Gestión del Vapor de Agua en Muros de Paja

Después de varios artículos centrados en la rehabilitación del Ñublu, quizás sea buen momento para regresar al “laboratorio” y tratar algunas cuestiones físicas relacionadas con la bioconstrucción que son claves en el diseño y la ejecución de espacios sanos y habitables.

Cuando las personas de mi entorno se enteran de que participo en la construcción de casas de paja, uno de los cuatro imponderables que suelen preguntar es si este sistema funciona “aquí en Asturias, donde hay tanta humedad”. La misma pregunta puede formularse en Galicia, Cantabria o País Vasco; territorios donde sus habitantes tienen la absoluta convicción de que son los más húmedos no sólo de la península, sino, por lo visto, incluso del planeta. Aunque la construcción con fardos de paja esté normalizada en Francia, Alemania, Inglaterra o Canada (por citar algunos países), esto no parece ser argumento suficiente para combatir prejuicios saturados de orbayu y chirimiri.

Entiendo que esta preocupación es lícita, ya que la humedad es uno de los agentes externos que pueden mermar la estabilidad y durabilidad de los fardos de paja. Aún así, creo que este escepticismo está influenciado por el ataque constante, y a veces subterráneo, de una industria que sólo busca desprestigiar sistemas tradicionales y naturales para apropiarse y vender sus soluciones milagrosas. No olvidemos que en todos los rincones de nuestra geografía aún perviven ejemplos donde se utiliza la paja o la retama como método de impermeabilización de cubiertas. El olvido y degradación de estas prácticas se deben más a la imposición de otras formas y a la pérdida de oficios que a la eficacia de los sistemas y materiales. humedades

Así pues, en este artículo hablaré de la humedad y los métodos que debemos tener en cuenta para hacer una gestión óptima de la misma, pero centrándome en la humedad invisible, el vapor de agua, ya que considero que otras manifestaciones más evidentes, filtración o capilaridad, pueden resolverse de forma sencilla respetando el mantra que tanto se repite a la hora de hablar de contrucciones tradicionales: Unas buenas botas y un buen sombrero.

CONCEPTOS

A continuación trataré algunos conceptos que explican las bases y mecanismos por los que se produce la transferencia de humedad a través de los muros pero sin pretender ser demasiado técnico o que su lectura se haga excesivamente densa. Intentaré esbozar una visión general del proceso apoyándome en la bibliografía que he consultado y que compartiré al final del artículo para aquellas personas que deseen ampliar información. A ver qué tal sale.

En primer lugar, conviene saber que el aire es una mezcla formada por diferentes gases (nitrógeno y oxígeno principalmente) junto con vapor de agua. No hay que confundir el vapor de agua (estado gaseoso) con las partículas de agua en suspensión (estado líquido), es decir, la niebla no es vapor de agua. La cantidad de vapor de agua contenida en el aire se define como humedad absoluta, y la relación entre ésta y la humedad de saturación, punto en el que el agua empieza a formar partículas en suspensión, se le conoce como humedad relativa. El contenido en vapor de agua, a su vez, genera una presión de vapor. Cuánto mayor sea la cantidad de vapor, mayor será la presión ejercida.

adsorcion Por otro lado, la relación del volumen de huecos de un material y su volumen total es lo que se conoce como porosidad. La cantidad, conexión y tamaño de la red de poros influye en la higroscopicidad, capacidad que tiene un material de almacenar humedad, y en los mecanismos de fijación de ésta: La adsorción (molecular y superficial) y la condensación capilar. Estos mecanismos también dependen de la humedad relativa.

La permeabilidad, vinculada también con el diámetro de los poros y la geometría de los huecos, es la capacidad que tiene un material de permitir el paso de vapor de agua cuando se produce una diferencia de presión entre sus caras y, al relacionar esta permeabilidad con el espesor del material, obtenemos su permeancia.

permeabilidad

Al multiplicar el coeficiente de resistencia a la difusión de vapor (μ), relación entre la permeabilidad del vapor de agua del aire y la permeabilidad de un material, por su espesor (e), obtenemos el espacio de aire equivalente (Sd) que posee la misma permeancia que el material estudiado.

PROCESO

La actividad humana genera vapor de agua, ya sea por medio de la propia respiración/transpiración o por las múltiples actividades que se desarrollan en la vivienda (cocina, limpieza, higiene…). El aumento de la concentración de vapor de agua crea un desequilibrio entre la presión interior-exterior que, debido a la ley física de las compensaciones de presión, produce la transferencia de vapor por difusión a través de los materiales porosos de la envolvente. Sólo una pequeña parte de este exceso de vapor de agua se elimina por difusión, siendo la mayor parte expulsado por convección a través de huecos de ventanas y rendijas.

La cantidad de vapor de agua que el aire puede acumular depende de su temperatura. Cuanto mayor sea ésta, mayor será la suma de vapor almacenable antes de alcanza el punto de saturación. La temperatura desciende a medida que el vapor de agua atraviesa el muro, de interior a exterior, pudiendo sobrepasar en algún punto del cerramiento la temperatura de rocío, aquella en la que empezaría a condensar el vapor de agua contenido en el aire.

esquema

La condensación de vapor de agua en el núcleo del muro de fardos de paja entraña múltiples riesgos: Por una parte, atendiendo a la eficiencia energética del sistema, la capacidad aislante de un material depende del aire ocluido en su estructura, por lo que si éste es sustituido por agua, buen conductor del calor, perdería sus propiedades térmicas. Por otro lado, un contenido de humedad superior a la humedad de equilibrio originaría un proceso de degradación en el fardo por la aparición y proliferación de mohos y hongos que la humedad trae asociados.

ESTRATEGIAS

Para evitar el fenómeno de condensación intersticial, aquella que ocurre en el núcleo del cerramiento, se pueden adoptar las siguientes estrategias:

  • Eliminar la producción en exceso de vapor de agua mediante mecanismos de ventilación (activos o pasivos) que garanticen su evacuación.
  • Favorecer la transferencia de vapor de agua a través del muro mediante materiales que posean una resistencia al paso de vapor de agua decreciente de interior a exterior.
  • Controlar el paso de vapor de agua por materiales que limiten o impidan su movimiento. Estas barreras de vapor de agua se colocarán en la cara interior del muro.

Centrándonos en la segunda estrategia, para entender la importancia de la resistencia decreciente al vapor de agua, podemos ilustrar el principio del flujo de vapor con la ayuda de dos embudos con diferentes diámetros de salida. Si la salida del embudo exterior es más pequeña que la del flujo que recibe, se llenaría hasta desbordarse. embudo Para poder hacer una comparación entre diferentes materiales y espesores, utilizamos el espacio de aire equivalente anteriormente explicado. Los límites que nos ofrecen Minke y Mahlke para asegurar el óptimo flujo de vapor son los siguientes:

Sdint ≥ 10 . Sdext
Sdint ≤ 5 m

La Red Francesa de Construcción con Paja (RFCP), en sus Reglas Profesiones de Construcción con Paja, considera valores más ajustados en función del tipo de material aplicado como revestimiento, la existencia de cámaras de aire ventiladas o la inclusión de barreras de vapor. Para terminar de comprender esta aproximación, vamos a realizar uno de los ejemplos prácticos propuestos por la RFCP:

Determinar el espesor mínimo del revestimiento interior en función de la naturaleza y espesor del revestimiento exterior.

EXTERIOR INTERIOR
COMPOSICIÓN VALORES CÁLCULO Sd (m) COMPOSICIÓN VALOR
μ e (mm) μ
Base revoco de cal 14 15 14 . 0,015 = 0,21 Revoco de tierra 10
Cuerpo revoco de cal 13 10 13 . 0,010 = 0,13
Acabado revoco de cal 12 5 12 . 0,005 = 0,06

En el caso de revestimientos continuos por ambas caras se deben cumplir las siguientes reglas:

Sdext < Sdint
Sdext  1 m

El espacio de aire equivalente exterior será la suma de los espacios parciales:

Sdext total = Sdext 1 + Sdext 2 + Sdext 3
Sdext total = 0,21 + 0,13 + 0,06 = 0,40 m

Por lo que el espesor del revestimiento interior será:

Sdext < Sdint
Sdext < eint . μ
eint > Sdext / μ
eint > 0,40 / 10

eint > 0,04 m

De todas formas, este método para gestionar el flujo de vapor a través del cerramiento me parece insuficiente porque no tiene en cuenta los factores externos que condicionan la aparición de condensaciones, tales como la humedad relativa o la temperatura, por lo que no cumpliría la comprobación de las exigencias básicas de salubridad y ahorro de energía del Código Técnico de la Edificación (CTE).

El procedimiento del que se sirve el CTE para comprobar la formación de condensaciones intersticiales se basa en la comparación entre la presión de vapor y la presión de vapor de saturación que existe en cada punto intermedio del cerramiento, teniendo en cuenta las condiciones interiores y exteriores correspondientes al mes de enero. Esta comprobación no es necesaria en los cerramientos en contacto con el terreno o en aquellos que dispongan de barrera contra el vapor de agua en la parte interior del cerramiento.

Existen numerosas hojas de cálculo y programas informáticos para revisar las condensaciones intersticiales según el CTE, por lo que resulta sencillo comprobar que los datos obtenidos mediante el método del espacio de aire equivalente cumplen las exigencias de la normativa.

intersticial

Normalmente, los resultados vienen acompañados de una representación gráfica que relaciona las presiones para visualizar de forma inequívoca los puntos donde la presión de saturación desciende por debajo de la presión de vapor, lugar en el que se formarían las condensaciones. En el caso estudiado, un muro de fardos de paja con revestimiento continuo de tierra y cal, situado en Asturias, no presentaría problemas al paso de vapor de agua.

Si el punto de condensación intersticial sucede en el aislamiento, habría que recurrir a alguna de las otras estrategias planteadas para limitar la presencia de vapor de agua en el muro. En caso de que este punto se produzca en otro elemento del cerramiento, la solución será válida siempre que la cantidad de agua evaporada en cada periodo anual supere la cantidad de agua condensada.

Concluyo así este estudio no exhaustivo sobre la gestión de vapor en los muros de fardos de paja. Para realizar un trabajo completo habría que analizar, además, cada uno de los posibles puente térmicos presentes en la envolvente y mejorar su diseño en los casos que sean necesarios.

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:

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4 comentarios

  1. Jairo · · Responder

    Fantástico trabajo Miguel!! Casas de paja eh? Que curioso….

    1. Aquí en Asturias! :)

  2. […] cemento y la transpirabilidad al vapor de agua no se llevan muy bien, detalle crucial a la hora de diseñar paramentos con fardos de paja. Para compensar dicha deficiencia se añade al conjunto el serrín que, al secar, además de formar […]

  3. Rodrigo Araya · · Responder

    Hola
    Estoy encantado con la construccion con tecnica Greb. Bueno escribo desde el sur de Suecia aca las lluvias son entre 800mm por año mas nieve a 30 centimetros en los peores casos 5 veces en invierno.
    La temperatura mas baja en invierno en casos peores -15
    Y mi pregunta va hacia esos dos item humedad y temperatura. (( soportara estos inviernos crudos ??))
    Si e visto el pdf que se empezo en Canada quizas en similares condiciones que aca en escandinavia.
    Mi proyecto es hacer un mix hibrido entre una casa tipica sueca de campo y la tecnica Greb.

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