Estratigrafía de la cubierta plana de madera: diseño y humedad

La estratigrafía de la cubierta plana es el tema que, actualmente, genera más dudas al pasar de la teoría a la práctica, sobre todo cuando entran en juego el diseño correcto, la gestión de la humedad y la durabilidad.

Para diseñar adecuadamente una cubierta plana, es necesario conocer algunos principios fundamentales del diseño de la envolvente de la construcción.

Qué es la estratigrafía de una cubierta plana

La envolvente de la construcción debe diseñarse aplicando conocimientos de física técnica, especialmente en lo que se refiere a aspectos higrométricos, térmicos y acústicos.

La estratigrafía de la cubierta plana, es decir, la secuencia ordenada de capas que componen el paquete, permite satisfacer las necesidades de estos tres aspectos. En el caso de la estratigrafía de una cubierta de madera, no solo hay tener en cuenta la secuencia de las capas, sino que también debe protegerse este material higroscópico.

Los parámetros del diseño higrométrico: valor mu y valor sd

Así pues, es necesario conocer las unidades de medida fundamentales del diseño higrométrico, es decir, el valor mu (μ) y el valor sd (m). El valor mu expresa la resistencia a la difusión del vapor de un material con respecto al aire; el valor sd representa el espesor de una capa de aire equivalente a la difusión del vapor de agua, expresado en metros, e indica, por lo tanto, la permeabilidad real de una capa al vapor. Es el parámetro que permite comparar entre sí láminas de naturaleza diferente.

Transmitancia, resistencia térmica y puentes térmicos

Además de los valores higrométricos, se deben tener en cuenta los valores fundamentales del diseño energético, o sea, la resistencia térmica y la transmitancia térmica. Siempre es necesario considerar el diseño de la cubierta en su totalidad, y no solo en relación con las estratigrafías, ya que, en caso de que se produzcan puentes térmicos, los análisis estratigráficos pueden no ser válidos. Un puente térmico no previsto y solucionado durante la fase de diseño puede hacer que cualquier verificación que se realice únicamente en el paquete sea poco fiable.

¿Por qué la cubierta plana acumula humedad y cómo se forma la condensación intersticial?

Lamentablemente, la cubierta plana es un acumulador de humedad, ya que, en general, tiene poca ventilación. Por lo tanto, la eliminación de la humedad debe tratarse con esmero, tanto en la fase de diseño como en la fase de comprobación. El fenómeno que se debe controlar es la condensación intersticial, es decir, la formación de agua líquida dentro del paquete, en el punto en que el vapor que se desplaza encuentra una superficie lo bastante fría.

Una acumulación de humedad dentro del paquete aislante también puede comprometer la capacidad de aislamiento térmico del material. Por esto, el aislamiento de la cubierta plana debe evaluarse siempre considerando el comportamiento del vapor de las capas que la encierran, y no de manera aislada.

¿Freno de vapor o barrera de vapor para las cubiertas de madera?

Los forjados de madera deben protegerse con láminas que puedan frenar o bloquear el vapor, pero que garanticen también su liberación. Aquí es donde la distinción entre los dos términos adquiere sentido. Una barrera de vapor para cubiertas de madera tiene un valor sd muy elevado y bloquea sustancialmente la migración; un freno de vapor tiene un valor sd controlado y la ralentiza, dejando al paquete una capacidad de secado residual.

En la práctica, optar por una barrera de vapor para la cubierta significa aceptar un paquete que no podrá secarse hacia adentro. Por el contrario, elegir un freno de vapor implica diseñar un paquete que mantiene una vía de salida para la humedad. En estructuras de madera, casi siempre es preferible la segunda opción.

También existe una tercera vía, que responde directamente al principio de secado bidireccional que se describe más adelante: las láminas de difusión variable, cuyo valor sd varía en función de la humedad relativa. Durante el invierno, actúan como frenos de vapor, mientras que en verano se abren y dejan que el paquete se seque hacia adentro.

Secado de la madera: verificación higrométrica y diagrama de Glaser

El principio de secado de la madera permite comprender por qué el material está sujeto tanto a ciclos de humidificación como a ciclos de secado. Normalmente, estos ciclos presentan una tendencia, que es preferible que sea hacia el secado. Es crucial que el secado se considere en ambas direcciones: desde el interior hacia el exterior, pero también desde el exterior hacia el interior.

El componente más importante que debe protegerse es, por supuesto, el estructural, que, en los casos ideales, debería poder secarse. Por lo tanto, es necesario evitar en la medida de lo posible que la humedad se acumule en los elementos estructurales, teniendo en cuenta la clase de servicio de la madera utilizada en la fase de cálculo.

La verificación también puede llevarse a cabo con programas informáticos específicos. El método de referencia más utilizado sigue siendo el de Glaser: el diagrama de Glaser compara la tendencia de la presión de vapor con la de la presión de saturación a lo largo de la sección e identifica el punto en el que se formará la condensación. Para los casos más delicados, se recurre a simulaciones dinámicas con programas como WUFI, que también tienen en cuenta la acumulación estacional.

En el lado exterior del paquete, la capacidad de secado se logra con láminas altamente transpirables, que garantizan la estanquidad al agua y al viento sin impedir la salida del vapor.

Cubierta plana ventilada: ¿cuándo se necesitan elementos de ventilación?

Las cubiertas planas también se pueden diseñar con elementos de ventilación, lo que significa que ciertas partes de la estructura pueden secarse sin afectar su impermeabilización. La lógica es la misma que en las cubiertas de vertientes de madera ventiladas, pero las condiciones de aceptabilidad para una cubierta plana son más estrictas.

Estratigrafía de la cubierta verde: extensiva e intensiva

El diseño de cubiertas verdes requiere soluciones técnicas especiales, ya que, por ejemplo, deben ser muy resistentes y, al mismo tiempo, altamente eficientes en términos higrométricos. Dado que generalmente una cubierta verde actúa como un acumulador de humedad, esta humedad debe eliminarse hacia el interior.

La estratigrafía de una cubierta ajardinada cambia ligeramente según el tipo: una cubierta verde extensiva, que tiene un sustrato poco profundo y una vegetación de baja demanda de nutrientes, comporta cargas y espesores muy inferiores a los de una cubierta intensiva. En ambos casos, según la normativa italiana, la terminología para estas soluciones es jardín colgante.

Cubierta plana e instalación fotovoltaica: una condición agravante

Las cubiertas planas se utilizan habitualmente para instalar paneles fotovoltaicos. A la hora de diseñar la estratigrafía, esta es una condición agravante, ya que la cubierta está menos expuesta al sol y, por lo tanto, su probabilidad de acumular humedad es mayor. La presencia de una instalación fotovoltaica en la cubierta plana debe declararse antes de la verificación higrométrica.

Aislamiento acústico de una cubierta plana transitable

La transmisión del sonido también es un factor a tener en cuenta al diseñar una cubierta plana, sobre todo si es transitable; por ello, conviene evaluar las modalidades de transmisión del ruido y qué soluciones pueden aplicarse. En la estratigrafía de una cubierta plana transitable, hay que evitar que el ruido se propague a través de los elementos verticales y horizontales, por ejemplo, aplicando bandas resilientes y usando materiales aislantes con masa, para garantizar un poder fonoaislante adecuado.

Un caso particular es el de las cubiertas metálicas, en las que el problema no es solo el ruido transmitido, sino también el generado por la lluvia sobre la chapa. En estos casos, se puede utilizar TRASPIR METAL, una lámina fonoabsorbente tridimensional que, colocada sobre un soporte continuo, favorece la microventilación de la cubierta metálica y ralentiza su corrosión.

Ejemplos de estratigrafías y normas de referencia

Las normas de referencia citadas en ámbito alemán son la DIN 68800, relativa a las estructuras de madera, y la DIN 18531, relativa a la impermeabilización. Tanto las normas DIN como los materiales de divulgación técnica del sector incluyen ejemplos de estratigrafías de cubiertas. Entre los tipos más comunes también se debe considerar la cubierta invertida, en la que el aislante se coloca encima de la capa impermeabilizante.

Por último, hay que recordar que ninguna estratigrafía funciona si las uniones fallan: la continuidad de la estanquidad al aire entre las láminas, los pasos de las instalaciones y las juntas perimetrales deben ser parte integrante del proyecto, no un detalle de instalación.

Para cualquier otra información sobre la estratigrafía de la cubierta plana de madera, contacta con nuestros asesores técnicos: rothoblaas.es/soporte-tecnico