2.1

Introduccin.

El planeta se encuentra en una desbordante demanda energtica

mundial, la cual est causando estragos en diversos mbitos, los cuales

podran provocar problemas impactantes para la sobrevivencia humana,

como por ejemplo algo tan comentado como el cambio climtico y donde el

ser humano debe hacerse responsable.

Las necesidades de bienestar y comodidad a las que se aspira para unmejor vivir conllevan a gastos excesivos de energa, provocando un derroche

de los recursos naturales, llegando casi a su agotamiento. Es por esto que

hoy en da se aspira y divulga con tanta fuerza la frase Eficiencia Energtica,

la cual tiene como objetivo reducir el consumo de las fuentes de energa

logrando los mismos resultados energticos que permiten una buena calidad

de vida. Esto ltimo implica un desarrollo sostenible entre lo consumido y el

confort del ser humano.

En la actualidad se estn implementando programas y tratados

mundiales para la conservacin del medio ambiente, adems de fomentar el

ahorro de energa para ayudar a la eficiencia energtica. Chile se encuentra

participando activamente dentro de estos procesos e implantando planes y

campaas como por ejemplo; Chile Ambiente, Ahorra Ahora, o tambin

tratados como el de Montreal que busca disminuir la liberacin de gases que

agotan la capa de ozono, a esto se suma el tratado de Kyoto que buscar lareduccin de liberacin de CO2 en los pases desarrollados.

Si bien hoy en da los planes de ahorro energtico estn diseados para el

rea industrial, mayoritariamente, se estn aplicando consejos y tcnicas

para los hogares chilenos, que si bien, se basan en medidas bsicas de

ahorro energtico, existen mtodos y materiales constructivos aplicables

para aportar en esta labor, lo cual conlleva a un ahorro de energa


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Captulo 2


permanente logrando as tambin minimizar los costos familiares no tan solo

en calefaccin sino que en energa de todo tipo. Esto implica una conciencia

de gasto moderado y justo segn los recursos naturales disponibles, lo cualdebe ser logrando solo con la conciencia del ser humano.

El cuestionamiento que existe es saber si estas medidas son capaces de

suplir problemas en todo tipo de viviendas, ya que en la actualidad la

aplicacin de mtodos constructivos se realiza principalmente para las casas

de hormign o albailera, la pregunta que existe es, Qu sucede en el caso

de las viviendas de madera y sus condiciones de infiltracin, las cuales son

importantes por el tipo de material?

2.2 Madera, Recurso Natural.

Chile, es un pas considerado en trminos mundiales por las

exportaciones de fruta, cobre y vino, pero nuestro pas posee su mayor

porcentaje de territorio ocupado en bosques nativos y plantaciones de

especies extranjeras.

8%

32%

37,998%

0,002%

22% Agricola

Bosques

Pradera y Matorrales

Areas Urbanas

Otros

Figura 2. 1 Distribucin de los suelos en Chile.

Fuente: Corporacin Nacional de la Madera.


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Captulo 2


La madera es un material importante en Chile, un recurso natural y

renovable, gracias al conocimiento de su origen, condiciones y

caractersticas, es considerado histricamente como el material msutilizado por el hombre, el cual a logrando establecer y ejecutar un buen uso

de este material.

Es un recurso proveniente del tronco de un rbol, donde no se considera

la corteza, adems se caracteriza por que los troncos crecen cada ao. Es un

material resistente aunque esto depende del tipo de rbol y de qu sector del

rbol se extraiga cada pieza de madera. En el tronco es posible distinguir en

la corteza, la materia dura y muerta, de aspecto resquebrajado, que se divide

en corteza exterior y corteza interior. Seguido se encuentra el Cambium o

Cambio, sector poco visible y es el lugar donde se produce el crecimiento del

tronco. La Albura es la parte joven de la madera y por lo general ms clara

que el resto de la pieza, a continuacin es posible ubicar el Duramen,

correspondiente a la zona ms antigua del rbol y tiende a ocupar

prcticamente toda la porcin central del tronco. En el centro de la pieza se

ubica la mdula, correspondiente al eje o corazn del mismo.


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22/125

Captulo 2


un estado ptimo de trabajo. Uno de los puntos ms importantes es el

contenido de humedad al momento de construir, ya que esta propiedad

afecta considerablemente en la estructura de la edificacin. Para esto existenrangos aceptables de humedad segn la zona geogrfica en que se

encuentre. Estos datos se encuentran expuestos en el captulo 5.6.8 de la

Ley General de Urbanismo y Construccin, base de toda obra de edificacin.

Tabla 2.1 Porcentajes de Humedad Admisibles.

Zona Climtico-Habitacional

Humedad permitida madera

Mnima % Mxima %

Norte Litoral 11 18

Norte Desrtica 5 9

Norte Valle Transversal 11 16

Central Litoral 11 17

Central Interior 9 20

Sur Litoral 12 22

Sur Interior 12 22

Sur Extremo 11 22

En Chile existe gran cantidad de bosques, no tan solo de especies

nativas, sino tambin de especies introducidas a nuestro pas como por

ejemplo el Pino y Eucaliptus, donde estos se adaptan en excelentes

condiciones al terreno y clima, logrando un crecimiento importante en 10 o

18 aos de vida, incluso mejorando sus caractersticas de desarrollo y

madurez en Chile, ms que en su pas de origen, como lo es por ejemplo el

caso del Pino Insigne, el cual proviene de Estados Unidos de Norteamrica,

logrando en ese lugar su madurez para madera utilizada en construccin,

aproximadamente a los 40 aos. Esto cambia considerablemente en nuestro


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Captulo 2


pas, ya que a los 18 aos de vida esta transformado en una especie

madura. Esta accin se logra por las caractersticas climticas y terrenos

frtiles de nuestro pas, y principalmente por las condiciones encontradasentre la 6 y 10 regin.

Segn estudios realizados con respecto a la utilizacin del recurso

madera, es posible determinar que hoy en da, la labor forestal corresponde

a la segunda actividad econmica ms importante en Chile, donde el 3,1%

del producto interno bruto corresponde a esta misma actividad. Adems se

debe considerar que Chile posee 13,4 millones de hectreas de bosques

nativos y 2,3 millones de hectreas de plantaciones de especies exticas

como anteriormente se mencionaba.

Figura 2. 3 Distribucin de la produccin de madera en Chile

Fuente: Corporacin Nacional de la Madera

Lo importante de esto es lograr un desarrollo forestal sustentable, para

ello existen tres indicadores claves. Estos son los que se presentan a

continuacin.


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Captulo 2


Gran parte de la poblacin ve mejorada su calidad de vida a travs de los

bienes y servicios de los bosques.

Existe una institucionalidad fuerte, tanto pblico como privada, que

resguarda el cumplimiento de normas modernas que regulen el buen

manejo de bosques nativos y plantaciones.

Los bosques nativos y las plantaciones son cuidadosamente manejados,

con el fin de mejorar y conservar la biodiversidad, la productividad y los

servicios eco-sistmicos que stos proveen.

Esto permite la mantencin del recurso madera para todas sus

aplicaciones no tan solo en el mercado de la construccin, sino tambin en

lo que corresponde a celulosa, chips, entre otros.

Cabe mencionar tambin que la Valoracin del Ciclo de Vida (VCV)

permite comparar el impacto medio ambiental de los productos utilizados en

la construccin, desde la extraccin, fabricacin y uso, hasta su eliminacin.

Los estudios llevados a cabo en diferentes partes del mundo demuestran

que, considerando la totalidad de los aspectos del ciclo de vida, el

comportamiento de la madera es superior al de otros materiales (Romero,

2005)

2.3 Viviendas de Madera.

Los mtodos ms utilizados para la construccin de casas de madera,

son actualmente las viviendas de troncos y las de entramado ligero. Las

casas de madera realizadas con troncos, son un mtodo ms antiguo de

estilo de construccin. Tpicas casas Europeas, de pases escandinavos,

Rusia entre otros. En los territorios donde llegaron y posteriormente fueron

ocupados por los marineros colonizadores, este tipo de viviendas se masific,

este mismo hecho sucedi tanto en Amrica como en frica.


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Captulo 2


Figura 2. 4 Tpica Vivienda de Tronco

Las casas de entramado ligero tienen su origen en el siglo XIX, esta

tcnica permiti construir ms rpido las edificaciones, adems facilit la

normalizacin de los materiales de construccin utilizados en esta funcin.

Actualmente existen diversas formas de construcciones, no tan solo en

diseo o diversidad de acabados, sino tambin en materialidad y condiciones

anexas que logran caractersticas particulares en cada vivienda. La

construccin en madera es tradicional y posee gran cantidad de defensores,

pero a pesar de esto, en el ao 2009 el CORMA cuantific que un 15% de la

totalidad de superficie construida en Chile, consideraba a la madera como

material predominante en muros, lo cual muestra un aumento en la ltima

dcada de un 10%, siendo un valor aceptable pero no ptimo en relacin a la

cantidad de bosques existentes en Chile. Cabe mencionar que nuestro pas

se ubica a nivel mundial dentro de los trece pases con ms utilizacin de la

madera para la realizacin de viviendas.


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Captulo 2


En los pases del Hemisferio Norte, como Canad, Estados Unidos, el

norte de Europa entre otros, es posible identificar entre un 80% y 90% de

sus edificaciones con el recurso madera, donde se encuentranconstrucciones de puentes, edificios habitacionales o teatros, adems de

considerar su belleza y calidez, se suman sus importantes propiedades

antissmicas, ventajas de habitabilidad como las acsticas, trmicas,

seguridad y gran comportamiento a nivel estructural.

A este recurso natural se le agrega el hecho de que, al ser utilizado para

la construccin de viviendas, estas ltimas son ms econmicas por el bajo

valor de sus piezas en comparacin con el resto de los materiales utilizados

para esta accin. Es posible conseguir hermosas construcciones con

diversidad de diseos que aporta calidad y un ambiente acogedor a los

hogares.

Cabe mencionar que antiguamente todas las viviendas se realizaban con

este material en cuestin, alcanzando grandes edificaciones, las cuales eran

capaces de perdurar a lo menos 60 aos sin mayores problemas de

materialidad, a esto se suma que en la actualidad es posible encontrar

edificaciones del siglo pasado, a las cuales se les realizan mantenimientos

pero que la mayora de su estructura es original de su construccin. As

tambin, como antes se menciona, son capaces de resistir importantes

dificultades como eventos sismolgicos, los cuales no provocan grandes

daos por su caracterstica de flexibilidad, y es un punto importante pensar

que antiguamente no exista la tecnologa que se encuentra hoy para el

ensayo o estudio de estas variables no menores que presenta principalmente

nuestro pas.

Actualmente, la madera se ha dejado de lado en la construccin masiva

de viviendas, ya que, segn expertos, porque los espacios realizados con este

material tienden a temperarse mucho ms rpido comparado con otro de

hormign o albailera, pero as tambin, presentan gran prdida de energa


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Captulo 2


por su poca capacidad de mantener la temperatura en el lugar. Lo

importante es que en el presente existen diversos materiales que son

capaces de suplir estas condicionantes, aunque an existen infiltracionesimportantes en ellas, lo que implica un gasto considerable en el nivel

energtico para lograr la comodidad y confort necesario de cada persona.

Uno de los puntos en contra que presenta este recurso es la construccin

en altura. En Chile las edificaciones en madera, aparte de ser una minora

importante en trminos de construccin realizada, por norma alcanzan una

altura mxima de 7,5 mts. Esta condicin adversa en nuestro pas es un

tema completamente resuelto en el sector norte del planeta donde se

construyen grandes edificaciones con este material. Tanto es as, que por

ejemplo, en la ciudad de Hackney, Londres, se termino de construir en enero

de 2009 un edificio para uso habitacional de nueve pisos, el cual se realizo

en su totalidad con paneles prefabricados de paneles de madera laminada.

Si bien en Chile la edificacin en madera no se presenta tan masivamente

en las grandes ciudades, cabe mencionar que las empresas de viviendas de

madera prefabricadas han ganado un espacio importante en el rea de la

construccin. Este tipo de edificacin es utilizado principalmente en casas

de verano o de campo. Su desarrollo en el mercado se debe a la rapidez de

construccin o ms bien de instalacin en el terreno deseado, ya que son

realizadas por paneles o mdulos que se llevan listos para ser ubicados en el

lugar definitivo.

2.4 Estructura de Viviendas de Madera.

Las viviendas de madera se caracterizan por tener una estructura simple

pero resistente. La facilidad de manejo del material aporta una condicin de

trabajo mnima en complejidad y ms conocida de laborar.


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Captulo 2


Con respecto a la estructura, es posible comentar que la diversidad no es

muy amplia, ya que presentan una base de trabajo similar en todas las

construcciones de edificacin, su variedad est en los forros o recubrimientointerior que stas presentan y que da a la vivienda una caracterstica

particular de diseo y proteccin.

La construccin de viviendas se puede realizar sobre borde de fundacin

e interior de bloques de hormign (poyos) o pilotes de madera, fundacin

aislada (solo bloques de hormign o pilotes de madera) o sobre radier.

En los primeros dos casos, es necesario realizar un entramado horizontal

para lograr el soporte del piso de la vivienda. Esto se realiza por medio de

piezas de madera las cuales se ubican en posicin perpendicular, logrando

una trama entre las vigas primarias y secundarias. Las cadenetas van

ubicadas por entre las vigas para lograr resistir las cargas y transferirlas por

toda la estructura, evitan la deformacin y permiten el apoyo a la tabiquera

y a toda la estructura. Posterior a esto, sigue la realizacin del muro de

tabiquera.

Figura 2. 5 Entramado Horizontal de Fundacin Aislada.

Vigas

Secundarias

Vigas

Primarias

CadenetasPiso


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Captulo 2


La construccin sobre radier se forma por muros de tabiquera, los cuales

estn compuestos de solera superior, solera inferior, pie derecho, diagonales

y cadenetas. La solera inferior es fijada al radier por medio de esprragos

introducidos en el mismo, los cuales sobrepasan la pieza inferior de madera

y van doblados sobre la misma, siendo los esprragos los elementos de

anclaje entre radier y solera inferior. Estos esprragos son sujetados por

grapas para impedir su movimiento.

Figura 2. 6 Ubicacin de Esprragos y Solera Inferior.

Sobre la solera inferior son instalados los pies derechos, los cuales van

dispuestos a 0,5 mt. por norma. Estos se encuentran unidos en su parte

superior por una solera que sostiene las piezas, dando rigidez a la

estructura y manteniendo el distanciamiento correspondiente entre las

mismas. Sobre la solera superior se ubica la solera de amarre, la cual va

dispuesta en la misma posicin que la solera superior, sta permite la

sujecin de la estructura de techumbre.

RadierSolera Inferior

Esprragos


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Captulo 2


Los pies derechos van unidos entre s por cadenetas o transversales que

van ubicados a 0,6 mt. de distancia entre s y que estn dispuestos de forma

horizontal. Entregan firmeza a la estructura y a los pies derechos, lograndouna forma de trabajo y esfuerzo de carga ms parejo en el muro de

tabiquera. Las cadenetas cumplen la labor de soporte para el anclaje de los

revestimientos posteriores para el muro de tabiquera.

Figura 2. 7 Ubicacin de Pies Derechos y Cadenetas

En los espacios de puertas y/o ventanas, se debe realizar un vano deltamao necesario para la instalacin del elemento, para esto se hace la

separacin entre los pies derechos, los cuales pueden tener una mayor

escuadra para un mejor soporte. A esto se agrega una pieza en la parte

superior que va por debajo de los pies derechos, llamada dintel, es un

elemento estructural horizontal, una pieza de madera de escuadra igual o

superior a la de las cadenetas. Esta entrega un marco de apoyo para la

Pie Derecho

Cadeneta


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Captulo 2


ubicacin del posterior elemento. El alfeizar es un elemento contrario al

dintel, est ubicado en la parte inferior de las ventanas y hace de soporte al

elemento.

Los diagonales o arriostramientos, son elementos ubicados en las

esquinas de las tabiqueras, ayudan a soportar, mantener la forma y/o

rigidizar la estructura. Estas piezas deben ser de dimensiones menores a las

de pies derechos y cadenetas para poder quedar montada de mejor forma en

la estructura.

Los elementos utilizados para la aislacin en este tipo de viviendas son

variados, ya que el mercado ha masificado su oferta tanto para aislacin

acstica como de humedad. En esta rea encontramos elementos utilizados

masivamente como lo es la Poliestireno Expandido, Lana Mineral, Papel

Fieltro e incluso hasta cartn o como hoy en da son utilizadas las cajas de

tetrapack. Estos elementos que han ido evolucionando con el paso de los

aos, ayudan a una mejor condicin de confort trmico en las casas.

Figura 2. 8 Instalacin de Aislacin y Revestimiento Exterior.

Fieltro

Asfaltico

Poliestireno

Expandido Revestimiento

Exterior


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Captulo 2


Teniendo el esqueleto del muro tabique con la aislacin correspondiente

instalada, sigue el Revestimiento Exterior, el cual puede ser de variadosmateriales, tales como revestimiento de madera, revestimiento de PVC,

tableros de madera con fibrocemento y estuco, tableros de contrachapado

fenlico, etc.

El Revestimiento Interior para muros, es un material que no aporta

soporte estructural. Este elemento cumple una funcin esttica para la

edificacin.

Figura 2. 9 Revestimiento Interior de Muro Tabique.

La Techumbre se considera como a toda estructura de una edificacin

ubicada sobre el cielo del ltimo piso, cuya funcin es recibir un

recubrimiento para aislar a la vivienda del medio ambiente, protegindola

del fro, calor, viento, lluvia y/o nieve.(Corporacion Nacional de la Madera.)

Revestimiento

Interior


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Captulo 2


La estructura de techumbre debe llevar una inclinacin de cierta

cantidad de grados, con el objetivo de ayudar al escurrimiento de las aguas

lluvias, nieve o cualquier elemento que pueda caer sobre ella.

Dentro de su esqueleto, es posible encontrar el tirante o cordn inferior,

correspondiente a la pieza soportante de toda la armadura. Esta se

encuentra ubicada en la base de la estructura, la cual se instala sobre los

tabiques.

Las piernas o pares, son los elementos que sostienen la cubierta. Estas

piezas van ubicadas con inclinacin, la cual se determina como la cantidad

que debe subir la techumbre por cada 100 mts. horizontales. Esta

inclinacin tambin va relacionada a la zona geogrfica de nuestro pas,

como por ejemplo, los sectores lluviosos como el sur deben tener una

inclinacin entre 30 a 45, o como para la nieve en la cordillera, donde la

inclinacin de las techumbre debe ser igual o idealmente mayor para el

deslizamiento de la nieve.


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Captulo 2


Figura 2. 10 Relacin entre grado y porcentaje para determinar la

Pendiente de Techumbre.

Los montantes son piezas verticales que dividen la estructura de

techumbre para entregar firmeza y rigidez. Esto impide la deformacin de la

cercha. Al igual que estos, se encuentra el pendoln, este divide la cercha,

ya que se encuentra ubicado en el centro de la estructura, desde la base

hasta la esquina del triangulo. Este eje de madera debe ser de una sola pieza

para lograr un mayor soporte de carga.

Las diagonales se encuentran ubicadas entre los montantes y el

pendoln, son elementos que traban la estructura, fortaleciendo la cercha y

evitando la deformacin.


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Captulo 2


Figura 2. 11 Estructura de una Cercha.

Las cerchas se instalan de forma repetitiva cada 0,6 a 1,2 mts. de

distancia una de otra, completando el largo de la vivienda. Sobre ellas son

instaladas las costaneras, las que van a una distancia entre una y otra, nosuperior de 1,0 mt. Estas ayudan a la firmeza de las cerchas, permitiendo la

inmovilizacin de toda la estructura. Las costaneras tambin funcionan

como elemento de sujecin para la cubierta del techo.


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Captulo 2


Figura 2. 12 Cerchas y Costaneras de Techumbre.

La cubierta se forma con la colocacin de Tableros de OSB (Oriented

Strand Board), seguido de Fieltro Asfltico y finalmente el revestimiento

exterior del techo, donde es posible encontrar Teja Asfltica, Zinc y en menor

cantidad Pizarreo.

El revestimiento interior, es decir, el cielo de la vivienda, es ejecutado por

lo general con planchas de Yeso-Cartn, es ideal la utilizacin de aislante

para esta zona, ya que la mayor prdida de calor se realiza por la

techumbre. En este caso es mejor emplear aislante de Lana de Vidrio o

Mineral, aunque lo ms usado es Poliestireno Expandido.

Costaneras

Cercha


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Captulo 2


Figura 2. 13 Revestimiento Exterior de la Cubierta y Revestimiento

Interior del Cielo.

Los aleros son la proyeccin de la techumbre que sobresale del muroperimetral de la vivienda, ayuda a la ventilacin del entretecho, protege los

muros exteriores de las distintas condiciones climatolgicas como la lluvia o

el sol, lo que ayuda a disminuir el deterioro del revestimiento exterior. Est

compuesto principalmente por el tapacn, can y el forro del alero.


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Captulo 2


Figura 2. 14 Ubicacin de las partes en el Alero.

2.5 Infiltracin.

Se define como el aire que pasa por el muro cortina desde el exterior

hacia el interior de una edificacin de forma incontrolable. El aire se filtra a

travs de las juntas, por la carpintera imperfecta entre los montantes

horizontales y verticales, a travs de los orificios de drenaje, por medio

imperfecto de cierre y otras aberturas no intencionales. A esto se agrega la

exfiltracin, que es la tasa de aire que sale de la estructura en cuestin.

Lo anterior se explica ms simple como que a menudo se piensa que conel aislamiento se puede lograr una construccin energticamente eficiente,

como lo es un suter con una chaqueta, se impide la pasada de aire

provocando una barrera de aire o un sello en los orificios.

Los sellos al ser aplicados impiden el movimiento del aire entre el interior

y el exterior provocando una barrera de aire, y al no existir juntas que se

encuentran hermticas, se produce la fuga de aire.


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Captulo 2


El aire fro del exterior entra en el hogar y el aire caliente del interior se

escapa. Desde que se levanta el aire caliente, una casa climatizada en

invierno acta como una gran chimenea. A medida que el aire caliente subey se escapa por las penetraciones del techo, el aire fro se tira desde el

stano, garaje, o por el espacio que existe en las fundaciones aisladas.

Cualquier penetracin de aire desde el exterior del edificio, se traducir en

prdidas de calor y por lo tanto prdida de energa. Junto con las puertas y

ventanas, lugares obvios donde el aire fro del exterior entra en una casa son

las penetraciones de conductos de calefaccin, tuberas del alcantarillado,

cableado, accesorios de iluminacin, interruptores elctricos y

tomacorrientes, chimeneas, ventiladores, la entrada al tico y puertas para

mascotas. Las fugas de aire pueden ser responsables de hasta un tercio del

costo de calefaccin, por lo que es una muy buena inversin para reforzar su

casa.

Este problema, que presentan las edificaciones en general, provoca una

prdida de energa, lo que se traduce un mayor gasto en calefaccin o

ventilacin.

En viviendas de un piso, las principales prdidas de calor se reparten de

la siguiente manera: 25 a 30% por puertas y ventanas, 25 a 30% por techos

y cielos, 20 a 25% por muros, 3 a 5% por pisos y 10% por renovacin del

aire (ventilacin e infiltracin a travs de las rendijas de puertas, ventanas,

etc.),(Sodimac, 2011)


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Captulo 2


Figura 2. 15 Zonas de Infiltracin en una Vivienda.

Existen estudios referentes a fugas de aire de diversos componentes en

una construccin. Esto permite tener una idea ms particular de las

prdidas existentes, no tan solo en una vivienda sino en cualquier tipo de

construccin y sin importar la cantidad de niveles que estas posean. La

informacin referida a estos estudios de infiltracin es presentada a

continuacin.

Paredes (18% a 50%): As como en las paredes exteriores, las

interiores tambin contribuyen a la prdida de calor en la

estructura. La fuga entre la solera inferior y la fundacin, toma

elctrica, penetraciones de plomera, entre otras.

Detalles del techo (3% a 30%): Luces empotradas, plomera y

penetraciones elctricas que conducen a la buhardilla. Este tiende

a ser uno de los puntos ms conflictivos.


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Captulo 2


Sistema de calefaccin (3% a 28%). La posicin y ubicacin en

que se encuentran las estufas o conductos en los espacios

acondicionados o no acondicionados, y la disposicin de losaparatos ventiladores influyen en la fuga de aire.

Ventanas y puertas (6% a 22%). Ms que una variacin en las

fugas de aire entre diversos fabricantes de ventanas, se aprecia una

notoria variabilidad entre diferentes modelos de ventanas (Weidt,

1979).

Chimeneas (0% a 30%): Una chimenea a lea, cuando est

encendida, generalmente calienta un ambiente y congela los

restantes. El efecto se produce porque la combustin genera un tiro

del aire, desde el interior al exterior, aire que viene desde las

habitaciones aledaas. Este aire es introducido por las rendijas de

las ventanas y puertas del exterior, con lo cual esas habitaciones

sufren una gran prdida de energa. Se produce un efecto contrario

al deseado.

Rendijas de ventilacin controladas (2 a 12%): Celosas o

rendijas mal cerradas, con mala mantencin o mal controladas.

Difusin a travs de las paredes (


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Captulo 2


Movimiento de agentes contaminantes producto del cambio de presin,

como el polvo o contaminantes.

Corrosin, problemas de salud y deterioro prematuro en el sistema

estructural de las edificaciones, producto de la salida de aire caliente y

humedad que sale de la vivienda.

Consumo innecesario de energa para la climatizacin.

Este exceso de costos puede ser utilizado para medidas de solucin de las

infiltraciones de aire, mostrando as, que los gastos econmicos generados

tanto para calefaccin o ventilacin forzada, pueden ser aprovechados en

mejoras a largo plazo.

2.6 Normativa Extranjera.

Si bien en Chile no existe una normativa que restrinja en trminos de

infiltracin las edificaciones, actualmente se lucha a favor del ahorro

energtico, la conservacin de los recursos y del medio ambiente,

considerando que el control de las barreras de aire en las construcciones

podra ser un punto importante para lograr estos objetivos.

La normativa 119 de la ASHRAE establece mrgenes y parmetros de

fuga de aire para las edificaciones residenciales, logrando as controlar las

prdidas de calor o ventilacin estimada segn las zonas de fuga

normalizadas An.

(2.1)


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Captulo 2


Donde,

An = rea de fuga normalizada, adimensional.

AL = rea efectiva de fugas a 4 Pa, cm2.Af = rea neta del piso (dentro de las paredes exteriores), m2.H = Altura del edificio.

Ho = Altura de referencia de un piso = 2,5 m.

Con Ancalculado, es posible identificar en que rango de fuga de aire se

encuentra sujeta la edificacin y verificar si es necesario realizar alguna

mejora. Esto es posible revisarlo con la siguiente tabla.

Tabla 2.2 Caractersticas segn Clase de Fuga en edificios.

Clasede Fuga

AnMnimo

AnMximo

ACH50Tpica

Requerimientode Ventilacin

Tipo de VentilacinRecomendada

A 0 0,10 1 Completa Solo Balanceada

B 0,10 0,14 2 Si Balanceada

C 0,14 0,20 3 Si Cualquiera

D 0,20 0,28 5 lguna Cualquiera

E 0,28 0,40 7 Probable Desequilibrada

F 0,40 0,57 10 Posible Solo Desequilibrada

G 0,57 0,80 14 Improbable Solo Desequilibrada

H 0,80 1,13 20 No Ninguna

I 1,13 1,60 27 Los edificios que estn en este rangoposeen gran prdida de energa ydeben ser reforzados.J 1,60


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Captulo 2


2.7

Renovacin de Aire (Air Change)

La renovacin de aire se define como la sustitucin del aire contenido en

una sala por otro equivalente de aire limpio en un perodo de tiempo

determinado(Litis, 2011) .

Si bien existen tablas que tienen una estimacin de renovaciones de aire

por hora para cada tipo de edificacin, estas no siempre suelen ser las

exactas. Existen puntos a considerar para esta accin, basndose en el tipo

de ocupacin de la vivienda, la cantidad de personas que se encuentran en

ella, el clima, contaminantes interiores, dimensiones estructurales del lugar,

entre otros.

Por lo general la forma de comunicar esta accin es en la unidad de

Renovaciones de Aire Natural, sin prejuicio de esto, es posible tambin

medirlo en Renovaciones de Aire a 50 Pa (ACH50), como lo entrega el Blower

Door Test al termino de el ensayo donde posteriormente se calculan las

Renovaciones de Aire Natural.

2.7.1Clculo para Renovacin de Aire Natural.

Al no existir una norma chilena aceptada por algn organismo de

certificacin nacional, se toma como referencia la ASHRAE, captulo 25 de

Ventilacin e Infiltracin, donde hace alusin a la formula con la cual es

posible determinar las Renovaciones de Aire Natural, la cual es una

herramienta necesaria, ya que no todos los equipos de ensayo entregan los

resultados con esta unidad.

Es as como se infiere que:


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Captulo 2


Donde;

Q = Caudal de aire, m3/s.

AL = rea Afectiva de Fuga, cm2.

CS = Coeficiente de pisos, (l/s)2/(cm4*K).

t = Diferencia entre la temperatura interior-exterior, K.

CW = Coeficiente de viento, (l/s)2/[cm4*(m/s)2].

V = Coeficiente de viento, (l/s)2/[cm4*(m/s)2].

Cabe mencionar para lograr obtener los coeficientes CS y CW, es necesario

saber el tipo de Blindaje (proteccin contra el viento), que presenta el edificio

en estudio. Esto se obtiene por medio de la siguiente tabla.

Tabla 2.3 Clases Locales de Blindaje

CLASE DESCRIPCIN1 No hay obstrucciones o locales de blindaje

2Luces locales de blindaje; algunos obstculos,pocos rboles, o pequeo cobertizo

3

Moderado local de proteccin, algunasobstrucciones dentro de la casa de dos alturas,de cobertura de espesor, cerco slido, o unacasa vecina

4

Un fuerte blindaje, la mayora de obstruccionesen todo el permetro, edificios o rboles demenos de 10 m en la mayora de las direcciones;tpico suburbio de blindaje

5

Muy fuerte blindaje; grandes obstculos querodea el permetro de la casa de dos alturas;centro de la ciudad tpica de blindaje


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Captulo 2


Teniendo esta condicin identificada, es posible obtener el CS y CW, por

medio de las tablas que se presentan a continuacin.

Tabla 2.4 Coeficiente CS

Cantidad de pisos del edificio1 2 3

0,000145 0,00029 0,000435

Tabla 2.5 Coeficiente de Viento CW

CLASE DE N PISOS

BLINDAJE 1 2 3

1 0,000319 0,00042 0,0004942 0,000246 0,000325 0,000382

3 0,000174 0,000231 0,000271

4 0,000104 0,000137 0,000161

5 0,000032 0,000042 0,000049

Al tener el caudal Q, este se divide por el volumen interior del edificio,

logrando obtener las Renovaciones de Aire Natural (ACH).

(2.3)


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Captulo 2


El clculo de ACH est sujeto a distintas variables que con un mnimo

cambio pueden modificar el valor obtenido. Es por esta razn que bajo los

parmetros que sern analizados en esta investigacin, una hiptesis vlidaresulta ser la ecuacin que ser presentada a continuacin, la cual entrega

valores que se ajustan a los rangos esperados para este tipo de ensayo

entregando una relacin estimada para el clculo las Renovaciones de Aire

Natural tan solo con uno de los valores entregados por el Blower Door Test,

el que corresponde a las Renovaciones de Aire a 50 Pa (ACH50).

(2.4)

Si bien estas ecuaciones estn diseadas para el clculo de un mismo

valor, es considerable la diferencia existente al ser desarrolladas, siendo esta

ltima, la que guarda ms concordancia con los valores de infiltracin

obtenidos en los ensayos de nuestro pas.

Es por esta razn que en el captulo 4 sern presentados los resultados

de todas las frmulas expuestas como as tambin los grficos de los

resultados obtenidos para ACH.

2.8 Sellantes.

El sellante para juntas, se define como cualquiera de las sustancias

empleadas para inyectarlas en la junta de una edificio, que al secarse

forman un material o una pelcula flexible e impermeable que evita la

penetracin de aire o agua en el edificio. Tambin llamado obturador (Litis,

2011).

Al ser aplicado un sellante tanto en juntas, uniones, grietas u orificios, se

produce una disminucin de los focos de prdida de calor, facilitando el


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Captulo 2


aislamiento, lo que se traduce a un menor gasto energtico y por

consiguiente menores costos de calefaccin.

Estos materiales son prcticos, limpios y duraderos. Se adhieren

fcilmente a casi todas las bases y superficies, fijando los materiales por

completo.

En el mercado existen varios tipos de sellos, los cuales se presentan como

masillas, poliuretano, siliconas, mezclas de materiales, etc., y a su vez son

aplicados fcilmente, porque existen diferentes artculos como prensas de

tubo, aparados de aire o presin, prensas de mano entre otros que ayudan a

esta labor.

La eleccin de los sellantes a utilizar en juntas o fisuras se basa en el

conocimiento de las caractersticas de cada material, su costo y durabilidad.

Adems es necesario saber a qu materiales se aplicar, la cantidad de

fisuras existentes, en trminos de su tamao aproximado. Todas estas

condicionantes son primordiales al momento de comprar el material

indicado, para lograr el mejoramiento ms ptimo de reparacin.


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CAPTULO 3

METODOLOGA DE TRABAJO


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Captulo 3


Capitulo 3 METODOLOGA DE TRABAJO.

3.1

Introduccin.

En el siguiente apartado se presenta la estructura metodolgica para la

realizacin del trabajo en cuestin, lo cual es trascendental en la ejecucin

del estudio.

Esta seccin mostrar las caractersticas, mediciones y parmetros

tomados para el anlisis de los datos obtenidos en esta investigacin.

3.2 Secuencia de Trabajo.

3.2.1

Eleccin de Vivienda a Estudiar.

Las viviendas a ensayar son elegidas por su forma constructiva, es decir,

vivienda de realizacin prefabricada y de realizacin in situ, logrando una

similitud en m2y tipo de construccin. Considerando tambin su ubicacin,

antecedentes y disponibilidad de informacin que estas presenten.

La idea es lograr una comparacin con las viviendas a estudio y la

informacin que se lograr obtener de ellas.

3.2.2

Revisin de Informacin Tcnica.

Corroboracin de los antecedentes tcnicos obtenidos para cada vivienda.

Verificacin de la planimetra en trminos de dimensiones, formas,

ubicacin de puertas y ventanas, entre otros.

Esta informacin fue correctamente coincidente con lo existente en

terreno, lo que permiti trabajar de mejor forma y ms fcilmente en los

siguientes pasos.


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Captulo 3

Estudio de Infiltracin y su relacin con la Demanda Energtica en las PrincipalesTipologas de Viviendas de Madera del sur de Chile

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3.2.3

Ensayos y Aplicacin de Informacin.

En esta etapa se busca conseguir los resultados de infiltracin de aire

correspondientes a cada vivienda seleccionada para el estudio, con el

objetivo de obtener la informacin para el anlisis y estudio de ellas.

3.2.4Ensayo de Infiltracin.

Los ensayos se realizarn en distintas viviendas para obtener datos

concretos de su condicin de infiltracin, en uno de los casos se procede a

aplicar materiales con caractersticas de sellado para mejorar su estado.El ensayo ser ejecutado bajo los parmetros y rangos existentes para

este mtodo.

3.2.5

Ensayo de Termografa.

La Termografa se efecta durante el Ensayo de Infiltracin, ya que

permite observar de forma ms fcil, los sectores por donde se encuentran

las mayores infiltraciones existentes en la vivienda de ensayo.

Las fotografas termogrfcas son ms notorias en el momento de la

presurizacin y despresurizacin, ya que ayuda a la identificacin de las

corrientes de aire producidas.

3.2.6Eleccin de Materiales.

En el mercado existe una gama de materiales y marcas de sellantes para

fisuras y juntas, por lo cual se eligieron los productos ms vendidos y

utilizados en el mercado, como as tambin se decidi optar por una mezcla

utilizada por maestros carpinteros la cual no se encuentra en forma directa

en el mercado.


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Captulo 3


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3.2.7

Modelacin de Vivienda.

El programa computacional Design Builder permite modelar los edificios

bajo los trminos de simulacin energtica, es decir, con este programa es

posible detectar la cantidad de energa necesaria para ciertas condiciones de

diseo de una edificacin, con el fin de lograr el confort de quienes lo

habitan.

Este software entrega distintos grficos, donde se utilizarn los

correspondientes a la Demanda Energtica e Infiltracin.

3.2.8Obtencin de Resultados.

Los datos entregados por los equipos y programas son revisados y

seleccionados, tomando en consideracin los mas ptimos y relevantes

segn las necesidades planteadas.

3.2.9

Anlisis de Resultados.

En esta fase del proceso de estudio, se realiza la comparacin de cada

uno de los resultados conseguidos y el anlisis de los mismos, todo bajo el

marco del desarrollo efectuado anteriormente.


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CAPTULO 4

RESULTADOS Y ANLISIS


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Captulo 4


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Capitulo 4 RESULTADOS Y ANLISIS.

4.1

Introduccin.

El acondicionamiento trmico para viviendas es un tema cotidiano antes

de la llegada del invierno. La comodidad y confort que desea cada familia en

su hogar es una conversacin recurrente y el costo que esto genera, tambin

es un punto importante en todo nivel social.

Si bien, las viviendas de madera se consideran de bajo costo y por lo

general estn asociadas a familias de bajos recursos, estas poseenpropiedades y condiciones trmicas importantes para el ahorro de energa.

Su buena aplicacin al momento de ser construida es trascendental, ya que

es necesaria una exactitud de cortes, ensambles y anclajes para lograr una

vivienda de ahorro termo-energtico.

Este captulo abordar la ejecucin y anlisis de los ensayos para el

estudio de infiltracin, considerando los datos obtenidos para identificar los

puntos ms comunes de infiltracin en las viviendas de madera.

4.2 Ensayos.

Se ensayaron distintas viviendas de madera para lograr detectar la

renovacin de aire existente en estas casas por medio del Blower Door Test,

con el fin de identificar la cantidad de infiltracin que poseen las mismas.

A lo antes mencionado, se suma la identificacin de los puntos por donde

existe mayor traspaso de aire. Este trabajo fue realizado por medio de la

cmara de Termografa, la cual es utilizada durante el ensayo de infiltracin,

ya que esto permite detectar de mejor forma las zonas afectadas con el

problema.


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Captulo 4


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Las viviendas fueron denominadas por siglas con el objetivo de lograr una

mayor comprensin del desarrollo.

Tabla 4.1 Nomenclaturas para las viviendas ensayadas.

Ubicacin Categora Muestra

Padre las

Casas

Viviendas

Nuevas

PC 1PC 2

PC 3Santa Rosa,

TemucoViviendaAntigua SR

UFROVivienda

Prefabricada P

4.3 Viviendas.

4.3.1

Viviendas de Padre las Casas.

Las viviendas se encuentran ubicadas en la comuna de Padre las Casas,

en la Poblacin Vista Hermosa. Estas casas fueron entregadas en Marzo del

ao 2010 por medio del sistema de viviendas sociales. La construccin se

realiz con fundacin corrida y radier, la totalidad de su estructura es

tabiquera, con aislacin de Poliestireno Expandido y Fieltro Asfltico. Su

revestimiento interior es de Yeso-Cartn y el revestimiento exterior est

compuesto por Fibrocemento.


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Captulo 4


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Figura 4.1 Vivienda de Padre las Casas.

Estas casas presentan los mayores problemas de infiltracin en:

Unin de la tabiquera y cielo, es decir, por debajo del cuarto rodn, es

posible identificar fuga de aire en donde pasa infiltracin desde la junta

antes mencionada hacia el alero de la vivienda, existiendo prdida de

energa.


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Captulo 4


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Figura 4.2 Infiltracin en Alero y Tabique desde el exterior.

Figura 4.3 Infiltracin en unin de Tabiquera y Cielo.

En las uniones de planchas de Yeso-Cartn se detectaron fugasimportantes de aire, cabe mencionar que este tipo de viviendas no presentan

un espacio de dilatacin para el Yeso-Cartn y menos la cinta para juntas

con su adhesivo correspondiente. Este problema se genera tanto en los

tabiques, cielo raso e incluso en las esquinas de unin de los muros

tabiques, donde tambin hay encuentros del mismo tipo a pesar de su

incorrecta instalacin.


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Captulo 4


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Figura 4.4 Infiltracin en unin de planchas de Yeso-Cartn en el Cielo

Raso.

Figura 4.5 Infiltracin en unin de planchas de Yeso-Cartn en la

tabiquera.

Las celosas ubicabas en el cielo raso, provocan infiltraciones importantes

en las viviendas, ya que es una prdida incontrolable de calor, si bien es

cierto que la ventilacin es necesaria en todas las edificaciones, la idea es

lograr controlar este sistema y que no se transforme en un flujo de prdida


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Captulo 4


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constante. Este problema es an mayor cuando las celosas se encuentran

en el cielo raso, ya que el aire caliente tiende a subir por la densidad

alcanzada, pasando por entre la pieza. A esto se suma el hecho de que latechumbre es considerada una de las zonas con mayor prdida de energa.

Este sistema puede ser de ayuda si el exterior se encuentra con

temperatura ms alta que la del interior, el problema radica en los horarios

o estaciones del ao ms fras, ya que perjudican al ahorro de energa.

Figura 4.6 Infiltracin en Celosas ubicadas en el cielo raso.

En una de las viviendas exista una prdida importante de calor por la

falta del tapacielo en la unin del can y cielo raso. Si bien este no es un

problema de construccin genera un gasto en exceso que afecta en trminos

econmicos, lo que se traduce a un desgaste de energa y obviamente del

recurso natural utilizado para temperar como es la lea.


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Captulo 4


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Figura 4.7 Infiltracin por tapacielo, muestra PC 2.

Los puntos antes mencionados son los que provocan mayor infiltracin

en estos hogares y producto de ello, el gasto en calefaccin en poca de

invierno es mayor del que corresponde para una vivienda con sus mismas

caractersticas constructivas y con un correcto sistema de construccin.

4.3.2Vivienda Smithouse, Universidad de La Frontera.

Esta casa se encuentra ubicada en el recinto de la Universidad de La

Frontera, dentro del Campus Andrs Bello entre las calles Uruguay y

Montevideo, al lado del Instituto de Estudios Indgenas y por detrs del

Departamento del Instituto de Informtica Educativa.


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Figura 4.8 Plano de Ubicacin Vivienda Smithouse.

Esta casa fue realizada con el objetivo de facilitar un lugar fsico de

esparcimiento para el personal jubilado de la universidad. Producto del

espacio disponible en terreno y la rapidez en la que se requera, se opto por

una licitacin en ao 2010 para empresas de viviendas prefabricadas, dondela Constructora Smithouse se adjudic el proyecto, el cual fue entregado en

Marzo del presente ao.

La vivienda es de fundacin aislada y construida por tabiquera con vigas

de IPV, estructura de cubierta y muros exteriores, piso de termo paneles SIP

con alma de Poliestireno Expandido y revestidos en ambas caras con OSB,

revestimiento exterior de Smart Side Panel LP, revestimiento interior de

Yeso-Cartn estucada y pintada, con piso fotolaminado.


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Figura 4.9 Vivienda Prefabricada de Smithouse.

A continuacin se presentan las imgenes termogrficas de los puntos

con infiltracin en sta vivienda.

La infiltracin en la unin de cornisas es un punto comn de prdida de

calor en casi todos los tipos de viviendas. En los lugares de encuentros como

esquinas entre cielo y tabiques de muros (figura 4.8), es ms fcil observar

problemas de este tipo, es un punto dbil de las barreras de aire.

7/23/2019 Estudio de Infiltracin y su Relacin con la Demanda Energtica en las Princ

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Estudio de Infiltración y su Relación con la Demanda Energética en las Principales Tipologías de Viviendas de Madera del Sur de Chile