Calculadora del punto de rocío para paredes

Sobre el cálculo del punto de rocío

Esta calculadora de punto de rocío permite realizar el cálculo del punto de rocío en paredes con aislamiento, determinando la distribución de temperatura y presión parcial del vapor de agua a través de sus distintas capas. Calcula la resistencia térmica, evalúa el riesgo de humedad en las paredes por condensación entre capas y en la superficie interior, e identifica las condiciones que pueden favorecer la aparición de moho.

El cálculo resulta útil para seleccionar materiales aislantes, comparar diferentes disposiciones del aislamiento y evaluar combinaciones de materiales de construcción. Tiene en cuenta el espesor, la conductividad térmica y la resistencia a la difusión del vapor de agua de cada capa, así como la temperatura y la humedad relativa del aire a ambos lados de la pared.

Valores orientativos y recomendaciones

Resistencia térmica y transmisión de calor

La resistencia térmica de una capa se determina a partir de su espesor d en milímetros y su conductividad térmica λ en W/(m·K). Cuanto menor sea la conductividad térmica y mayor el espesor del material, mayor será su resistencia térmica.

Rcapa = d / (1000 × λ)

El resultado se expresa en m²·K/W. Para calcular la resistencia térmica total de la pared, se suman las resistencias de todas las capas y las resistencias térmicas superficiales interior y exterior:

R = Rsi + ΣRcapa + Rse

Para una pared vertical con flujo de calor horizontal, se adoptan los valores R_si = 0,13 m²·K/W y R_se = 0,04 m²·K/W. Estos valores corresponden a las condiciones normalizadas de transmisión de calor establecidas en la norma EN ISO 6946:2017 «Componentes y elementos para la edificación. Resistencia térmica y transmitancia térmica. Métodos de cálculo».

La transmitancia térmica U es el inverso de la resistencia térmica total:

U = 1 / R

La transmitancia U se expresa en W/(m²·K). Un valor U más bajo indica una menor transmisión de calor a través de la pared para una misma diferencia de temperatura.

Distribución de temperatura a través de la pared

El cálculo supone un flujo de calor unidimensional en régimen estacionario. Las temperaturas del aire y las conductividades térmicas de los materiales se consideran constantes. La densidad de flujo de calor se obtiene dividiendo la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior por la resistencia térmica total de la pared:

q = (Ti − Te) / R

En esta expresión, T_i y T_e son las temperaturas del aire interior y exterior en °C, mientras que q es la densidad de flujo de calor en W/m².

La temperatura de la superficie interior se calcula teniendo en cuenta la resistencia térmica superficial interior:

Tsi = Ti − q × Rsi

A continuación, la temperatura disminuye o aumenta a través de las capas sucesivas en proporción a su resistencia térmica. La temperatura en cada interfaz entre capas se determina a partir de la resistencia térmica acumulada desde el aire interior hasta dicha interfaz. Dentro de una capa homogénea, la temperatura varía linealmente.

Difusión del vapor de agua

La humedad relativa es la relación entre la presión parcial real del vapor de agua y su presión de vapor de saturación a la misma temperatura. En espacios habitables se suele utilizar un intervalo del 40–60% como referencia general, aunque para el cálculo deben emplearse valores representativos de las condiciones que se desean evaluar.

Primero se calcula la presión de vapor de saturación p_sat en pascales a partir de la temperatura. Las siguientes aproximaciones describen la relación entre la presión de vapor de saturación y la temperatura T en °C:

Para temperaturas de 0 °C o superiores:

psat = 610.5 × exp(17.269 × T / (237.3 + T))

Para temperaturas inferiores a 0 °C:

psat = 610.5 × exp(21.875 × T / (265.5 + T))

Para temperaturas inferiores al punto de congelación se utiliza la relación correspondiente a la presión de vapor de saturación sobre el hielo. Las presiones parciales reales del vapor de agua en el interior y el exterior se obtienen multiplicando las respectivas presiones de saturación por la humedad relativa expresada como fracción:

p = psat × RH / 100

La resistencia a la difusión del vapor de agua se caracteriza mediante el factor adimensional μ. Para cada capa se calcula el espesor de aire equivalente a la difusión del vapor de agua s_d, expresado en metros:

sd = μ × d / 1000

En esta fórmula, d se introduce en milímetros. Cuanto mayor sea el valor de s_d, mayor será la oposición de la capa al paso del vapor de agua. En láminas de control de vapor y membranas suele resultar más práctico utilizar directamente s_d, ya que su espesor físico es reducido. La base de datos de materiales de la calculadora incluye valores orientativos de s_d comprendidos entre 0,05 y 1500 m para distintos tipos de membranas y barreras de vapor.

La presión parcial del vapor de agua dentro de la pared se calcula a partir del espesor de aire equivalente acumulado s_d. Desde el lado interior hacia el exterior, la presión varía linealmente en función de la resistencia acumulada a la difusión del vapor de agua:

p(x) = pi + (pe − pi) × sd(x) / Σsd

En esta expresión, p_i y p_e son las presiones parciales del vapor de agua interior y exterior en Pa, s_d(x) es el espesor de aire equivalente acumulado hasta la posición analizada y Σs_d es la suma de estos valores para todas las capas.

Cálculo del punto de rocío y evaluación del riesgo de condensación

El punto de rocío del aire interior es la temperatura a la que la presión de vapor de saturación iguala la presión parcial real del vapor de agua presente en la estancia. Se calcula mediante la relación inversa entre la presión de vapor de saturación y la temperatura.

El riesgo de condensación dentro de la pared se evalúa comparando la presión parcial calculada del vapor de agua p(x) con la presión de vapor de saturación p_sat(T(x)) en cada posición del cerramiento. Si la presión parcial supera la presión de saturación, el tramo correspondiente se identifica como una posible zona de condensación:

p(x) > psat(T(x))

Los límites de cada zona se determinan en los puntos donde se cruzan ambas curvas de presión y se expresan en milímetros desde la superficie interior de la pared. Si se detectan varias zonas, se muestran por separado. El cálculo también determina el exceso máximo de presión de vapor respecto a la saturación, expresado en Pa, y la distancia hasta la posición donde se produce.

Esta comparación utiliza perfiles continuos de temperatura y presión de vapor dentro de cada capa. El resultado es una evaluación del riesgo potencial de condensación bajo las condiciones constantes especificadas, basada en un modelo simplificado de transmisión de calor y difusión del vapor de agua.

Condensación superficial y aparición de moho

Para evaluar las condiciones desfavorables en la superficie interior de la pared, se realiza un cálculo de temperatura independiente utilizando una resistencia térmica superficial interior aumentada de R_si = 0,25 m²·K/W. Este valor se establece en la norma EN ISO 13788:2012 «Comportamiento higrotérmico de los componentes y elementos de edificación. Temperatura superficial interior para evitar la humedad superficial crítica y la condensación intersticial. Métodos de cálculo», con el fin de tener en cuenta condiciones desfavorables de intercambio térmico en la superficie, especialmente en esquinas y detrás de muebles.

En este cálculo, R_si = 0,13 se sustituye por 0,25 m²·K/W en la resistencia térmica total. A continuación, se calcula la humedad relativa directamente en la superficie interior:

RHsi = 100 × pi / psat(Tsi)

Se utilizan dos condiciones límite para mostrar advertencias:

• RH_si ≥ 80%. Se muestra una advertencia sobre la posible aparición de moho si estas condiciones se mantienen durante un periodo prolongado. El umbral del 80% se utiliza como referencia de humedad superficial crítica según EN ISO 13788:2012.
• RH_si ≥ 100%. Se muestra una advertencia adicional sobre la posibilidad de condensación en la superficie interior de la pared.

Si se cumplen ambas condiciones, se muestran las dos advertencias. Si la humedad relativa superficial es inferior al 80%, no se muestran advertencias adicionales. Esta evaluación se realiza independientemente del cálculo del riesgo de condensación dentro de la pared, por lo que los resultados pueden ser diferentes.

Propiedades de los materiales y supuestos del cálculo

Para los materiales de construcción se utilizan valores de referencia de conductividad térmica λ y del factor de resistencia a la difusión del vapor de agua μ. Estos valores pueden ajustarse según las especificaciones técnicas de productos concretos. Cuando se modifica μ, se recalcula automáticamente s_d, y cuando se modifica s_d, se recalcula μ.

Se supone que el flujo de calor y la difusión del vapor de agua se producen en una sola dirección, perpendicular a la superficie de la pared. Cada capa se considera homogénea y se supone que sus propiedades no dependen de la temperatura ni de la humedad. Las temperaturas del aire y la humedad relativa se consideran constantes durante cada cálculo.

La evaluación sigue los principios de los cálculos térmicos de la norma EN ISO 6946:2017 y del análisis higrotérmico de la norma EN ISO 13788:2012. La resistencia térmica resultante y las distribuciones de temperatura y presión parcial del vapor de agua se determinan mediante las fórmulas indicadas anteriormente y las propiedades seleccionadas de los materiales.

FAQs

¿Por qué el punto de rocío del aire interior no coincide con la posición donde puede producirse condensación dentro de la pared?

El punto de rocío del aire interior depende de su temperatura y humedad relativa. Dentro de una pared con aislamiento, tanto la temperatura como la presión parcial del vapor de agua cambian a través de las distintas capas. Por eso, el riesgo de condensación se evalúa comparando estos valores en cada posición del cerramiento, en lugar de utilizar únicamente la temperatura del aire interior.

¿Por qué influye en el resultado colocar el aislamiento por el exterior o por el interior de la pared?

Cuando se utilizan los mismos materiales y espesores, la resistencia térmica total puede permanecer igual independientemente del orden de las capas. Sin embargo, los perfiles de temperatura y presión de vapor cambian, por lo que la ubicación y extensión de las posibles zonas de condensación pueden variar considerablemente entre el aislamiento interior y exterior.

¿Se puede evaluar el riesgo de condensación únicamente mediante la transmitancia térmica U?

No. El valor U describe la transmisión de calor, pero no tiene en cuenta cómo se distribuye la resistencia a la difusión del vapor de agua entre las capas de la pared. Dos cerramientos con el mismo valor U pueden presentar diferentes riesgos de condensación debido a diferencias en los factores μ, los valores s_d y la disposición de los materiales.

¿Por qué puede existir riesgo de aparición de moho si no se detecta condensación?

Para que aparezca moho no es imprescindible que se produzca condensación de agua líquida. Si la humedad relativa en la superficie se mantiene alrededor del 80% o por encima durante un periodo prolongado, pueden darse condiciones favorables para la aparición de moho, mientras que la condensación superficial se asocia con una humedad relativa del 100%.

¿Por qué puede ser extremadamente alto el factor μ de las membranas barrera de vapor delgadas?

El factor μ describe la resistencia de un material a la difusión del vapor de agua en comparación con una capa de aire del mismo espesor. Como las membranas son muy delgadas, incluso un espesor de aire equivalente s_d moderado puede corresponder a un factor μ de varias decenas de miles o superior. Al comparar materiales de control de vapor, generalmente resulta más práctico utilizar el valor s_d expresado en metros.