Los huecos practicados en los cerramientos exteriores, para permitir la iluminación natural, han planteado históricamente un grave problema al aislamiento térmico de los espacios cerrados.

La utilización de materiales traslúcidos (vidrio, espejuelo...) que permiten el paso de la luz, pero cierran el paso a corrientes de aire paliaba en parte el problema, pues mantenía grandes pérdidas térmicas por conducción.

El vidrio, ya conocido en la Edad del Hierro, es el material que se ha impuesto en el conocimiento de sus técnicas de manipulación permitió la fabricación de láminas de poco espesor y gran transparencia.

Los grandes avances industriales del siglo XX permitieron la fabricación de vidrios planos pulidos, de caras paralelas, con espesores de 2, 3 y 4 mm o más que dejan pasar la luz con óptima transparencia, permitiendo la visión sin distorsiones... y a un precio asequible.

Pero el problema de las pérdidas térmicas por conducción a través del vidrio seguía siendo resolver, con la secuela añadida de la aparición de importantes condensaciones de agua sobre la pared fría constituida por el acristalamiento.

Este problema ha sido resuelto por el ingenio de los investigadores con la fabricación del acristalamiento de vidrio doble con cámara de aire aislante, patentado a principios de los años 70 por la multinacional francesa Saint-Gobain, denominada Cristalería Española en España por aquellas fechas, bajo la denominación comercial "Climalit".

A partir de su entrada en el mercado, su aceptación ha sido inmediata, debido a la eficacia térmica de su cámara de aire. Hoy en día nadie cuestiona sus cualidades térmicas, obtenidas por la introducción de una cámara de aire, por supuesto justificada y cuantificada termodinámicamente, suficientemente avalada por la experiencia y por todo tipo de ensayos en laboratorios, oficiales o privdados.

En el gráfico 1 se observa claramente que el aislamiento que proporciona la cámara de aire, en cerramientos verticales, aumenta con su espesor (en el intervalo considerado de 6 a 16 mm).

Gráfico 1

Pero la mejora del aislamiento térmico en los cerramientos acristalados no se ha detenido con la introducción del doble vidrio con cámara de aire estanca, acompañado del triple y hasta cuádruple con sus correspondientes cámaras.

El siguiente paso para aumentar la resistencia térmica de los acristalamientos ha sido la fabricación de vidrios de baja emisividad (termo reflectivos), denominado comercialmente "Planitherm" por Saint-Gobain Cristalería. Basados en el tratamiento superficial de una luna, por una de sus caras, mediante depósito de óxidos metálicos que reducen, en gran medida, las pérdidas de calor por radiación reflejando la mayor parte del mismo hacia el lado caliente del cerramiento. Debe utilizarse siempre como componente de doble acristalamiento aislante y con la cara tratada en contacto con la cámara de aire estanca.

El tratamiento superficial de cara del vidrio en contacto con la cámara de aire mejora considerablemente su coeficiente de transmisión térmica K, reflejando las radiaciones energéticas (caloríficas), de larga longitud de onda, emitidas por los cuerpos más calientes a los más fríos.

Gráfico 2

En el gráfico 2 se observa claramente el aislamiento que proporciona, en cerramientos verticales, la cámara de aire con paredes "normales" (emisividad 0,9) y la cámara de aire con una pared de baja emisividad (0,05), en el intervalo considerado de 6 a 16 mm.

La presencia de una pared de baja emisividad (0,05) en la cámara de aire estanca aumenta de forma notable el valor de R, produciendo un ahorro del 40% respecto de una cámara de aire con paredes de emisividad "normal" (0,09).

La mejora de R produce, a su vez, un aumento de la temperatura de la cara interior del vidrio con lo que se reduce el efecto "pared fría", disminuyendo el riesgo de aparición de condensaciones y aumentando el confort.

Estas bondades del vidrio de baja emisividad son admitidas unánimemente en el sector de la construcción, sin que nadie las cuestione, ni demande demostración teórica alguna..., porque son ciertas y avaladas por la teoría, la práctica y los ensayos de laboratorio.

Baste añadir, que el prestigioso fabricante danés de ventanas para tejados Velux anuncia en sus catálogos, y suministra habitualmente como extra en sus ventanas, acristalamiento doble, con vidrio de baja emisividad en una de sus hojas, para reducir la transmisión térmica.

Pues bien, todo lo dicho para los cerramientos de vidrio es trasladable a  los cerramientos opacos:

• La introducción de una cámara de aire, estanca, entre dos hojas de materiales opacos, uniformes o heterogéneos, mejora considerablemente la capacidad aislante del cerramiento.

• Históricamente se ha utilizado con anterioridad a su introducción en los cerramientos acristalados, aunque su utilización en construcción estuvo, al principio, ligada a la evitación de humedades en la hoja interior.

• Su efectividad térmica esta avalada por la experiencia, plenamente explicada teóricamente, y recogida en la NBE-CT-79, y toda la normativa internacional, que en su anexo 2, punto 3 enuncia:
  Cerramiento con cámara de aire: las cámaras de aire pueden ser consideradas por su resistencia térmica ya que la transmisión de calor por radiación y convección a su través es proporcional a la diferencia de temperatura de las paredes que las delimitan.
  La resistencia térmica de los espacios de aire depende de la absorción de las superficies, del espesor de la cámara, del sentido del flujo, de la inclinación y de la temperatura de los espacios, así como del movimiento del aire dentro de ellas".
  Y en el punto 2.3.1., tabla 2.2, cuantifica su capacidad aislante, "para cámaras formadas por materiales constructivos corrientes".
  En este punto, cabe señalar dos aspectos. Por un lado, la Norma reconoce explícitamente la influencia de la absorción de las superficies de la cámara de aire en su resistencia térmica. Por otra parte, la tabla 2.2 de la Norma cuantifica la resistencia térmica de las cámaras de aire "formadas por materiales constructivos corrientes", es decir con 0,9 de emisividad. La Norma no cuantifica la resistencia térmica de cámaras de aire con paredes que tengan otras emisividades. Se supone que su valoración queda a criterio del proyectista, debidamente justificado.
  Esta carencia se justifica porque en la fecha de publicación de la norma (1979), no había productos disponibles en el mercado para modificar la emisividad de las paredes de las cámaras de aire.

Pero en un proceso similar al descrito para los cerramientos acristalados, los fabricantes han desarrollado productos -conocidos como aislantes termo reflectivos-, de fácil y fiable colocación, que sirven para modificar la emisividad de las paredes de las cámaras de aire, rebajándola hasta valores de 0,05, que suponen una considerable mejora de la resistencia térmica de las cámaras de aire en las que se instalan; a ello, hay que añadir su propia resistencia térmica, que en su presentación habitual, una o dos láminas de aluminio de algunas micras de espesor sobre soporte de polietileno con burbujas y espesor variable en torno a 1 cm, supone, según la normativa internacional existente, una resistencia térmica intrínseca entre 0,10 y 0,40 m² K/W.

Por tanto, la principal cualidad de los aislantes termo reflectivos que justifica sobradamente su utilización constructiva, está en la potenciación de la capacidad aislante de la cámara de aire de la que forman la pared que aumenta considerablemente su resistencia a la transmisión térmica.

En los gráficos 3, 4 y 5, obtenidos de ASHRAE, se dan los valores de resistencia térmica de las cámaras de aire con paredes de emisividad efectiva (E) 0,80 - 0,20 - 0,10 y 0,05.

Respecto de los valores reflejados en dichos gráficos 3, 4 y 5, hay que precisar:

• Corresponden a una temperatura media de 10°C y a diferencias de temperatura de 18°K.

• Los valores globales de los coeficientes superficiales de transmisión térmica (h en general, hi para caras interiores y he para caras exteriores) tienen en cuenta los tres fenómenos de transmisión de calor entre el aire de la cámara y la correspondiente cara del cerramiento, que se desarrollan en serie-paralelo.
  De un lado, existe la transmisión por convección del aire ambiente que se mueve por diferencia de densidad (convección natural) o por causas externas (convección forzada).
  En serie con la transmisión por convección se produce la transmisión por conducción de la película de aire en contacto con la cara de la pared.

En paralelo con la transmisión por convección y conducción se produce la transmisión por radiación que produce la transferencia de calor entre las caras de las paredes de la cámara.

• A la resistencia propia de la cámara de aire, potenciada por la introducción de un elemento de baja emisividad en una de sus caras, habrá que añadir la resistencia propia de la lámina reflexiva y su soporte que, como ya se ha dicho, en los formatos comerciales habituales su valor oscila entre 0,10 y 0,40 m² °K/W.

• Asimismo, se observa que la máxima resistencia térmica de las cámaras de aire estancas se obtiene para espesores comprendidos entre 2 y 3 cm (0,64 m² h °K/Kcal = 0,55 m 2 °K/W, en el caso de cerramiento vertical con E = 0,05). Los espesores de la cámara por encima de 3 cm disminuyen la capacidad aislante de las cámaras de aire estancas. Esto es debido a que los mayores espesores favorecen el incremento de los movimientos convectivos internos.

La utilización de cámaras de aire estancas, comprendidas entre 2 y 3 cm de espesor, con una cara de baja emisividad (0,05) y otra normal (0,90), proporcionan un aislamiento comprendido entre 0,65 y 0,95 m² °K/W (en el caso de cerramientos verticales).

Resistencias cámaras de aire vertical, flujo horizontal

El empleo óptimo de una "cortina" con baja emisividad (0,05) por sus dos caras se obtiene colocándola dividiendo una cámara con paredes "normales", de 5 a 7 cm de espesor, en dos de 2-3 cm de espesor: obtendremos unos valores de resistencia térmica "R" comprendidos entre 1,20 y 1,50 m² °K/W, o lo que es lo mismo, unos coeficientes de transmisión "K" comprendidos entre 0,83 y 0,66 W/m² °K.

Una vez demostrada la eficacia de la utilización de materiales de baja emisividad en las cámaras de aire de los cerramientos tanto verticales como en bajo cubierta, hemos de conocer los diferentes materiales de baja emisividad que ofrece el mercado y poder elegir el mejor.

Estos materiales, atendiendo a su emisividad los podríamos clasificar como:

• Materiales de media emisividad ("e" > = 0,10): son materiales generalmente de plásticos metalizados (polietilenos metalizados) por la cara interior, los cuales no tienen buen comportamiento ni reacción al fuego, no obtienen certificados de fuego. Como podíamos comprobar en los gráficos 3, 4 y 5 el comportamiento térmico de estos materiales es casi la mitad de eficaz que los materiales de baja emisividad.
  También existen marcas que ofrecen materiales de aluminio (con certificado de reacción al fuego M1), que protegen la cara superficial de dicho aluminio con una película de PET finísima que hace que en la prueba del emisómetro de valores de "e" por encima de 0,40.

• Materiales de baja emisividad ("e" < = 0,10): son materiales de aluminio puro sin protección de polietileno sobre la superficie del aluminio. Son los que dan valores de e = 0,03 o e = 0,05 en los test de emisividad.

Parece claro que a la hora de elegir este tipo de materiales si tenemos en cuenta su comportamiento térmico deberíamos de elegir los materiales de baja emisividad y no los de media emisividad, pero dentro de la gama de marcas de materiales de baja emisividad deberíamos hacer una última distinción.

Los materiales fabricados con aluminio puro, al estar en contacto con el oxígeno del aire, en no mucho tiempo y poco a poco, la lámina de aluminio va oscureciendo (oxidando) y perdiendo las propiedades de baja emisividad. Esto lo comprobamos en los test de envejecimiento realizados en laboratorios oficiales.

Además, en ambientes agresivos como explotaciones ganaderas de porcino o avícolas estos materiales sin protección son fuertemente atacados por los gases muy corrosivos, acortando la vida de los mismos a pocas semanas.

Por tanto debemos buscar algún producto de baja emisividad de aluminio que tenga una muy buena protección contra la oxidación, para que le aporte larga vida al producto (garantía de 10 años al menos).

En la actualidad sólo podemos encontrar un material de estas características dentro de la marca Polynum, comercializado en España por la firma Optimer System, que se distribuye a través de una red de almacenes especialistas en aislamientos térmicos.