viernes, 17 de enero de 2014

La auditoria energética en la edificación

La energía representa en la actualidad una influencia importante para todos los sectores de actividad por cuanto su óptimo y racional consumo es sinónimo de beneficio, calidad de vida y desarrollo.
La importancia de las acciones de ahorro y eficiencia energética en nuestro país, se manifiestan en la necesidad de reducir la factura energética, disminuir la dependencia energética del exterior y reducir la emisión de gases de efecto invernadero con el objeto de cumplir los compromisos adquiridos con la ratificación del protocolo de Kyoto.
Es por ello que el consumo eficiente de la energía es hoy en día una necesidad real para cualquier organización empresarial o institución pública.
Para conseguir un consumo eficiente de la energía en los edificios, es necesario conocer los datos de la situación energética real en que se encuentra y compararla con los datos de otros edificios de su sector.
Como punto de partida para cualquier actuación dentro de este ámbito, es fundamental realizar una auditoria energética.

¿Que es una auditoria energética? 

Una auditoria energética es un proceso mediante el que se obtiene una valoración del estado energético actual y una evaluación técnica y económica de las medidas aplicables para disminuir el consumo y costes energéticos.
Las auditorias se pueden realizar sobre cualquier elemento que consuma energía como son: los edificios, el alumbrados público, los vehículos de transporte, etc...
Durante años las auditorias energéticas se han realizado de forma distinta, según los sectores, las empresas y los países, motivo por el que no era posible la comparación de los resultados
En la actualidad existen normas generalistas internacionales sobre auditorias energéticas tanto ISO (familia 31 todas las partes) como IEC (familia 60027 todas las partes) y normas especificas en ámbitos concretos como Edificios, Industria, Transporte.
En España el IDAE y las distintas agencias de la Energía de las Comunidades Autonomas han publicado multitud de guías para la realización de auditorias energéticas de diferentes alcances, normalmente con algunos nexos en común.
Des de el año 2009 disponemos en el Estado Español de la Norma UNE 216501:2009, para la realización de auditorias energéticas. Dicha norma a servido para normalizar la realización de esta actividad en nuestro país.
La Norma UNE 216501:2009 define la auditoria energética de la siguiente forma:
Proceso sistemático, independiente y documentado para la obtención de evidencias y su evaluación objetiva en una organización o parte de ella con el objetivo final de: 
       - Obtener un conocimiento fiable del consumo energético y su coste asociado
       - Identificar y caracterizar los factores que afectan al consumo de energía.
       - Detectar y evaluar las distintas oportunidades de ahorro y diversificación de energía y su repercusión en coste energético y de mantenimiento, así como otros beneficios y costes asociados. 
A finales del año 2009, el CEN (Comité Europeo de Normalización), formó un grupo de trabajo para desarrollar una norma común para la Unión Europea sobre Auditorias Energéticas que aun no ha sido aprobada. 

Tipos de auditorias energéticas en la edificación

Aunque siempre se hable de auditoria energética, existen tres tipos básicos de intervención:
  1. Diagnostico energético
  2. Auditoria energética
  3. Auditoria energética ESE

Diagnostico energético

El diagnostico energético es un estudio previo básico. Este tipo de intervención es el que realiza habitualmente el profesional energético con mas experiencia de la empresa, mediante una simple inspección visual y reconocimiento al edificio, siendo en muchos casos un trabajo muy relacionado con el ámbito comercial, ya que en dicho estudio previo se establece si existen posibilidades en el edificio de mejora que hagan viable el encargo de una auditoria energética, siendo el objetivo principal del diagnostico previo el de verificar la conveniencia o no de hacer una auditoria energética, su alcance y profundización. 
El diagnostico se compone de las siguientes fases: 
  • Hacer una visita al edificio y sus instalaciones. 
  • Identificar los principales consumidores energéticos.
  • Analizar si se están utilizando las mejores tecnologías.
  • Hacer una breve evaluación energética y económica basándose en las facturas de compra de la energía y en la producción. 
  • Registro de los principales hábitos de uso de los distintos usuarios del edificio.
  • Detectar si los consumos medios de energía y los precios medios de compra de energía se encuentran en un rango razonable mediante una evaluación comparativa (benchmarking).
  • Dar unas primeras recomendaciones de ahorro sin cálculos detallados de ahorro o inversión.
  • Proponer si es necesario soluciones técnicas que emplean energías renovables.
  • Hacer un diagnóstico en el que se dictamine el estado energético del centro y definir si es necesario hacer una auditoria energética

Auditoria energética

La auditoria es un análisis más profundo y completo que un diagnostico, siendo la diferencia principal que en una auditoria energética se realiza una campaña de toma de medidas mediante la instalación de equipos de medicion y diagnosis del edificio. En una auditoria energetica también se realiza una valoración económica de las medidas de forma más rigurosa que en un diagnostico,
La auditoria energética se compone de las siguientes fases: 
  • Hacer varias visitas al edificio y sus instalaciones. 
  • Evaluación de los equipos mediante la realización de un inventario detallado de los equipos consumidores de energía. 
  • Analizar si se están utilizando las mejores tecnologías. 
  • Hacer una análisis de consumos basándose en las facturas de compra de la energía de un mínimo de 12 meses. 
  • Registro y evaluación de los hábitos de uso de los distintos usuarios del edificio.
  • Realización de mediciones in situ de los diferentes parámetros de interés mediante equipos de medida.
  • Detectar si los consumos medios de energía y los precios medios de compra de energía se encuentran en un rango razonable mediante una evaluación comparativa (benchmarking).
  • Análisis de las variaciones estacionales en el consumo energético.
  • Establecimiento del balance energético del edificio
  • Realización de la optimización tarifaria del contrato eléctrico
  • Dar unas recomendaciones de ahorro con cálculos detallados de ahorro o inversión.
  • Proponer mediante un estudio detallado las propuestas de mejora energética
  • Análisis de viabilidad económica
  • Proponer soluciones técnicas que emplean energías renovables.
  • Propuestas de sistemas de tele-gestión y automatización
  • Contabilidad energética






Auditoria energética ESE

La auditoria energética de Empresas de Servicio Energéticos -ESE-, es una auditoria energética que detalla el calculo de las inversiones a realizar de forma muy precisa ya que dicha empresa es la que se encargara de diseñar y ejecutar las obras de mejora, financiando su servicio con los ahorros económicos conseguidos. 

¿Cual es el coste económico de una auditoria energética?

Las auditorias energéticas han de estar realizadas por auditores energéticos especializados y certificados profesionalmente para ello. En la empresa OCTAU SL todos los auditores están certificados por la Asociación Española para la Calidad (AEC).
El coste económico de la auditoria energética varia en función del tipo de auditoria que se deba de realizar y del tipo de edificio, especialmente debido a la complejidad de los sistemas y el tipo de instalaciones que incorpore el edificio.
En todo caso es conveniente saber que más del 90% de las auditorias que se realizan en el sector empresarial consiguen, a medio plazo, ahorros energéticos (y económicos) superiores al coste de la misma una vez implementadas de forma adecuada las mejoras y acciones propuestas tras el estudio.


domingo, 8 de diciembre de 2013

La prueba de estanqueidad como método de diagnosis de humedades por filtración en cubierta plana

Las humedades son el tipo de reclamación más importante en el sector de la edificación llegando a ser un 70% del total de las reclamaciones, según las compañías aseguradoras de la responsabilidad civil de arquitectos e ingenieros de edificación. Entre los tipos de humedades, las más frecuentes y las que suponen una cuantía económica más importante son las humedades por filtración, llegando a representar más de un 20% del total de las reclamaciones, las cuales aparecen habitualmente en plantas sótano, fachadas y cubiertas.
De los daños en cubiertas, el 68,66% de las reclamaciones tienen su origen en las cubiertas planas. (Ver Análisis MUSAAT).
Las cubiertas planas, pueden ser elementos constructivos con una superficie importante, teniendo en muchos casos una problemática concentrada, puntual y localizada. Por todo ello es necesario disponer de un método de diagnosis que nos ayude a localizar el origen de la filtración.
En este artículo nos centraremos en describir la utilización de la prueba de estanqueidad como método de diagnosis de humedades por filtración de las cubiertas planas.

La prueba de estanqueidad.

Las humedades por filtración en una cubierta plana son fruto de algún problema en su impermeabilización, y ésta, está siempre oculta en algunas de las capas que forman la cubierta. Para poder inspeccionar la impermeabilización y realizar un diagnóstico sobre su etiología no disponemos de métodos no destructivos, y por tanto se ha de desmontar las diferentes capas que cubren la impermeabilización. Cuando estas humedades por filtración son generalizadas es justificable de levantar todas las capas de la cubierta, pero cuando éstas son puntuales y localizadas se debe disponer de un método para determinar de forma objetiva la localización de la parte de la cubierta donde habrá realizar catas de inspección . Este factor es aún más importante cuando el objetivo de la diagnosis es una intervención pericial en la que se debe determinar de forma clara el origen de la humedad, sin beneficiar ni perjudicar a ninguna de las partes.
En estos casos la prueba de estanqueidad se convierte en el método necesario para realizar un trabajo riguroso como perito en diagnosis de patología en la edificación.
La prueba de estanqueidad es un método que se utiliza en el control de calidad de la ejecución de cubiertas planas de edificios de nueva construcción, pero también puede utilizarse en el diagnóstico de humedades de filtraciones de cubiertas planas existentes. La diferencia entre ambas, es que la prueba de estanqueidad en las cubiertas de nueva construcción se realiza directamente encima de la impermeabilización y en el caso de las cubiertas existentes se realiza encima de la cubierta acabada.
Imagen n º 1. - Prueba de estanqueidad de la impermeabilización de una cubierta de nueva construcción

Proceso para realizar la prueba de estanqueidad en la diagnosis de cubiertas planas existentes.

Como trabajo previo a la prueba de estanqueidad, hay que detectar los focos de humedad en la planta inferior, instrumentar la medición del grado de humedad con humidímetros para poder contrastar la variación del grado de humedad durante la prueba que se quiere realizar y registrar los datos obtenidos. 
Imagen n º 2. - Medición del grado de humedad con un higrómetro

El proceso para realizar una prueba de estanqueidad en la diagnosis de un cubierta plana existente consta de dos partes bien diferenciadas y que son las siguientes:
  • Chorreado de agua
  • Prueba de inundación de la cubierta

El chorreado de agua

Esta prueba se basa en chorrear agua directamente sobre los puntos más sospechosos de la cubierta. Esta prueba es sencilla y aporta información al instante de la posible entrada de agua directa por filtración a través de la cubierta.

Imagen n º 3 y n º 4. - Prueba del chorreado de agua.

Los elementos que habitualmente se deben comprobar son los sumideros, los vierteaguas y el pavimento de la cubierta en las zonas donde se sospecha que puede haber problemas de filtraciones.
El chorreado debe realizarse con una chorro de agua desde una altura aproximada de un metro respecto la superficie a comprobar, ya que en caso contrario se provocaría la erosión del material de rejuntado.
En el caso de que se detecte algún foco de entrada de agua directa debe detenerse la prueba, y realizar las calas de comprobación correspondientes para analizar la causa que origina la entrada directa de agua.
Imagen n º 5. - Cala de comprobación.


En caso contrario se debe realizar una prueba de inundación de la cubierta.

La prueba de inundación

La prueba de inundación se basa en tapar provisionalmente los sumideros de la cubierta e inundar durante un período mínimo de 24 horas la superficie de la cubierta.
Para tapar el sumidero, se debe hacer uso de un sistema que evite la evacuación de agua para inundar la superficie de la cubierta y sin embargo disponga de un rebosadero que permita evacuar el agua sobrante. Uno de los sistemas que se utilizan más habitualmente se basa en colocar un tubo en el interior del sumidero de inferior tamaño a su diámetro, fijándolo con mortero para que la prueba se pueda llevar a cabo con seguridad en 24 horas. La parte alta de este tubo debe quedar por debajo de la impermeabilización perimetral del mimbel y los portales de acceso a la cubierta, de tal manera que se facilita que en el caso de lluvias, el agua sobrante del nivel estipulado se pueda evacuar por el mismo sumidero.




Imagen n º 6, n º 7, n º 8, n º 9 y n º 10. - Montaje del rebosadero en sumidero.

El alcance de esta prueba puede ser de toda la superficie cubierta o sólo de una parte.

Prueba de inundación parcial.

Esta prueba se basa en inundar la cubierta por etapas. Puede hacerse seccionando la cubierta en pequeñas partes o llenando la cubierta de forma progresiva.
En este último caso se hace de la siguiente manera:
  1 ª. etapa: se llena los primeros dos metros de cubierta más cercanos al sumidero.
  2 ª etapa: transcurridos 24 horas, se llena la cubierta un metro más.
  3 ª etapa: transcurrido 48 horas, se llena un metro más y así progresivamente hasta detectar los puntos sospechosos.

Imagen n º 11 y n º 12. - Prueba de inundación parcial.


En el caso de que se detecte la filtración de agua en alguna de estas etapas, será necesario realizar una cala en la zona afectada para analizar la causa, el origen y el alcance de la lesión.

Prueba de inundación total

Esta prueba se realiza de la misma forma que las anteriores pero llenando la totalidad de la superficie de la cubierta. Lo más habitual es llegar a cubrir el mimbel perimetral hasta una altura de 1, 5cm.



Imagen n º 13 y n º 14. - Prueba de inundación total.

Vaciado de la cubierta

El proceso de vaciado de la cubierta es de gran riesgo para los bajantes de un edificio existente para estos bajantes ya tienen unos años y se desconoce su estado de conservación y mantenimiento. El exceso de carga en el que se puede someter la instalación, sobre todo para los codos y derivaciones puede ser muy importante, es por eso que es imprescindible que el vaciado de la cubierta se haga de forma prudente. Lo más habitual es hacer unos agujeros o cortes en el tubo para ir vaciando la cubierta de forma muy lenta y progresiva.

Imagen n º 15. - Vaciado de la cubierta.

Realización de catas

Con la realización de la prueba de estanqueidad deberá detectado los puntos sospechosos de la cubierta donde habrá que realizar las catas de inspección para averiguar la causa que origina la filtración de agua.




Imagen n º 16, n º 17, n º 18 y n º 19. - Catas de comprobación.

Una vez analizada la etiología ya se podrá emitir el dictamen y la propuesta de intervención.


martes, 5 de noviembre de 2013

Comportamiento de las vigas de madera ante el fuego

Algunos materiales que se utilizan para construir las estructuras de los edificios no son combustibles, sin embargo, ninguno de ellos es capaz de resistir satisfactoriamente el fuego de un incendio. Las estructuras metálicas, se dilatan y retuercen rápidamente en un incendio y su resistencia mecánica decrece vertiginosamente con el aumento de la temperatura. El hormigón armado, se agrieta con el calor y más aún cuando se enfría rápidamente al ser mojado por el agua de los equipos de extinción de incendios.

Por su parte la madera se quema porque es un material combustible, fundamentalmente porque está formada por lignina y celulosa.

Aproximadamente un 50% de la madera es carbono, juntamente con otras proporciones de hidrógeno y oxígeno. No obstante, en contra del que se suele pensar, la madera es un material que arde lentamente y se inflama con dificultad.


La combustión de la madera tiene tres fases claramente diferenciadas y que son:
  • Calentamiento
  • Ignición
  • Carbonización.
En todo incendio en el que exista suficiente aportación energética y de oxígeno para poder desarrollarse, la temperatura va aumentando de forma progresiva, haciendo que la madera pierda por evaporación, el agua libre o contenido de humedad de la madera [1] y con ello vaya secándose. En este proceso endotérmico donde el material se va calentando hasta llegar a temperaturas de 100ºC de temperatura. A partir de este momento la temperatura sigue creciendo y se desarrollan gases pirolignosos, porque la madera se oxida y se ennegrece. Cuando se llega a una temperatura cercana a los 275ºC (variable según las especies), se produce la ignición y la reacción pasa a ser exotérmica, con pérdida importante de material en forma de CO2 y volátiles combustibles. Se ha de destacar el hecho de que la madera necesita llegar a esta temperatura en su superficie durante un cierto tiempo, con presencia directa de la llama para que se produzca la ignición. Sin la presencia de la llama seria necesario una temperatura superior a los 400ºC durante un periodo de tiempo superior.

A partir de este punto, la evolución de la combustión se sitúa en una franja (zona de pirolisis) que va avanzando de forma constante hacia el interior, en una situación casi isoterma hacia los 400-500ºC, consumiendo material que aún está intacto y convirtiéndolo en carbón que va formando una capa exterior en todo el perímetro. Este proceso se llama carbonización de la madera y tiene una gran importancia en el comportamiento de la madera frente al fuego.

La carbonización de la madera 

El carbón es un material muy poroso, de baja densidad, con un calor especifico menor que la madera y una conductividad cuatro veces menor, siendo unas seis veces más aislante que el material original. A causa de estas características, la velocidad de carbonización es constante y las propiedades físico mecánicas del interior de la pieza de madera afectada se mantiene relativamente intactas. 





Vigas de madera en el forjado de una vivienda, afectadas por un incendio




Vigas de madera en el forjado de un edificio de uso publico, afectado por un incendio


Debido a este principio elemental, la comprobación de la capacidad portante de un elemento estructural de madera, que realizan todas las normativas internacionales de construcción, se basa en obtener una sección eficaz de cálculo teniendo en cuenta la carbonatación de la madera. La sección eficaz es la sección necesaria para resistir las acciones a que va ser sometida una estructura y por ello sirve para poder peritar o evaluar una estructura afectada por un incendio. Con la sección eficaz más una profundidad eficaz de carbonatación se diseñan, dimensionan y calculan todas las estructuras de madera, ya que la profundidad de carbonización es la que va a garantizar la estabilidad al fuego de un elemento estructural en caso de incendio.


La normativa a aplicar, en el Estado Español, es el Código Técnico de la Edificación[2] -CTE-, que en el apartado E2.1, del Anejo SI-E de resistencia al fuego de la madera, del documento básico DB SI, de seguridad en caso de incendio, establece lo siguiente:

La comprobación de la capacidad portante de un elemento estructural de madera se realiza por los métodos establecidos en DB SE-M, teniendo en cuenta las reglas simplificadas para el análisis de elementos establecidos en E.3, y considerando:
a) una sección reducida de madera, obtenida eliminando de la sección inicial la profundidad eficaz de carbonización, def, en las caras expuestas, alcanzada durante el periodo de tiempo considerado;
                                          def = dchar,n + k0 · d0
dchar,n =profundidad carbonizada nominal de cálculo
d0= de valor igual a 7 mm.
k0 = de valor igual a 1 para un tiempo, t, mayor o igual a 20 minutos y t/20 para tiempos inferiores,en el caso de superficies no protegidas o superficies protegidas cuyo tiempo del incendio la carbonización, tch, sea menor o igual que 20 minutos. Para superficies protegidas cuyo tiempo del inicio de la carbonización, tch, sea mayor que 20 minutos se considerarà que k0 varía linealmente desde cero hasta uno durante el intervalo de tiempo comprendido entre cero y tch, siendo constante e igual a uno a partir de dicho punto.





[1] Se llama contenido de humedad de la madera a la masa de agua contenida en la madera, expresada en porcentaje respecto a su masa anhidra. (Definición del Anejo A del documento básico DB SE-M del Código Técnico de Edificación.-CTE-)

[2] Antes de la entrada en vigor del Codigo Técnico de la Edificiación la normativa aplicable en España para el calculo de estructura de madera era el Eurocodigo nº7. Los Eurocódigos son un conjunto de normas europeas experimentales. Desde el año 1998 se fueron  reconvirtiendo de Normas Europeas Experimentales a Normas Europeas finalizandose el año 2006. Desde el año 2006 la normativa aplicable en España es el CTE.