La dilatación térmica en la construcción y los materiales
La dilatación térmica es una de las principales causas para que aparezcan problemas en las infraestructuras y edificaciones. Y es que los materiales de construcción pueden variar su tamaño debido a los cambios de temperatura. Aunque es algo que muchas veces, sobre todo en pequeñas reformas, se pasa por alto.
En este artículo vamos a ver qué es la dilatación térmica, los factores que influyen en ella y cómo mitigar sus efectos. En Ignifugaciones Generales somos expertos en aislamiento térmico y soluciones de PPCI.
¿Qué es la dilatación térmica?
La dilatación térmica es un proceso que sufren todas las partículas, y que día a día podemos apreciar en algo tan cotidiano como el agua. Cuando esta se calienta, su volumen tiende a crecer. Algo que ocurre con todos los líquidos, pero también con los gases o, algo más importante para la construcción, los sólidos. Y sus efectos pueden ser muy variables, pero siempre hay que tenerlos en cuenta para que no se produzcan problemas.
Factores que influyen en la dilatación térmica
Por supuesto, hay varios factores que inciden en la dilatación. Vamos a verlos:
El coeficiente de expansión o de dilatación
Ya te hemos explicado en el anterior apartado que todos los materiales sufren la dilatación. Aunque, como es lógico, su impacto no es igual en todos ellos.
Por ejemplo, en el caso de los metales, muy empleados en la construcción de vigas, sobre todo en naves industriales, su dilatación o contracción suele ser muy elevada. Y eso es debido a su coeficiente de dilatación térmica.
Este coeficiente se calcula siempre teniendo en cuenta 2 métricas. Por un lado, la temperatura a la que se encuentra el material, y por otra parte su longitud. Cada material tiene un coeficiente que se mide en mm/ml x grados Celsius. Vamos a ver un par de ejemplos más adelante.
La temperatura ambiente
Los cambios de la temperatura ambiente son los responsables de que se produzca la dilatación. Ya que mientras un material permanezca a temperatura estable, este no cambiará nunca de forma ni de tamaño. Por eso, en climas extremos es donde se producen mayores dilataciones o contracciones de los materiales.
El tamaño de los materiales
Cuanto mayor es el tamaño del material, más evidente es el efecto de la dilatación, ya que esta actúa sobre toda la pieza. Es el caso de las vigas metálicas. Tomando la fórmula del coeficiente de dilatación, y teniendo en cuenta que en el caso del acero este es de 0,012 mm/ml (metro lineal) x grado Celsius, en una viga de 10 metros que se encuentra a 0 grados, cuando esta pasa a estar a 40 grados su expansión será de: 0,012 x 10 x 40 = 4,8 mm.
Por el contrario, una viga de 18 metros, con los mismos valores dilataría: 0,012 x 18 x 40 = 8,64 mm.
El impacto de la dilatación térmica en la construcción
Si no se toman las medidas adecuadas, y se hacen los cálculos previamente, la dilatación térmica puede tener un grave impacto en la obra.
Lo más habitual es que se produzcan pequeñas fisuras o grietas. Estas se deben a la expansión y contracción prolongada de los materiales, y suele ser muy evidente en el mortero, pero también en los ladrillos o en el hormigón.
En otros casos, como en las estructuras metálicas, se pueden apreciar deformaciones debidas a esos cambios de longitud en cada una de sus partes. Esto es muy peligroso, ya que pone en riesgo la estabilidad de la estructura.
Y también es fundamental incidir sobre la importancia de las juntas o conexiones entre materiales diferentes. En estos casos, si no se respetan los espacios necesarios para la dilatación, se pueden producir pérdidas en el sellado de los elementos, algo que da pie a que se produzcan goteras o filtraciones.
¿Cómo evitar estos problemas?
Por suerte, se pueden mitigar o eliminar por completo los problemas asociados a la dilatación si se tienen en cuenta algunas estrategias.
Algo muy habitual y que, seguro que te has encontrado alguna vez al cruzar un puente, es lo que se conoce como juntas de dilatación. Estos espacios se diseñan con el único objetivo de absorber la expansión y contracción de los materiales. De esa forma se evita que se produzcan fisuras o deformaciones.
Estas juntas también son muy comunes en el hormigón, ya que de lo contrario este tiende a crear grietas de lado a lado de la losa para compensar esos cambios de temperatura, y estas suelen ser mucho menos estéticas.
Pero también se pueden evitar los problemas si se seleccionan los materiales de construcción adecuados. Como cada uno de ellos tiene un coeficiente de dilatación distinto, seleccionar materiales con coeficientes similares ayudará a reducir los riesgos.
La dilatación térmica es un fenómeno natural que siempre debes tener en cuenta en todas las fases del proceso de construcción. Desde la elección de los materiales hasta el diseño de las juntas de dilatación, cada decisión puede marcar la diferencia entre una estructura sólida y segura, o una que presente problemas y daños prematuros.