Determinar el rendimiento térmico de un edificio (valor U) con una placa de flujo de calor y un registrador de datos requiere adherir sensores del tamaño de una montaña rusa a la superficie interna de una pared y dejarlos en su lugar normalmente durante 3-7 días (en función de la masa térmica de la estructura). Las sondas también son necesarias para medir las temperaturas internas y externas del aire y la superficie de la pared. El proceso es disruptivo, lento, costoso y, en última instancia, solo mide el flujo de calor a través del punto específico de fijación del sensor. Las paredes no son homogéneas por naturaleza y el sensor podría colocarse sobre una junta de mortero o un lazo de pared, por ejemplo, proporcionando posteriormente datos no representativos.

Una forma más rápida y precisa de medir los valores U con tecnología de infrarrojos

Heat3D fue desarrollado conjuntamente por BTS para abordar el tiempo y el coste de realizar una inspección, así como la necesidad de medir la pérdida de calor a través de toda la sección de la pared, no puntos aislados. Sigue la norma ISO 9869-2, que cubre la medición in situ de la resistencia térmica y la transmitancia térmica de los elementos del edificio. La parte 2 se refiere específicamente al uso de tecnología de infrarrojos.

Aunque los inspectores de edificios han aprovechado las cámaras térmicas de infrarrojos Flir durante muchos años, principalmente con fines de inspección, Heat3D BTS ha detectado un posible nuevo caso de uso para esta tecnología innovadora. Al emparejar un Flir One® Pro con otro hardware personalizado y una aplicación móvil patentada, sería posible no solo inferir la temperatura a través de la superficie de la pared, sino también la tasa real de transferencia de calor a través de la pared. 

«Word se está difundiendo rápidamente sobre el potencial de esta nueva tecnología patentada», afirma Luke Smith, director general de BTS. «Una serie de propiedades y fincas ya han aprovechado, con el hito arquitectónico y cultural de la Abadía de Westminster entre los más notables». 

La Abadía de Westminster pone a prueba Heat3D para mejorar la eficiencia energética

La finca de la Abadía de Westminster comprende una amplia gama de edificios que actualmente están siendo sometidos a mejoras de eficiencia energética para reducir el impacto del carbono y garantizar la resiliencia para las generaciones futuras. El Deanery de grado I, por ejemplo, partes de las cuales datan del siglo XIII, destacó por su alto consumo de energía. Con sus gruesas paredes de mampostería, paneles de madera y ventanas originales con marco metálico, fue un buen punto de partida para una evaluación basada en datos.  

Para comprender el rendimiento térmico del edificio y realizar una evaluación detallada, la Abadía de Westminster nombró al consultor multidisciplinario de propiedades y construcción Keegans, que invirtió en tecnología Heat3D de BTS para medir el valor U de las paredes de ladrillo del edificio principal, así como la extensión con paredes de piedra. 

Los resultados fueron sorprendentes. Los valores U de la pared eran mucho más bajos [mejores] de lo que se supone. Por ejemplo, el valor U previsto para la pared principal (ladrillo sólido renderizado) fue de 1,7 W/m2K. El valor real medido era de solo 0,8 W/m2K, alrededor de un 53 % mejor de lo esperado. Del mismo modo, el valor previsto para la pared de piedra de cara justa del siglo XIII de la extensión fue de 2 W/m2K, mientras que el valor real fue de 0,9 W/m2K, una diferencia del 55 %. 

Los datos precisos del valor U impulsan decisiones más inteligentes de reacondicionamiento y conservación

Al capturar mediciones más precisas de valores U (y permeabilidad al aire), los inspectores pueden proporcionar a los clientes estimaciones más precisas de los costes energéticos anuales. En el caso de Deanery en la Abadía de Westminster, el modelo calibrado basado en mediciones reales proporcionó un valor un 16 % más preciso para los costes energéticos anuales, lo que equivale a una diferencia financiera en el ahorro previsto de más de 1000 £. Esto es solo para un edificio. La Abadía de Westminster planea ahora aplicar pruebas similares en toda su propiedad. 

Lo que es más importante, la información permitió a la Abadía de Westminster estar segura de que invertir en actualizaciones como acristalamiento secundario, mejores controles de calefacción y protección contra corrientes de aire dirigidas demostraría ser una opción rentable pero suficiente en comparación con la instalación de aislamiento interno, que las mediciones confirmadas eran innecesarias. 

«Básicamente, permitió al equipo de gestión mejorar la eficiencia sin comprometer la integridad histórica de la decantación», explica Luke Smith. «Sin estos datos habría sido fácil recomendar cambios que fueran costosos, disruptivos e innecesarios. Con sus lujosos paneles internos, cornisas y faldones, y el exterior de piedra ornamentada, podría haber costado decenas de miles de libras solo para renovar la tela del edificio después de la instalación del aislamiento». 

Cómo mide Heat3D los valores U utilizando Flir One® Pro

Heat3D calcula los valores U utilizando hardware personalizado y una aplicación para iOS. Un dispositivo móvil como un iPhone o iPad se monta en un trípode con la cámara portátil Flir One® Pro acoplada y apuntando a la pared desde una distancia de aproximadamente 2 m.

Para maximizar la precisión de las lecturas de temperatura absoluta del sistema, se suspenden dos objetivos de calibración de un monópodo apoyado contra la pared dentro de la toma de la cámara. Uno es un objetivo de temperatura corporal negro (mate) que incorpora un sensor Bluetooth con una precisión de hasta 0,1 °C. Tiene el tamaño suficiente para representar una gran cantidad de píxeles que la cámara puede detectar. El segundo es un objetivo de temperatura radiativa, un reflector isotrópico, que es representativo de la temperatura radiativa que la superficie de la pared puede recibir de cualquier otro lugar de la habitación.

El Flir One® Pro toma una imagen infrarroja cada minuto durante una hora. Con estas mediciones, la aplicación calcula la transferencia de calor a través de toda la superficie interna de las paredes externas. Crea un mapa de transferencia de calor 3D que no solo permite la cuantificación de la pérdida de calor, sino también la identificación de puentes térmicos o defectos, lo que provoca acciones posteriores.

Los beneficios de esta tecnología comercial totalmente única son amplios en comparación con el método de placa de flujo de calor existente: configuración rápida en 15 minutos; sin potencial de desprendimiento del sensor; medición de pérdida de calor en una sección de pared mucho más grande; resultados disponibles en una hora; y todos los datos cargados en la nube en línea de BTS y almacenados de forma segura para diagnósticos y análisis de datos.

«Con este método de bajo coste, rápido y no invasivo para medir el flujo de calor y los valores U de los elementos de construcción, los inspectores pueden reducir a la mitad el coste de sus inspecciones», revela Luke Smith. «Es fácil completar una encuesta en una visita al centro, mientras que el método de flujo de calor requiere al menos dos visitas a lo largo de dos semanas. También vale la pena señalar que el precio de Heat3D es aproximadamente un 20 % inferior al del sistema de placas de flujo de calor que ofrecemos».

Validado y probado: la ciencia detrás de la medición del valor U de infrarrojos de Heat3D

Heat3D es el producto de años de investigación y pruebas del mundo real en técnicas de termografía de infrarrojos cuantitativa. El amplio trabajo de validación que implica más de 500 comparaciones de medición entre Heat3D y el método de placa de flujo de calor demuestra que la tecnología es robusta y repetible. Gran parte de la investigación se realizó con socios de renombre del Reino Unido, como la instalación de Energy House en la Universidad de Salford y el Laboratorio Físico Nacional. El desarrollo tuvo lugar desde el principio basándose en el Flir One® Pro.

«Elegimos iOS porque era propicio para nuestro proyecto con su uso del ARKit de Apple [realidad aumentada]», explica Luke Smith. «A su vez, el Flir Mobile SDK permite a los desarrolladores de iOS crear aplicaciones que utilizan las capacidades de detección y termografía de Flir. Esto nos llevó a utilizar la tecnología Flir y es una asociación que estamos encantados de mantener».

El potencial de esta nueva tecnología es realmente amplio. Lejos de preservar las propiedades tradicionales, Heat3D también es ideal para propiedades de nueva construcción, comprobando si la casa cumple con el rendimiento térmico especificado por el constructor. El kit de termografía de infrarrojos Heat3D y la formación asociada están disponibles para su compra en BTS, que también ofrece servicio posventa y calibración.