Mejora del comportamiento térmico en particiones ligeras de acero mediante bandas de rotura térmica elaboradas con material reciclado

Abstract

El sector de la construcción es responsable de cerca del 36% del consumo energético global, lo que hace que esta industria genere entorno al 37% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI). En términos estadísticos, se ha constatado que entorno al 40% de la demanda energética de los edificios se invierte en tareas de calefacción y refrigeración de edificios. Por este motivo, el estudio de alternativas a los tradicionales sistemas constructivos, más eficientes térmicamente y con un uso responsable de los recursos durante su ejecución se ha establecido como una ruta crítica dentro del Pacto Verde Europeo. En este sentido, este trabajo explora el potencial de las materias primas secundarias para conformar bandas de rotura de puente térmico que permitan mejorar la resistencia térmica de las particiones aligeradas de acero. Para ello, en primer lugar, se ha estudiado la conductividad térmica de tres bandas de rotura de puente térmico: (1) caucho aglomerado procedente de neumáticos fuera de uso (NFU), (2) mezclas aglomeradas de caucho de NFU y corcho, y (3) plástico reciclado. A continuación, se ha llevado a cabo el estudio del comportamiento térmico de diferentes particiones ligeras de acero, en las que se incorporan estos materiales como rotura de puente térmico, determinando la resistencia térmica final de los sistemas constructivos y realizando simulaciones mediante el software THERM. Finalmente, se ha llevado a cabo una discusión crítica de los resultados obtenidos y se han explorado las potenciales fuentes de ventaja competitiva de estos sistemas de construcción aligerada. Los resultados obtenidos muestran que es posible emplear estos materiales de segunda vida para mejorar la eficiencia energética de las edificaciones y mitigar en gran medida el efecto de los puentes térmicos en las particiones ligeras de acero. La resistencia térmica de las particiones que emplearon bandas de rotura de puente térmico en ambas caras del paramento se incrementó en más del 10% en todos los casos analizados. Además, las bandas de rotura de puente térmico presentan otras ventajas, tales como bajo coste, facilidad de ejecución, alta capacidad de revalorización de residuos, elevada durabilidad y mejora del comportamiento acústico de las particiones, entre otras. Por todo ello, este estudio muestra una alternativa económica y técnicamente viable para incorporar materiales reciclados en los sistemas constructivos convencionales. Así, la investigación realizada constituye un trabajo de gran interés para los profesionales de la edificación y arquitectura técnica, generando un marco de referencia para escoger entre las diferentes alternativas sostenibles que permiten mejorar el comportamiento térmico de las construcciones de acero aligeradas.

The construction sector is responsible for around 36% of global energy consumption, causing this industry to generate approximately 37% of global greenhouse gas (GHG) emissions. Statistically, it has been found that around 40% of buildings' energy demand is used for heating and cooling tasks. For this reason, the study of alternatives to traditional construction systems, with greater thermal efficiency and responsible use of resources during their execution, has become a critical pathway within the European Green Deal. In this regard, this paper explores the potential of secondary raw materials to form thermal break strips that improve the thermal resistance of lightweight steel partitions. To this end, the thermal conductivity of three types of thermal break strips was first studied: (1) agglomerated rubber from end-of-life tyres (ELT), (2) agglomerated mixtures of ELT rubber and cork, and (3) recycled plastic. Next, the thermal behavior of different lightweight steel partitions incorporating these materials as thermal breaks was studied, determining the final thermal resistance of the construction systems and carrying out simulations using THERM software. Finally, a critical discussion of the results obtained was carried out and the potential sources of competitive advantage of these lightweight construction systems were explored. The results obtained show that it is possible to use these second-life materials to improve the energy efficiency of buildings and largely mitigate the effect of thermal bridges in lightweight steel partitions. The thermal resistance of the partitions that used thermal break strips on both faces of the wall increased by more than 10% in all the cases analyzed. In addition, thermal break strips offer other advantages, such as low cost, ease of execution, high waste recovery capacity, high durability and improved acoustic behavior of partitions, among others. For all these reasons, this study presents an economically and technically viable alternative for incorporating recycled materials into conventional construction systems. Thus, the research carried out is of great interest to building and technical architecture professionals, generating a reference framework for choosing among the different sustainable alternatives that improve the thermal performance of lightweight steel constructions.