Para poder elegir el vidrio adecuado para un proyecto, primero es necesario conocer los tipos disponibles, sus características y aplicaciones. Compartimos este artículo publicado originalmente en la Revista El Cerramiento, que te permitirá tomar la mejor decisión y pensar en las combinaciones más adecuadas.
El elemento que más superficie ocupa en una ventana es el vidrio. Por esta razón, de su elección depende en buena parte la eficiencia térmica del cerramiento, además del aislamiento acústico, seguridad y en gran medida el aprovechamiento de la luz natural. Es por ello que deberemos tener especial cuidado a la hora de elegir el vidrio que instalaremos en nuestras ventanas, dando prioridad a las demandas que definen las necesidades propias de cada proyecto.
Con el fin de orientar correctamente nuestra elección se hace necesario definir de forma general cuáles son las opciones a nuestro alcance, así como las prestaciones implícitas a nuestra decisión de compra o prescripción, adecuándonos finalmente a un presupuesto que deberá contemplar, en todo momento, los consumos energéticos derivados en un mediano y largo plazos. De su correcta evaluación podrá justificarse, en su caso, una mayor inversión en este rubro.
Vidrio flotado o monolítico
El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como puede ser la sílice y compuestos fundentes, como los alcalinos y estabilizantes, como la cal. Todos estos elementos primarios se introducen en un horno para someterlos a un proceso de fundición a aproximadamente 1000ºC, que tiene como resultado una lámina o plancha uniforme que flota sobre una cama de estaño fundido. De este proceso toma el nombre el vidrio flotado, que se define finalmente después de una fase de enfriamiento controlado como una lámina de cristal de espesor constante y masa homogénea que presenta una total transparencia. Su superficie brillante y pulida muestra una perfecta planicidad libre de distorsión.
El vidrio flotado es quebradizo, nada seguro y cuenta con muy bajas propiedades térmicas y acústicas. Aunque es el vidrio más consumido para la fabricación de ventanas, se debe considerar profesionalmente en desuso y lejos de cualquier recomendación para la instalación en ventanas y fachadas, dadas las afectaciones implícitas a la seguridad de los usuarios.
Vidrio templado
La fabricación de un vidrio templado parte de la base de un vidrio flotado que se calienta gradualmente hasta una temperatura de reblandecimiento de entre 575 y 635 °C. Una vez alcanzada la temperatura es enfriado rápidamente con aire para exponer su superficie a tensiones de compresión y el interior a tensiones de tracción.
Durante el proceso de templado la resistencia a la flexión del vidrio aumenta desde 400 kp/cm² hasta 1200-2000 kp/cm², lo que equivale de 4 a 5 veces la resistencia del vidrio flotado. Como consecuencia de este tratamiento térmico, el vidrio adquiere una mayor resistencia estructural y al impacto, por lo que en caso de rotura se quebrará en pequeños fragmentos menos lesivos y cortantes, disminuyendo el riesgo para los usuarios.
Por otro lado, la resistencia al choque térmico que puede causar la rotura del vidrio por efecto de la diferencia de temperatura entre las caras interna y externa o la que representa la disparidad en una misma cara de la temperatura del centro de la superficie en relación con los bordes también aumenta con este proceso, pasando de 60 °C a 240 °C.
Por su reacción a la rotura, el vidrio templado es considerado como una opción cuando se requieren vidrios de seguridad. Dado el tratamiento descrito para el templado, es importante considerar que todos los procesos de mecanización, ya sean cortes de dimensiones, canteados o taladrados deberán ser realizados previamente al templado. De realizarse posteriormente, se provocaría la rotura del vidrio.
Vidrios bajo emisivos
Los vidrios bajo emisivos tienen la capacidad de reflejar la energía solar evitando que buena parte de ella incida en el aumento de la temperatura de los espacios. Se conocen también como vidrios térmicos, vidrios de baja emisividad, low-e o también vidrios ATR (aislamiento térmico reforzado).
Durante este proceso de fabricación la superficie de la lámina de vidrio recibe un tratamiento con diferentes tipos de metales con contenido de plata en su cara interior, lo que permite reducir su Coeficiente de Transmisión Térmica (U) haciéndolo más eficiente para protegernos de la radiación solar que incide sobre el vidrio y provoca el calentamiento de los ambientes en que vivimos y trabajamos.
La transmitancia térmica (también denominada como Valor-U) es la medida del calor que fluye por unidad de tiempo y superficie, transferido a través de un sistema constructivo, formado por una o más capas de material, de caras plano-paralelas. Su valor nos informa de la capacidad de trasmitir calor de un elemento constructivo, en este caso del vidrio, en su posición real en el edificio. Cuanto menor sea el valor-U mejor será la capacidad de aislamiento de la ventana o el cerramiento.
Vidrios con control solar
Al tratamiento bajo emisivo se le añaden unos componentes que consiguen reducir la radiación solar que pasa a través del vidrio. Con este proceso se pueden controlar los efectos de la radiación ultravioleta que eleva la temperatura en nuestra vivienda. Los vidrios de control solar están recomendados para su uso en zonas y orientaciones con alta exposición solar, especialmente en las fachadas orientadas al sur, al este, u oeste.
Para medir la eficiencia de este tipo de vidrios deberemos valorar el factor solar (FS), que mide el porcentaje del flujo de energía solar total incidente que pasa a través del vidrio. Para ello, consideraremos la suma de la energía solar que entra por transmisión directa y de la energía irradiada por el vidrio. Cuanto más cerca esté el resultado del valor cero, mejor será su desempeño.
Vidrios compuestos
De la anterior clasificación se desprende otra que es el resultado de la combinación de diversos tipos de láminas de vidrio, con o sin tratamiento, unidas entre sí o separadas por cámaras de aire en la búsqueda de un mejor resultado en referencia a la seguridad frente a la rotura o la demanda de aislamiento térmico y acústico. En función de este criterio podemos dividir nuestras opciones principalmente en dos grupos: vidrios laminados y vidrios con cámaras.
Vidrios con cámaras intermedias
La mayoría de las ventanas que se instalan en México se fabrican con vidrios sencillos o monolíticos, aunque como hemos comentado, no es una opción recomendable por su incapacidad de ofrecer un aislamiento térmico y acústico adecuado. En la mayoría de los casos tampoco tendrán un tratamiento de templado, aún cuando el lugar de su instalación pueda representar un riesgo para las personas. Afortunadamente, el reconocimiento creciente de la ventana como elemento fundamental en el desarrollo de viviendas sustentables ha ido definiendo una tendencia clara a la incorporación de vidrios dobles con cámaras intermedias de aire o algún gas inerte. En otros países con sistemas de ventanas más evolucionados se está extendiendo el uso del triple acristalamiento, o lo que es lo mismo, láminas de vidrio con dos cámaras de aire entre ellas. Con esto conseguimos mejorar considerablemente tanto el aislamiento térmico como el acústico.
La composición del vidrio doble variará dependiendo de las necesidades del proyecto o las demandas específicas del lugar donde será instalada la ventana, por lo que el profesional buscará la combinación más adecuada para atender de forma diferenciada los requerimientos de seguridad, control solar, aislamiento térmico o acústico.
La elección de vidrios bajo emisivos con tratamiento para el control solar para la composición del vidrio aislante reducirá el valor U y mejorará la eficiencia de la ventana, aunque como desventaja oscurecerá ligeramente el ambiente. Por ejemplo, mientras un doble acristalamiento estándar con cámara de 16mm tiene un valor U de 2.7W/m2ºK, si aplicamos el tratamiento bajo emisivo a la lámina más externa obtendremos una reducción de hasta los 1.5W/m2ºK.
Vidrio laminado
El vidrio laminado, también llamado vidrio de seguridad, se conforma mediante la unión de una, dos o más láminas de vidrio mediante una capa intermedia de material translúcido. Se denomina de seguridad porque, ante una posible rotura de vidrio, la capa intermedia actúa como un pegamento que impide el desprendimiento en fragmentos que puedan representar un riesgo físico o material para las personas, como podría suceder con un vidrio templado o mucho peor, con un vidrio sin tratamiento, que se consideraría una amenaza latente en algunos casos. Las capas intermedias que unen las superficies de las láminas son de materiales plásticos como el butiral de polivinilo (PVB) y el etil-vinil-acetato (EVA). Los parabrisas de los coches, los vidrios de seguridad e incluso los vidrios antibalas, son fabricados con esta técnica de vidrios laminados.
Otra propiedad importante de los vidrios laminados es que mejoran notablemente el aislamiento acústico y son susceptibles de recibir los tratamientos anteriormente mencionados, como el de baja emisividad o protección solar, para elevar las prestaciones de nuestras ventanas en gran medida. En el caso de que un vidrio laminado vaya en combinación con una cámara de aire y otro vidrio, el tratamiento térmico suele llevarlo el vidrio simple que va al exterior.
Dado que este tipo de vidrios pueden elevar considerablemente el peso de la unidad, será importante realizar un cálculo de peso de los mismos para elegir el sistema de apertura más adecuado y considerar los accesorios necesarios para su manipulación, tomando en cuenta el uso habitacional. Para realizar rápidamente un cálculo aproximado del peso, deberás multiplicar los metros cuadrados de superficie de vidrio por su espesor y por 2.5:
Peso del vidrio = m2 de vidrio x espesor del vidrio (mm) x 2.5
Por ejemplo:
Un vidrio de 2.00 m2 que tenga un espesor de 6 mm pesará 30 kg (2 x 6 x 2.5)
Con base en todo lo expuesto, a la hora de prescribir una ventana o una fachada modulada de vidrio eficiente para un proyecto, deberemos elegir primero la composición, el espesor de cada una de las láminas de vidrio y si estas llevarán o no tratamientos aplicados. Por otro lado, en caso de vidrios aislantes, deberemos considerar el número de cámaras y su espesor, además del tipo de gas que ocupará el interior de las mismas.
