Consideraciones de techo para climas del norte

Por Ronald L. Goodman Con cualquier decisión importante en la vida, es necesario comprender las compensaciones asociadas con las decisiones tomadas. Lo mismo ocurre al seleccionar un conjunto de techo. Un tema común es la sostenibilidad y el uso de métodos y materiales de construcción "verdes"; sin embargo, pueden surgir problemas cuando los materiales se seleccionan y compran únicamente por los beneficios energéticos o ambientales percibidos.

Se deben tener en cuenta la geografía, el uso y el contenido de un edificio al especificar un conjunto de techo. En pocas palabras, no existe ningún sistema de techado que ofrezca el mismo nivel de rendimiento y ahorro de energía en todas las situaciones y ubicaciones.

Los sistemas de techado de monómero de etileno propileno dieno (EPDM) suelen ser adecuados para proyectos de techado canadienses. Introducido en el mercado de techos comerciales hace más de 50 años, el material de caucho sintético se usa ampliamente en techos de pendiente baja, tanto para construcciones nuevas como para aplicaciones de retechado. Disponible en blanco y negro, esta membrana se vende en varios anchos y espesores. El EPDM reforzado tiene una malla de refuerzo entre dos capas de membrana de EPDM, mientras que los productos no reforzados no contienen este componente.

Existen numerosas formas de instalar un techo de membrana de EPDM, las más comunes son:

El EPDM ofrece una amplia gama de beneficios, que incluyen resistencia a la intemperie, resistencia al granizo, reducción del potencial de condensación, seguridad, eficiencia energética e impacto ambiental.

Resistencia a la intemperie La prueba de arco de xenón es el estándar de la industria para comparar cuánto tiempo resistirá un material de techo en particular agrietarse o agrietarse debido a la exposición a los rayos ultravioleta (UV). Los datos comparativos de las pruebas de intemperismo de ASTM en varias membranas de 1,5 mm (60 mil) indican claramente que el EPDM negro no reforzado puede sobrevivir a las exposiciones más severas a los rayos UV, yendo mucho más allá del estándar mínimo de la industria. La cantidad de energía a la que fueron expuestas las membranas sin presentar fisuras fue:

También es importante comprender que la cantidad de material resistente a la intemperie no es la misma en todas las membranas monocapa de 1,5 mm. La mayoría de las membranas termoplásticas blancas están reforzadas internamente y el espesor sobre la malla de refuerzo suele oscilar entre 0,5 y 0,6 mm (20 a 25 mils). Las membranas de EPDM utilizadas en sistemas lastrados y adheridos no necesitan una malla de refuerzo interna; como resultado, una membrana resistente a la intemperie de 1,5 mm funciona para evitar fugas.

Una vez que la malla queda expuesta sobre una membrana reforzada, es difícil hacer pequeñas reparaciones, mientras que el EPDM no reforzado sigue siendo reparable mucho más allá de su vida útil estimada. Pruebas recientes de una membrana de EPDM de 30 años mostraron que mantenía (o, en algunos casos, aumentaba) propiedades físicas como la resistencia a la tracción y al desgarro.1

Resistencia al granizo La frecuencia y gravedad de las tormentas de granizo en Canadá han aumentado en los últimos años.2 En agosto de 2012, Calgary fue azotada por una serie de tormentas masivas que arrojaron granizo del tamaño de monedas de veinticinco centavos y pelotas de golf. Los daños causados ​​por estas tormentas fueron tan extensos que los valores en dólares de las reclamaciones de seguros representaron aproximadamente la mitad de todas las reclamaciones en todo el país durante todo el año. Y estas tormentas palidecen en comparación con la que azotó la misma región en 2010.

Dado que los patrones climáticos severos de América del Norte aparentemente están cambiando, un sistema de techado de EPDM puede ser una opción adecuada en una amplia variedad de áreas geográficas debido a su durabilidad y resistencia a las perforaciones. La mayoría de los productos a base de asfalto y las membranas a base de plástico blanco se vuelven más quebradizos con el tiempo y, por lo tanto, más susceptibles a sufrir daños graves por impacto de granizo. No ocurre lo mismo con el EPDM. Un informe de 2009 preparado por los consultores de techos Jim Koontz y Tom Hutchinson afirma:

Los resultados de esta investigación indican claramente que el EPDM no reforzado...ofrece un alto grado de resistencia al granizo...la membrana de EPDM envejecida por el calor y el campo...retiene la mayor parte de su resistencia al impacto a medida que envejece.3

Otro veterano de la investigación sobre granizo en la industria de techados, Ric Vitiello de Benchmark Services, documentó sus hallazgos en un informe de 15 páginas preparado para la EPDM Roofing Association (ERA) en 2007.4 Comentó: “Basado en datos de prueba y de campo, es El EPDM transparente supera a otros sistemas de tejados”, y añade: “Los sistemas de EPDM son mucho más resistentes al granizo, incluso sin un tratamiento especial”.

Los tejados de EPDM con balasto funcionan especialmente bien en tormentas de granizo, ya que el material de lastre encima de la membrana sirve para romper las bolas de hielo en caso de impacto. Dado que los componentes de un sistema con lastre se pesan y se mantienen en su lugar utilizando piedras o adoquines lavados por el río, ofrecen resistencia adicional al granizo porque el material de lastre protege la membrana que se encuentra debajo.

En un estudio independiente realizado por Jim D. Koontz & Associates, muestras de EPDM nuevas, envejecidas por calor y envejecidas en el campo fueron sometidas a un impacto severo por granizo de varios tamaños que oscilaban entre 38 y 76 mm (1,5 a 3 pulgadas) de diámetro.5 Independientemente del envejecimiento, casi el 95 por ciento de las muestras de EPDM cumplieron con los estándares ASTM de resistencia al granizo. Los resultados fueron abrumadoramente positivos y demostraron la utilidad del material en áreas propensas al granizo o en tejados que experimentan tráfico excesivo.

Reflexión y condensación En climas más cálidos, donde la mayor parte del consumo de energía de una instalación se debe al aire acondicionado, los techos reflectantes "frescos" pueden reducir los costos de energía, disminuir el consumo de recursos naturales y reducir la tensión en la red eléctrica. En los Estados Unidos, los techos frescos son en realidad obligatorios en las zonas 1, 2 y 3 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) debido al ahorro de energía que pueden proporcionar. Sin embargo, la instalación de un techo reflectante en un clima más frío puede tener consecuencias negativas.

Los techos reflectantes son frescos en verano y mucho más fríos durante el invierno. Como resultado, estas membranas caen por debajo del punto de rocío y permanecen por debajo durante períodos mucho más largos que las membranas de colores más oscuros. Esto puede provocar problemas de condensación, especialmente en instalaciones con alta humedad relativa (RH). Los techos de colores oscuros pueden reducir la probabilidad de problemas relacionados con la condensación, especialmente en regiones de clima frío.

La condensación en los tejados erosiona lentamente los componentes de forma silenciosa, lo que acaba provocando fallos prematuros. En un estudio exhaustivo, “Riesgo de condensación de los sistemas de techos fijados mecánicamente en climas fríos”, realizado por Manfred Kehrer del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) de EE. UU. y Simon Pallin de la Universidad de Suecia, se observó que “un techo frío acumula aproximadamente el doble de humedad debajo de la membrana superficial que una superficie negra”.6

El requisito canadiense de instalar una barrera de aire reduce la posibilidad de que se produzcan problemas relacionados con la condensación; sin embargo, si la barrera de aire se ve comprometida durante la vida útil del sistema de techado (al agregar bordillos o tuberías de ventilación, o mediante fuerzas de expansión y contracción que comprometen los sellos de aire), la probabilidad de problemas de condensación aumenta significativamente. Cuando se forma condensación, los propietarios del edificio, los arquitectos y/o los profesionales del diseño suelen ser responsables de los daños relacionados con la condensación.

Problemas de seguridad En los edificios comerciales, no es raro que los equipos HVAC estén ubicados en la azotea. Por lo tanto, los trabajadores de mantenimiento deben visitar el techo para dar servicio al equipo en todo tipo de condiciones climáticas. Es más probable que se formen escarcha, rocío y hielo en las membranas blancas y son difíciles de ver, lo que genera riesgos potenciales de resbalones y caídas.

Las membranas blancas pueden ser resbaladizas cuando están mojadas, lo que puede resultar especialmente desalentador en techos inclinados sin parapeto. Las membranas negras, una vez expuestas al sol, comienzan a derretir la nieve y el hielo y ayudan a que la superficie del techo se seque más rápido, lo que lo hace más seguro para el personal de mantenimiento. Los tejados blancos también son más propensos a la acumulación de nieve y hielo. En techos inclinados, esto puede crear deslizamientos de "avalancha" que pueden desplomarse sobre techos más bajos, jardines y cualquier otra cosa ubicada cerca del edificio. En el caso de un almacén de 20.067 m2 (216.000 pies cuadrados) en St. Louis, Missouri, el movimiento de la nieve y el hielo fue suficiente para desalojar las tuberías de gas que cruzaban un techo blanco.

Eficiencia energética e impacto ambientalAntes de seleccionar un producto para techos en función del ahorro de energía esperado, los especificadores pueden explorar los resultados calculados esperados que se pueden encontrar en la Calculadora de ahorro de techos del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE).7 Si bien la Calculadora de ahorros de techos no contiene datos para ciudades canadienses, en ejecución Los cálculos para ciudades del norte de EE. UU. como Seattle, Washington, Billings, Mont., Minneapolis, Minn., Detroit, Michigan, Buffalo, NY y Burlington, Vermont, muestran que un color de techo blanco le costará al propietario del edificio una cantidad significativa. de dinero debido a la penalización por calefacción (o efecto negativo en los costos de energía) asociada con los techos blancos (Figura 1).

Una de las principales preocupaciones de diseño entre los arquitectos canadienses es cómo mantener los edificios cálidos y confortables durante los largos y fríos inviernos. Un techo fresco, por definición, dificulta esta tarea.

Otra teoría afirma que el uso de techos blancos reducirá la temperatura de las ciudades y, a su vez, reducirá el calentamiento global. Si bien los techos blancos suelen ser más fríos al tacto que los negros, simplemente redirigen la energía del sol. Como dictan las leyes de la termodinámica, la energía no desaparece simplemente. Un estudio reciente realizado por Mark Z. Jacobson y John E. Ten Hoeve del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Stanford analiza este fenómeno y encuentra que el efecto neto de los techos blancos puede estar elevando las temperaturas globales.8

El estudio de 2011, titulado “Efectos de las superficies urbanas y los tejados blancos en el clima global y regional”, es mucho más completo que investigaciones anteriores y aprovecha los últimos avances en modelización informática atmosférica. La investigación de Jacobson y Ten Hoeve indicó que los techos blancos "frescos" en realidad pueden aumentar, en lugar de disminuir, la temperatura de la Tierra.

Las membranas blancas para tejados poseen una alta reflectividad, lo que hace que la luz del sol y el calor se reflejen hacia la atmósfera. Allí, el calor se mezcla con partículas de hollín negras y marrones, que se cree que contribuyen al calentamiento global. Además, la carga de calefacción que soportan los edificios con techos blancos en los climas del norte, como los que se encuentran en Canadá, conduce a un aumento de los costos de calefacción y del consumo de energía. A medida que se utilizan más recursos naturales para la producción de energía, se emite más dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Reflejar la luz solar y el calor hacia la atmósfera y aumentar las emisiones de CO2 no están ayudando a abordar el calentamiento global.

Conclusión Por supuesto, hay instalaciones que deben mantenerse frías, como pistas de hockey sobre hielo y congeladores, donde un techo fresco podría tener sentido incluso en un clima frío. Sin embargo, con una comprensión firme de las ventajas y desventajas de la intemperización, la seguridad, el riesgo de condensación, la eficiencia energética y los impactos ambientales, parecería que los conjuntos de techos de colores más oscuros serían una opción más adecuada para los climas del Norte.

Notas 1 Para obtener más información, visite www.epdmroofs.org/attachments/2010_epdmaproventperformerepdm.pdf y www.epdmroofs.org/epdm-todays-choice/long-term-performance. (volver al inicio)2 Visite ec.gc.ca/meteo-weather/default.asp?lang=En&n=7E041C81-1. (volver al inicio)3 Para obtener más información, visite www.rci-online.org/interface/2009CTS-Proceedings-koontz-hutchinson.pdf. Hutchinson también ha escrito para Construction Canada sobre aislamientos y techos de lana de roca. El artículo “Dieta alta en fibra” apareció en la edición de marzo de 2011. (volver al inicio)4 Visite www.epdmroofs.org/attachments/2007_04_comparativeperformanceofepdmrubberroofingmembraneasprotection-with%20editorial%20notes%20added%20in%20text.pdf. (volver al inicio)5 Visite www.rci-online.org/interface/2009CTS-Proceedings-koontz-hutchinson.pdf. (volver al inicio)6 Visite www.rci-online.org/interface/2013-CTS-kehrer-pallin.pdf. (volver al inicio)7 Visite web.ornl.gov/sci/roofs+walls/facts/CoolCalcEnergy.htm. (volver al inicio)8 Visite www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/Others/HeatIsland+WhiteRfs0911.pdf. (volver arriba)

Ronald L. Goodman es el director de marketing de Carlisle SynTec Systems para EPDM y FleeceBACK Systems. En la empresa desde hace más de 30 años, ha desempeñado un papel decisivo en el desarrollo de productos que van desde accesorios sensibles a la presión y sujetadores de correas hasta barreras de aire y adhesivos aislantes. Puede comunicarse con él por correo electrónico a [email protected].