Cuando una superficie negra registra en el termograma una temperatura más alta que una clara, es fácil atribuirlo a una emisividad mayor, aunque el motivo es otro. Para comprobarlo dejamos al sol unas cuantas piezas de obra y las medimos con la cámara termográfica. El mismo ensayo ayuda a entender por qué el sol, que estorba cuando se buscan pérdidas de calor, se convierte en la fuente de excitación de una termografía activa cuando lo que se busca son revestimientos despegados.
El ensayo
El 10 y el 11 de septiembre de 2024 colocamos al sol una tabla de madera carbonizada por el método japonés yakisugi, procedente de una fachada, un tablero OSB sin acabado, dos baldosas cerámicas rojizas, una suelta y otra montada sobre un bastidor, y una pieza de gres porcelánico pulido de color claro con una tira de cinta aislante negra pegada. El primer día las dejamos en horizontal sobre césped artificial, con una capa de aislamiento debajo; el segundo, casi verticales y apoyadas en un muro, con aire por detrás. Los termogramas se registraron con una cámara FLIR E95.
Todas las temperaturas de este artículo son aparentes. La cámara trabajó con emisividad 1,00 en todas las piezas, sin ajustarla a cada material, y con la temperatura aparente reflejada por defecto, 20 °C, que con esa emisividad no interviene en el cálculo; a la corta distancia del ensayo, la influencia de la atmósfera es despreciable. Los valores permiten comparar las lecturas de las piezas dentro de un mismo termograma, siempre que sus emisividades sean parecidas, pero no corresponden a la temperatura real de cada superficie.
Resultados
| Pieza | Horizontal sobre aislamiento, 10/09/2024 13:43 (°C aparentes) | Casi vertical con aire detrás, 11/09/2024 15:29 (°C aparentes) |
|---|---|---|
| Tabla de madera carbonizada (yakisugi) | 61,0 | 65,7 |
| OSB sin acabado | 47,4 | 47,1 |
| Baldosa cerámica rojiza, suelta | 43,4 | 50,5 |
| Baldosa cerámica rojiza, sobre bastidor | 42,9 | 51,0 |
| Césped artificial (fondo) | 70,8 | — |
En las dos series la tabla negra registró la temperatura aparente más alta de todas las piezas, entre 13,6 y 18,6 K por encima del resto según la pieza con que se compare. Las series no son comparables entre sí, porque cambian el día, la hora, la inclinación y la orientación respecto al sol. Así que no sorprende que el OSB y las baldosas no mantengan el mismo orden de una a otra, aunque con estos datos no es posible atribuirlo a una causa concreta. El césped artificial que hacía de fondo marcó 70,8 °C aparentes, por encima de todas las piezas.
Por qué la pieza negra está más caliente
El color y la emisividad actúan en zonas distintas del espectro. La radiación solar llega sobre todo como luz visible e infrarrojo cercano, y la energía que absorbe una superficie depende de su absortancia solar. El color visible es un buen indicio, pero no lo dice todo, porque una parte importante de esa energía llega en el infrarrojo cercano, que el ojo no percibe; ese es el principio de los pigmentos «fríos», que parecen oscuros y absorben poco en esa franja. En el ensayo, la pieza oscura debió de absorber más sol que las demás y alcanzó más temperatura. Probablemente contribuyó también que la capa carbonizada, porosa y poco conductora, concentrara el calor en superficie, mientras que la cerámica lo repartía en su espesor.
La cámara termográfica, en cambio, mide en el infrarrojo de onda larga, y en esa banda la mayoría de los materiales de construcción no metálicos tienen emisividades altas y parecidas, sea cual sea su color. Una pintura blanca y una negra, a la misma temperatura, emiten prácticamente lo mismo. La ley de Kirchhoff, que iguala absortancia y emisividad para cada longitud de onda, no lo contradice, porque una superficie puede absorber poco en el visible y, a la vez, absorber y emitir mucho en onda larga. Lo que sí modifica de forma apreciable la emisividad es la naturaleza y el acabado de la superficie, como ocurre con los metales y con los acabados pulidos o de brillo especular. Así funcionan las pinturas reflectantes de cubierta, que absorben poco sol y, al no ser metálicas, emiten bien en onda larga.
La lectura más alta de la tabla negra corresponde, por tanto, a una temperatura superficial mayor. Su superficie es una capa de madera carbonizada, mate y sin brillo, y entre piezas no metálicas y sin brillo las diferencias de emisividad explicarían del orden de 2 a 6 K, según sus valores y lo que refleje la superficie, lejos de los 13,6 a 18,6 K registrados.
Cuando la emisividad sí cuenta: el gres pulido
En el gres porcelánico pulido, en cambio, el termograma IR_24014 marca 38,7 °C aparentes en la superficie y 47,9 °C aparentes sobre la cinta negra pegada a ella, con los mismos parámetros para todo el termograma; son 9,2 K de diferencia sobre la misma pieza.
Una superficie pulida tiene algo menos de emisividad y, sobre todo, refleja la radiación de su entorno de forma especular: como en un espejo, la cámara ve lo que hay en la dirección simétrica a la suya respecto a la perpendicular de la superficie. Con emisividad 1,00 la cámara atribuye a la pieza toda la radiación que capta del área medida, incluida la reflejada, y si lo reflejado está más frío que la pieza, como el cielo despejado, que en onda larga está muy frío, la lectura queda por debajo de la real. La cinta aislante negra tiene una emisividad alta, que se conoce si la cinta está caracterizada, de ahí que su lectura se acerque más a la temperatura de la pieza. Usar la cinta como referencia es uno de los dos métodos que describe la UNE-EN ISO 6781-1:2023 para determinar la emisividad, el del material de referencia (anexo B, ap. B.2.3): se mide sobre la referencia, con su emisividad introducida en la cámara, y se ajusta la emisividad hasta que la superficie contigua marque el mismo valor.
No obstante, al sol la cinta negra también absorbe más radiación que el gres claro y puede acabar algo más caliente que él, de modo que parte de esos 9,2 K puede ser una diferencia real. Para ajustar con fiabilidad, la norma pide medir y compensar antes la temperatura aparente reflejada (anexo B, ap. B.2.3, letra b) y trabajar con la pieza a una temperatura estable, al menos 10 °C por encima de esa temperatura reflejada (anexo B, ap. B.2.1, letra b). Al sol, la cinta y el gres pueden no llegar a la misma temperatura, y a la sombra hay que esperar a que se estabilicen. En este ensayo no medimos la temperatura reflejada, así que no damos ningún valor de emisividad para el gres.
El soporte también influye
Fuera del lote del ensayo, el termograma IR_24016 recoge una pieza de gres claro ya colocada en obra, pegada con mortero directamente sobre un muro de hormigón. Marcó 29,9 °C aparentes de media, mientras la temperatura máxima de la escena, en la zona de césped, llegaba a 67,6 °C aparentes. Se suman dos efectos, porque el color claro absorbe poco sol y, además, el calor que absorbe pasa por conducción al hormigón, que lo reparte en su masa. Con un solo termograma no es posible separar cuánto aporta cada uno, y si la superficie tuviera brillo la lectura también quedaría por debajo de la real, como en el caso anterior. El ensayo no compara una misma pieza en las dos situaciones, pero el mecanismo es sencillo: la pieza bien adherida cede calor por conducción a la masa del soporte, mientras que la que tiene aire detrás cede mucho menos y se calienta más. En esa diferencia se apoya la localización de revestimientos despegados.
El sol como fuente de excitación: termografía activa
Cuando termografiamos un elemento constructivo al sol, lo estamos observando en un régimen transitorio en el que recibe energía, aunque sea de una fuente natural, y lo que registramos es cómo responde cada zona a esa excitación. Por eso, según nuestro criterio, la termografía con sol es termografía activa, con el mismo planteamiento que si el calor lo aportaran lámparas o aire caliente, aunque con una fuente gratuita y que no se puede regular. Esa respuesta pone de manifiesto, sobre todo, lo que ocurre justo detrás del revestimiento. Un aplacado, un revoco o un alicatado despegado tiene detrás una lámina de aire que frena el paso del calor hacia el soporte, así que al sol se calienta más deprisa que la zona bien adherida y, cuando el sol se retira, se enfría también más deprisa, hasta quedar más fría que ella: el contraste se invierte. De este modo se pueden localizar zonas huecas sin picar, aunque conviene confirmarlas después por percusión.
Cuando se buscan pérdidas de calor a través de la envolvente, en cambio, el sol estorba, porque en una fachada soleada predominan los efectos del acabado y de la orientación sobre los del aislamiento. De ahí que la UNE-EN ISO 6781-1:2023 exija inspeccionar cuando las condiciones, entre ellas las solares, sean favorables para obtener datos precisos (ap. 15, letra a), y que el informe recoja el estado del cielo, despejado o nuboso, durante las 12 h anteriores y durante la inspección (ap. 19.2, letra f).
Qué significa para tu edificio
Una mancha caliente en una fachada al sol puede ser un acabado oscuro y no un defecto, una superficie pulida puede marcar menos temperatura de la que tiene, y el mismo sol que impide valorar el aislamiento permite localizar revestimientos despegados. Antes de sacar conclusiones, comprobamos qué está midiendo la cámara en cada caso.
¿Tienes un revestimiento que suena a hueco o dudas sobre el aislamiento de tu fachada? Cuéntanos tu caso y te diremos qué ensayo tiene sentido y en qué condiciones conviene hacerlo.
