La paradoja del «cool roof»
No cabe duda, los efectos del calentamiento global son cada vez más palpables, con olas de calor más prolongadas e intensas que se están convirtiendo en la norma en verano. Según el informe europeo sobre el estado del clima, en 2022 Europa vivió el verano más caluroso jamás registrado y el segundo año más cálido de su historia. Este informe también muestra que Europa se ha calentado más rápido que cualquier otro continente en las últimas décadas, con un aumento de las temperaturas que duplica la tasa media mundial.
No es de extrañar entonces que a los edificios les cueste mantener una temperatura agradable para las personas y sus contenidos. Cada vez más personas recurren a sistemas de aire acondicionado que, a su vez, generan más calor y más CO2 que se libera a la atmósfera. Según una estimación del 2021 de la Agencia Francesa de Medio Ambiente y Gestión de la Energía (ADEME), el 25 % de los hogares y el 40 % de las empresas francesas disponen actualmente de algún tipo de aparato de aire acondicionado, con diversos grados de eficacia.
En este contexto, el concepto de «cool roof» o «techo frío» ha ido ganando impulso en todo el mundo como solución para mitigar el sobrecalentamiento de los edificios, convirtiéndose prácticamente en un sinónimo de supuesta eficacia global en términos de rendimiento energético y sostenibilidad.
Pero, ¿es así?
Hoy en día, habitualmente se define como techo frío a una cubierta de color claro diseñada para reflejar la luz solar, reduciendo la cantidad de calor que penetra en la estructura inferior y ayudando al edificio a mantenerse fresco en verano y, en consecuencia, a reducir las facturas de energía generadas por el aire acondicionado.
Optar por un techo frío -especialmente en las regiones más cálidas- parecería una obviedad. Sin embargo, gran parte de la información disponible en el mercado crea confusión sobre sus beneficios reales. ¿Es la mejor solución para los habitantes del edificio? ¿Consigue un ahorro energético sustancial? ¿Mitiga eficazmente el la isla de calor urbana? ¿Supone una solución sostenible a largo plazo? Con frecuencia, estos conceptos se mezclan entre si como si fueran una misma cosa.
Hay que tener en cuenta el sistema de cubierta completo
Hoy en día, el concepto de techo frío se vincula casi exclusivamente al color (claro) de la membrana de impermeabilización, ya sea que la membrana misma es de color claro o ha sido pintada con un revestimiento reflectante. Sin embargo, una cubierta es en realidad un conjunto de elementos constructivos. Consta de diferentes capas, cada una con una función específica. Para que una cubierta funcione correctamente y consiga el mejor rendimiento térmico, cada componente debe tener un sentido y trabajar en sinergia con los demás. En resumen, no podemos considerar únicamente la capa superior de la cubierta y no prestar atención al resto de los componentes.
Para lograr realmente la eficiencia energética en cualquier cubierta, una buena capa de aislamiento térmico es esencial, independientemente del color de la membrana de impermeabilización.
Una visión a largo plazo: ¿el blanco sigue siendo blanco?
Un tema del que no se habla con frecuencia en torno a los techos fríos es lo que ocurre a largo plazo. En primer lugar, la calidad reflectante de la membrana de impermeabilización (o revestimiento) de la cubierta no permanece siempre igual. Todas las membranas expuestas de color claro se ensuciarán y sufrirán una inevitable pérdida de reflectividad con el tiempo, que solo en los 3 primeros años puede llegar a ser de entre el 35 y el 50 %.
Ya durante la instalación, la membrana se ensucia al ser pisada por los instaladores que transitan por la cubierta. En las cubiertas con instalaciones fotovoltaicas, el tránsito es aún más intenso y la membrana se ensucia con mayor rapidez.
Después, durante la vida útil de la cubierta, las membranas se ensucian debido a fenómenos habituales tales como el polvo en suspensión o arrastrado por el viento, la contaminación, los pájaros... La lluvia realmente no ejerce un efecto limpiador y, en algunos casos, puede ensuciar aún más la membrana.
La experiencia también nos demuestra que en realidad se realiza muy poca limpieza de las cubiertas. La razón para esta afirmación se basa sobre todo en los costes: mantener una membrana de impermeabilización de color claro limpia y con sus cualidades reflectantes como el día en que se instaló por primera vez sería infinitamente superior a cualquier ahorro energético obtenido con la elección inicial del color.
Hasta ahora, no se dispone de mucha información sobre los valores a largo plazo para los cálculos energéticos. Hasta que se lleven a cabo más investigaciones, es bueno recordar que una membrana de color claro envejecida y sucia no es muy diferente en términos de reflectividad de una membrana oscura envejecida y sucia.
Entonces, ¿por qué usar el blanco en la cubierta? ¿Cuál es el impacto real de una membrana de impermeabilización para cubiertas de color claro en el confort del edificio?
En un día caluroso de verano, las temperaturas superficiales en una cubierta de color claro rondan los 40 a 45°C, mientras que pueden alcanzar hasta los 70 a 75°C en superficies oscuras. ¿Significa esto que si instalamos una membrana de impermeabilización para cubiertas de color claro ganamos automáticamente 30°C de confort en el interior del edificio? ¡Obviamente no! Todo dependerá del diseño de la cubierta. Si el sistema consiste en una cubierta de acero corrugado sin ningún tipo de aislamiento, cuando la temperatura exterior alcance unos 45°C veremos un descenso de 15°C o más en la temperatura del interior o de los alrededores del edificio. Si la cubierta está mínimamente aislada, el descenso de la temperatura en el interior del edificio será mucho menor. Con un aislamiento más eficiente, la ganancia en confort interior al optar por una membrana de color claro es prácticamente inexistente.
En cuanto a su efecto sobre la isla de calor urbana, las superficies de color claro contribuirán a disminuir el calor ambiental en el exterior del edificio, y en el interior de los edificios en menor medida.
¿Es sostenible un techo frío?
La sostenibilidad de una membrana de impermeabilización para cubiertas depende de varios factores. Una de ellas es el consumo de energía necesario para su fabricación (su huella de carbono). Las membranas de impermeabilización de cubierta monocapa, tales como UltraPly TPO de Elevate, requieren menos energía para su fabricación debido a su baja masa. Además, su formulación no contiene cloro ni halógenos y, lo que es más importante, tiene un largo ciclo de vida.
El ciclo de vida está relacionado con el rendimiento en uso. Una membrana EPDM de impermeabilización para cubiertas tiene una vida útil mucho mayor que una membrana de color claro del mismo grosor. Esto significa que habrá que sustituirla menos veces. Si tenemos en cuenta que las obras de renovación de cubierta generan más emisiones de CO2, más residuos y más costes, ¿cuál es entonces la membrana más sostenible? ¿La más reflectante o la que dura más?
Siguiendo con el tema de la isla de calor, estudios recientes realizados por la Universidad de Stanford1 demuestran que las cubiertas reflectantes no eliminan realmente este problema, sino que lo desplazan a las superficies vecinas. En un entorno urbano, las mayores superficies no son las cubiertas, sino las calles y las fachadas de los edificios. Las cubiertas de color claro pueden rebotar la energía hacia grandes superficies vecinas de muros-cortina de cristal o fachadas de hormigón, y estas superficies tienen una mayor capacidad para acumular calor y no pueden liberarlo durante la noche, lo que en realidad empeora la situación.
Además, los edificios altos reflejan la energía a la atmósfera de tal forma que pueden alterar los ciclos de lluvia. Las superficies blancas minimizan el movimiento vertical de la humedad hacia la atmósfera. Esto, a su vez, reduce la cobertura nubosa, lo que provoca una disminución de las precipitaciones y un aumento de las condiciones de sequía, el resultado opuesto al deseado. Un estudio de la Universidad Estatal de Arizona publicado por la revista Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) confirmó que lo que puede funcionar bien en una zona geográfica puede no ser lo óptimo en otra. Por ejemplo, los techos fríos reflectantes podrían funcionar bien en California, pero podrían reducir las precipitaciones en Florida entre 2 y 4 ml al día.
En resumen, para ser realmente sostenible, una membrana de impermeabilización para cubiertas debe tener un ciclo de vida largo, ofrecer un gran rendimiento y ser apta para soluciones como las cubiertas verdes, que, además de mantener la cubierta más fresca en verano que una superficie blanca y actuar como una capa extra de aislamiento en invierno, también aportan beneficios de oxigenación, evapotranspiración y otros que son realmente útiles para mitigar de forma real y sostenible la isla de calor urbano.
No se trata de una solución única
La utilidad de un techo frío debe calcularse en función del clima, la situación geográfica, el tipo de edificio y el aislamiento térmico de la cubierta. El presupuesto, por supuesto, también juega un papel importante. Un techo frío suele ser una solución económica para las renovaciones, pero hay que tener en cuenta el coste a largo plazo, así como el coste medioambiental.
«Optar por una solución de techo frío para renovar un edificio mal aislado en una región cálida como el sur de Francia puede resultar sin duda atractivo», afirma Jean-Luc Roudaut, Director Regional de Prescripción para Francia de Holcim Solutions & Products EMEA. «Sin embargo, en el norte de Francia, donde las temperaturas son más frescas, empiezan a surgir preguntas: ¿cuánta energía necesito gastar para climatizar el edificio en verano en oposición a la calefacción en invierno?» En invierno, una membrana o pintura reflectante limita la ganancia solar y puede provocar un aumento de las necesidades de calefacción, por lo que hay que tener en cuenta todo el año, no solo el verano», añade.
Antes de apostar ciegamente por un enfoque tradicional de techo frío, si desea mejorar el confort en el interior de un edificio durante los periodos calurosos, disminuyendo la necesidad de implantar sistemas de refrigeración y, en consecuencia, reduciendo la factura energética, le aconsejamos tener en cuenta los siguientes puntos:
- No considere las membranas de impermeabilización para cubiertas de color claro o las pinturas reflectantes como la única solución. Amplíe su enfoque al diseño de todo el edificio (fachadas, entorno del edificio, aislamiento, presupuesto disponible, etc.)
- Tenga en cuenta la ubicación geográfica y el tipo de edificio. Los edificios residenciales e industriales tienen necesidades muy específicas.
- ¿Qué grado de aislamiento tiene la cubierta? ¿Se trata de un proyecto de renovación o de nueva construcción?
- Las cubiertas reflectantes pierden su reflectividad con el tiempo. La limpieza rutinaria de la cubierta es crucial para minimizar esta pérdida de reflectividad.
- Si utiliza un revestimiento reflectante, asegúrese de que no libere contaminantes al aire o al agua de lluvia.
- La durabilidad del sistema de impermeabilización de la cubierta es uno de los factores más importantes a tener en cuenta.
Los sistema de impermeabilización de cubiertas Elevate ofrecen una variedad de soluciones que pueden mejorar el confort térmico en el interior de los edificios, y un techo frío es solo una de ellas. No dude en ponerse en contacto con uno de nuestros representantes locales, que estará encantado de discutir la opción que mejor se adapte a los requisitos de su proyecto.
*”Effects of Urban Surfaces and White Roofs on Global and Regional Climate”, Mark Z. Jacobson y John E. Ten Hoeve, Departamento de Ingeniería Civil y Medioambiental, Universidad de Stanford, Stanford, California