¿A quién no nos asusta que repentinamente un vidrio se quiebre, sin razón aparente? En ocasiones, esto puede deberse al estrés térmico, un fenómeno del cual te compartiremos un poco más a continuación.
Vitro Vidrio Arquitectónico ha recomendado durante muchos años que las consideraciones de diseño iniciales con respecto al uso de vidrio en proyectos comerciales incluyan la evaluación de posibles fracturas por estrés térmico. La fractura de vidrio inducida térmicamente es bien conocida en la industria del vidrio, y está comprobado que en este aspecto se logra un desempeño completamente satisfactorio cuando se presta atención al desempeño de estrés térmico del vidrio en la etapa de diseño del proyecto.
La realización de un análisis de estrés (intercambiablemente llamado tensión) térmica, utilizando los factores de diseño adecuados, llevará a los arquitectos y profesionales del diseño a la recomendación de vidrio adecuada para garantizar que el vidrio funcione bajo las cargas térmicas esperadas.
Cuando los edificios experimentan problemas de fractura por estrés térmico, invariablemente están involucrados daños en el vidrio, prácticas de acristalamiento inadecuadas, análisis de estrés térmico inadecuado o inclusive la ausencia total de un análisis de estrés térmico.
Las tensiones inducidas térmicamente en el vidrio son causadas por una diferencia de temperatura positiva entre el centro y el borde de la lámina de vidrio, lo que significa que el centro del vidrio está más caliente que el borde. La expansión del centro del vidrio calentado da como resultado una tensión de tracción en el borde del vidrio. Si la tensión inducida térmicamente excede la resistencia del borde del vidrio, se producirá la fractura.
El comportamiento estructural del vidrio es tal, que el riesgo de fractura sólo se puede predecir estadísticamente y dependerá de varias variables: incluido el estrés, la resistencia del borde, el área bajo tensión y la duración de la tensión. Un hecho crítico a considerar es que la fractura por estrés térmico se origina en el borde del vidrio donde, especialmente en aplicaciones comerciales, pueden ocurrir daños durante la manipulación, procesamiento e instalación.
Tal daño puede reducir significativamente la resistencia del borde del vidrio. En consecuencia, incluso un análisis riguroso de la tensión térmica que se base en suposiciones razonables para la resistencia del borde no podrá tener en cuenta los bordes debilitados debido a daños por manipulación e instalación.
La prudencia, la lógica y la realidad de los bordes de vidrio dañados sugieren que el vidrio reforzado térmicamente (templado) debe ser considerado seriamente cuando el análisis indique que el vidrio recocido es marginal para la aplicación.
Las tensiones térmicas del vidrio están influenciadas por una serie de factores ambientales y del producto. Los contribuyentes más importantes a ello son:
· Tipo de vidrio (los vidrios de colores oscuros, como gris o verde, son usualmente los más susceptibles a este riesgo – se recomienda siempre templarlos)
· Tipo y ubicación de capa reflectiva o low-e en el vidrio
· Patrones de sombreado exterior
· Aplicaciones de sombreado interior (cortinas, persianas venecianas)
· Ubicación y orientación del registro de calefacción
· Sistema de perfilería (se recomienda cancelería con baja capacidad térmica, y que faciliten la colocación del vidrio para evitar daños en los bordes, los cuales elevan mucho el riesgo de fractura por estrés térmico)
La metodología de Vitro para estimar los estreses térmicos, que ha sido ampliamente utilizada en la industria del vidrio durante años, se basa en determinar el efecto de los diversos factores ambientales y de diseño. Este factor de tensión acumulativa se multiplica luego por el factor de tensión térmica del vidrio para llegar a la tensión térmica estimada en servicio.
Finalmente, el estrés térmico estimado se utiliza para calcular la probabilidad prevista de fractura de vidrio que se utiliza para hacer la recomendación de tratamiento térmico de vidrio, en función del nivel aceptable de fractura de vidrio del profesional de diseño (arquitecto, desarrollador, etcétera) para el proyecto.
Obviamente, la recomendación resultante del análisis es válida sólo si las condiciones asumidas para realizar el análisis son representativas o más severas que las condiciones reales en servicio. La realidad es que las condiciones de servicio son a menudo diferentes a los supuestos. Algunas de estas diferencias escapan al control del diseñador o incluso a su capacidad para anticiparlas; otros cambios pueden y deben ser razonablemente anticipados y considerados para llegar a una decisión final.
Por ejemplo, si el diseño previsto no incluye sombreado interior y se realiza un análisis de estrés térmico basado en esta suposición, los resultados pueden indicar que el vidrio recocido es adecuado. Si posteriormente se toma la decisión de instalar dispositivos de sombreado en interiores, el consiguiente aumento de la tensión térmica puede provocar la fractura inesperada del vidrio. Un enfoque más conservador en la etapa de diseño es asumir algún tipo de sombreado interior, lo que podría prevenir este tipo de situaciones.
En ocasiones cuando no se dispone de condiciones de diseño confiables, el buen juicio de ingeniería es asumir las condiciones de diseño más conservadoras (es decir, severas) que podrían esperarse razonablemente.
Al igual que el rendimiento energético, las cargas de viento y nieve, estética, entre otros, el análisis profundo y determinación final del análisis de estrés térmico es responsabilidad del profesional del diseño, incluido garantizar el cumplimiento de todos sus requisitos. Vitro asesora y apoya en este proceso, incluido el ofrecimiento de nuestra herramienta gratuita Calculador de Estrés Térmico, disponible en: http://technicalresources.vitroglazings.com/ThermalStress/
Colaboración: Vitro Vidrio Arquitectónico
