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Uso del gas en DVH

24/11/2009

A modo de ampliar conocimientos, queremos traer algunas precisiones básicas acerca del aislamiento térmico y acústico a partir de la incorporación de gas en un termopanel. En la presente nota haremos referencia a cuales son los factores que aconsejan la utilización de un gas noble, a pesar de dar por entendido, que es un elemento infrecuentemente solicitado en la fabricación de un DVH, por lo menos en nuestro medio. Sin embargo cabe aclarar que todos los conceptos que a continuación volcaremos podrán ser utilizados en un DVH con el objeto de mejorar aun más sus prestaciones aislantes.

Historia

Los primeros ensayos realizados en vistas de obtener ventajas a la unión de dos vidrios perimetralmente sellados fue la de vincular los mismos en una misma carpintería, teniendo la finalidad que el vidrio interior fuera el común de la ventana y el exterior una barrera de protección contra las tormentas, en caso que las mismas produjeran su rotura, no teniendo en cuenta hasta ese momento ningún tipo de ahorro energético. Esto permitió que en el interior de la cámara no se generase suciedad. Con tal descubrimiento habían resuelto un problema, pero al mismo tiempo daban paso a otro; condensación de humedad entre las dos hojas de vidrio. El siguiente paso fue el de agregar un agente deshumectante en el perfil que unía a las dos hojas, haciendo esto que el aire existente dentro de la unidad sellada fuera completamente seco. Además se reemplazó al tipo de sellador utilizado perimetralmente por un producto de tales características que pudiera impedir la entrada de moléculas de vapor de agua desde el exterior. Una vez comprobado que el interior de la cámara era lo suficientemente hermético como para retener aire ¿por que no cambiar este por gas?

· El 30% del gasto energético producido en el interior de una vivienda es a través de pérdida de calor o frío que penetra por medio de una ventana con vidriado simple.

Primeros Ensayos

La primera sustancia que se introdujo aparte del aire fue el Nitrógeno. Pero como éste forma parte misma del aire en un 80%, no aportó ventaja alguna como aislante térmico. Más tarde se intentó con la inserción de gas Fluorocarbono, por presentar un mejor factor aislante que el aire, pero al no ser lo suficientemente estable ante la influencia de la luz solar, generaba una coloración desagradable sobre la superficie vidriada. También se probó con (CO2), pero por ser ácido producía una reacción corrosiva con el espaciador y las superficies internas del paño.


Finalmente se utilizaron con éxito tres de los gases nobles; Argón, Kriptón y Xenón, ofreciendo éstos la mejor solución, por ser estables, inertes y con características de transmisión térmica inferiores (menos conductivos) a la del aire.

Conceptos Teóricos para el mejor aprovechamiento del Gas

De los tres gases antes enunciados, es el gas argón el que encontramos con mayor abundancia, este conforma más del 1% del aire que respiramos y en consecuencia es el más económico. Desde que el gas ha sido aceptado como elemento integrante de un DVH , aumentando el efecto de separación entre los vidrios , hemos incrementado proporcionalmente el volumen de gas que puede quedar retenido en su interior , por consiguiente , mejoramos el factor de rechazo presentado por el vidriado a la pérdida de calor . Sin embargo, el efecto que produce el incremento del espesor del espaciador de gas es limitado. A partir de cierta separación entre vidrios, se produce un aumento en la convección dentro del vidriado, provocando en consecuencia un traspaso de calor desde el interior hacia el exterior a través de circulación de aire. El espesor exacto en el cual la convección se transforma en un mecanismo dominante del pasaje de calor, depende del tamaño (superficie) del vidriado, del gas utilizado y las temperaturas aproximadas a las que estará sometido el vidriado y las diferencias de temperatura entre el exterior y el interior del ambiente.
Para mantener una perfecta performance térmica, es necesario tener en cuenta el proceso de transmisión de temperatura que se genera a través de un vidriado por radiación. El vidrio flotado standard por carecer de prestaciones especiales, deja pasar a través de su masa un 50% de calor por radiación de onda larga y un 25% por conducción. En consecuencia , hasta que la pérdida por radiación de onda larga generada a través de un vidriado no fuera detenida , el llenado de gas dentro del DVH no tenía sentido .

Resumen

Para que la incorporación de un gas noble en un DVH se justifique, se debe considerar la combinación de éste con un vidrio de baja emisividad LOW-E en una de las caras del termopanel. Esta asociación produce lo siguiente: el vidrio de baja emisividad bloquea el pasaje de calor radiante, mientras que el gas reduce la pérdida generada por la conductividad. De hecho los resultados finales serán óptimos.
En concreto, la transmisión K de un DVH depende de los siguientes factores;

1) Tipología de Vidrio – Baja Emisividad
2) Gas contenido en su interior – Conductibilidad Térmica
3) Ancho de la Cámara 4) Presencia / ausencia de convección.

Tipo de Vidrio

Valor K en W/m2 º C

DVH 4 /12 / 4

2.9

DVH 4 /12 / 4 Low E – Aire

1.8

DVH 4 /12 /4 Low E – gas argón

1.5

Ventajas acústicas con la utilización de gases

Se obtienen importantes mejoras en la reducción de ruidos a través de su masa, medidos en decibeles ( dB ) . Desde el punto de vista del aislamiento acústico ( dB ) la ventana representa en un edificio el punto más débil en lo que respecta al revestimiento exterior . Niveles aceptables de sonido ; Hospitales : 20-25 dB Departamentos : 25-35 dB Oficinas : 35-40 dB . En la siguiente tabla se transcribe el valor de la masa y el valor acústico de algunos tipos de vidrio :

Tipo de Vidrio

Masa Kg/m2

Indice

3 mm.

7.5

29 dB

4 mm.

10.0

30 dB

5 mm.

12.5

30 dB

6 mm.

15.0

31 dB

DVH 4/4

20.0

32 dB

10 mm.

25.0

33 dB

Laminado

27.0

37 dB

Es fácil observar desde el punto de vista de la acústica que un DVH con vidrios comunes , por si solo , no representa una barrera ante la presencia de ruidos . Esto sería diferente si la separación entre vidrios fuera mayor a 20mm. , pero a costo de generar otros problemas , sobre todo por el volumen del termopanel y su instalación en la carpintería . Distinto sería la situación si el vidrio utilizado fuera un laminado . La presencia de la lámina de PVB entre dos vidrios que hacen al material mencionado , permite reducir las ondas sonoras . Si la reducción deseada no es alta , podemos inyectar en el termopanel un gas pesado llamado Hexasulfuro de Azufre , que comúnmente se lo reconoce como SF6 , su presencia aportará una reducción de 5 dB.
Tres ejemplos de combinación para tener en cuenta si se pretende mejorar las prestaciones del DVH :

60% Argón + 40% SF6 = mejor aislamiento térmico
40% Argón + 60% SF6 = mejor aislamiento acústico
70% Argón + 30% SF6 = mejora ambos aislamientos

Para Finalizar

La eficacia del aislamiento de una pared depende no solo del peso , sino también de su totalidad y su uniformidad . Por esta razón la ventana es , de hecho , el elemento más importante a los fines del aislamiento acústico . Pero la misma deberá ser vista como un conjunto constituido por partes vidriadas y cerramientos , accesorios como persianas , porta rollos de persianas , etc. Cualquier esfuerzo individual que se haga para mejorar uno solo de éstos elementos , sin tener en cuenta los demás , corremos el riesgo de hacer un esfuerzo en vano e inclusive un inútil derroche de dinero .
Entendemos que debemos estar a la altura de los acontecimientos tecnológicos y transmitir a nuestros clientes aquellos que puedan ser de su interés , nos encontramos avanzados en integrar a nuestra planta de producción de DOBLE VIDRIADO HERMÉTICO los equipos para la incorporación de gases en los mismos , cuando así lo requiera una solicitud , por otro lado estaremos junto a Uds. para encontrar las mejores soluciones para cada obra en particular .


Por Maximiliano A. Kalciyan