Las iniciativas de ahorro de energía y consumo en los materiales de los edificios son vitales en la industria comprometida con el medioambiente y la sostenibilidad.

La creciente preocupación por el cuidado del medioambiente se traduce en una gran cantidad de iniciativas que también son impulsadas y acometidas por industrias como la de la construcción y los materiales.

Entre estas iniciativas se encuentran las encaminadas a la creación de edificios sostenibles.

Estos edificios suelen caracterizarse, entre otras cosas, por su eficiencia energética, su eficiencia en el consumo de agua, el uso de energías alternativas o la selección de los materiales utilizados en la construcción de los mismos.

La importancia de estos factores no es trivial, puesto que las construcciones sostenibles pretenden, entre otras cosas, minimizar el impacto de las denominadas “islas de calor urbanas”, es decir, del aumento de las temperaturas de una ciudad en relación a las áreas circundantes.

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Índice de Reflectancia Solar (SRI) en los edificios para mejorar la eficiencia energética.

Una de las soluciones para mitigar este fenómeno a la hora de construir o reformar un edificio o espacio urbano, consiste en la elección de los materiales con las adecuadas propiedades termofísicas.

Es por ello, que la industria de la construcción se ocupa de medir, mediante ensayos, las propiedades ópticas que inciden en el aumento de temperatura de los materiales utilizados en techos, pavimentos o fachadas de edificios y espacios urbanos.

Para ello, es habitual que los laboratorios realicen ensayos del llamado Índice de Reflectancia Solar (SRI), cuyo impacto se considera incuestionable en el calentamiento global.

¿Qué es el Índice de Reflactancia Solar (SRI)?

El Índice de Reflectancia Solar (SRI) muestra la capacidad que tiene un material para reflejar el calor solar, de manera que la temperatura de este material aumenta débilmente bajo la exposición de los rayos solares.

Así, mientras se designa con el valor 0 a un material de referencia negro –es decir, un material que se caracterizaría por ser muy poco reflectante y que sería capaz de emitir el calor absorbido ampliamente- el valor 100 es designado a un material de referencia blanco, que se caracterizaría por ser muy reflectante y cuya emisión de calor es mínima.

Más concretamente, según la norma ASTM E1980-11, el Índice de Reflectancia Solar (SRI) es la Ts (temperatura de una superficie en estado estable) relativa de una superficie con respecto al blanco estándar (SRI=100) y al negro estándar (SRI=0) bajo el estándar solar y condiciones ambientales.

Así, a mayor valor de Índice de Reflectancia Solar (SRI) obtenido en un ensayo de laboratorio para una superficie, menor será la energía térmica que dicha superficie transmita y, por tanto, más contribuirá dicho material a mitigar el efecto isla de calor urbano.

La reflectancia solar y la emisividad térmica

La norma ASTM E1980-11 -de necesario cumplimiento para la obtención de certificación LEED en edificios- establece que para determinar el Índice de Reflectancia Solar (SRI) han de medirse dos magnitudes: la reflectancia solar y la emisividad.

De este modo, mientras que la reflectancia solar permite evaluar la capacidad de un material para reflejar la radiación solar, la emisividad de un material es la capacidad que dicho material tiene para emitir radiación infrarroja.

Más concretamente, según la citada norma, la reflectancia solar es la fracción de flujo solar reflejada por una superficie, mientras que la emisividad térmica es la relación de flujo radiante emitido por una superficie a una temperatura determinada con el flujo emitido por un cuerpo negro a la misma temperatura.

Los gráficos 1 y 2, y la tabla 1 muestran un ejemplo de los resultados que se obtienen al medir la reflectancia, abosrbancia y emisividad de un material empleado en la construcción de edificios.

Reflectancia espectral de un material de construcción
Gráfico 1. Reflectancia espectral
Absorbancia espectral de un material de construcción
Gráfico 2. Absorbancia espectral
Reflexión solar (%) 44
Absorción solar ( %) 56
Emisividad 0,95

Tabla 1. Resultados de un ensayo para la obtención del SRI.

Así, las superficies con baja reflectancia solar se caracterizan por absorber una gran cantidad de energía solar. Parte de esta energía absorbida es conducida al suelo y a los edificios, otra fracción es convectada al aire –hecho que provoca el aumento de la temperatura del mismo- y, finalmente, otra parte de esta energía absorbida es irradiada al cielo.

Del mismo modo, la norma expone que las superficies con baja emisividad no pueden irradiar eficazmente al cielo y, por lo tanto, se calientan.

Es por ello que, tal y como explica la norma, la determinación de la reflectancia solar y la emitancia térmica, y el subsecuente cálculo del Índice de Reflectancia Solar (SRI), puede ayudar a los diseñadores y consumidores a elegir los materiales adecuados para hacer sus edificios y comunidades eficientes energéticamente.

Cómo calculamos el Índice de Reflactancia Solar (SRI) en laboratorio.

Los laboratorios, para la realización de ensayos bajo la norma ASTM E1980-11, proceden a calcular el Índice de Reflectancia Solar (SRI) para tres coeficientes convectivos, correspondientes a condiciones de velocidad del viento baja, media y fuerte (5, 12, 30W·m-2·K-1, respectivamente), a través de diferentes métodos explicitados por la norma.

Los laboratorios, para la realización de ensayos bajo la norma ASTM E1980-11, proceden a calcular el Índice de Reflectancia Solar (SRI) para tres coeficientes convectivos, correspondientes a condiciones de velocidad del viento baja, media y fuerte (5, 12, 30W·m-2·K-1, respectivamente), a través de diferentes métodos explicitados por la norma.

Coeficiente de convección hc (W·m-2·K-1) SRI Ts (K)
5 53 339
12 52 334
30 51 324

Tabla 2. Resultados de un ensayo para la obtención del SRI para coeficientes diferentes.

Tras el cálculo del Índice de Reflectancia Solar (SRI), el laboratorio emite un informe en el que se incluye la siguiente información:

  • Valores de reflectancia solar y de emitancia térmica de la superficie de prueba.
  • Índice de Reflectancia Solar (SRI) calculado para los tres coeficientes convectivos correspondientes a las condiciones de velocidad del viento baja, media y fuerte (es decir, 5, 12, 30W·m-2·K-1, respectivamente).

Normas que cumplen los ensayos

Laboratorios Eyco, en su empeño por ofrecer a la industria los más variados servicios de ensayo de las propiedades ópticas de los materiales, cuenta con la capacidad técnica para evaluar la reflectancia solar y la emisividad de materiales a través de ensayos realizados siguiendo las siguientes Normas:

  • ASTM E-903 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres.
  • ASTM E-1980-11 Standard Practice for Calculating Solar Reflectance Index (SRI) of Horizontal and Low-Sloped Opaque Surfaces.
  • EN 410 Vidrio para edificación. Determinación de las características luminosas y solares de los acristalamientos.
  • ISO 9050 Glass in building-Determination of light transmittance, solar direct transmittance, total solar energy transmittance, ultraviolet transmittance and related glazing factors.

La espectrofotometría permite evaluar la radiación electromagnética que es absorbida, transmitida o reflejada por un material para cada longitud de onda.

En Laboratorios Eyco disponemos de espectrofotómetros que cubren el rango que va desde el ultravioleta hasta el infrarrojo del espectro electromagnético. Podemos evaluar la interacción de la radiación electromagnética (reflectancia, transmitancia y absorbancia) desde los 200nm hasta los 2500nm en diferentes materiales.

¿Qué industrias solicitan los ensayos?

Para la industria de los materiales y de la construcción, contar con un servicio experto para la realización de este tipo de ensayos supone una garantía, en un terreno tan crucial como el de la elección de los materiales adecuados.

Es por ello que fabricantes de pinturas e impermeabilizantes o fabricantes de pavimentos y cubiertas –ya sea realizadas con materiales cerámicos, hormigones, cubiertas plásticas…-, por citar algunos, confían en la capacidad técnica de laboratorios expertos en óptica como Eyco.

Contar con un servicio especializado de ensayos ópticos para caracterizar el Índice de Reflectancia Solar (SRI) de las superficies, también es beneficioso para constructores, arquitectos y propietarios de edificios.

Laboratorios Eyco, que cuenta con la acreditación más extensa de España en el área óptica, dispone de personal altamente cualificado para la realización de este tipo de ensayos.

Disponemos de las instalaciones y equipos adecuados para llevar a cabo dichos ensayos según las especificaciones requeridas por la norma.

La dilatada experiencia del laboratorio y la continua mejora y ampliación los servicios que ofrece, hacen que, año tras año, Eyco sea signo de garantía, eficiencia y competencia técnica para la industria de los materiales y de la construcción, que viene depositando su confianza en este laboratorio desde el inicio de su actividad empresarial.