Parte 27 · Clase 267 de 830

ARQ-267 · Vapor, condensación y capacidad de secado

Parte 27 · Clase desarrollada · Incorporada en v0.16.0.

Prerrequisitos conceptuales: ARQ-266, ARQ-253, ARQ-261, ARQ-184. Sin calendario. Casos, datos y parámetros ficticios, salvo antecedentes atribuidos. Material educativo; revisión externa especializada pendiente.

Pregunta central

¿Por qué dos muros con la misma resistencia térmica y la misma resistencia total a la difusión pueden tener condiciones internas distintas, y qué cambia cuando un cálculo sin condensación deja de ser compatible con sus propias hipótesis?

Resultado y continuidad

ARQ-266 separó fuga de aire y condiciones de ensayo. Aquí volvemos a difusión, sin incorporar aire en el modelo. HIG-INT-01 adopta una interfaz fría y dos disposiciones ficticias de resistencia al vapor. No corresponde a MEM-DIF ni al muro conservado de ARQ-261. Derivarás perfiles y un balance en una interfaz, identificando qué procesos quedan fuera. No se decide una posición universal de membranas.

1. Presión de vapor y saturación

El vapor de agua forma parte del aire, pero su difusión a través de materiales se estudia con una diferencia de presión parcial, no con la presión total del ensayo de aire. La presión de saturación depende de la temperatura. Comparar una presión parcial con la saturación requiere que ambas correspondan al mismo lugar y estado.

Un valor de humedad relativa expresa una relación local, no una cantidad de agua que pueda sumarse entre recintos sin transformación. Al cambiar temperatura puede cambiar esa relación aunque no se agregue agua. Por eso el estudio de vapor necesita un perfil térmico y condiciones de borde compatibles.

La guía de control de vapor distingue difusión, aire y capacidad de secado [ENV-VAPOR]. Una regla de colocación aislada de clima, materiales y estados puede fallar. Esta clase analiza un caso explícito para aprender el procedimiento, no para universalizarlo.

2. Primero: localizar la temperatura de la interfaz

HIG-INT-01 adopta Ti=20 °C, Te=0 °C, resistencia térmica entre interior e interfaz R_i=2,80 m²·K/W y entre interfaz y exterior R_e=0,20. El flujo estacionario es q=(20−0)/(2,80+0,20)=6,666667 W/m².

La temperatura de interfaz resulta T_c=20−q×2,80=1,333333 °C. Se verifica por el lado exterior: 0+q×0,20 entrega lo mismo. Es una red unidimensional, sin flujo lateral, fuentes ni almacenamiento térmico.

Para el ejercicio se proporciona una presión de saturación redondeada y adoptada de 680 Pa en esa interfaz. Es un dato didáctico, no el resultado de una función psicrométrica implementada. No debe conservarse automáticamente si se cambia la temperatura de la práctica.

3. Difusión sin condensación: una primera hipótesis

Adoptamos presión parcial interior p_i=1.400 Pa, exterior p_e=500 Pa y permeabilidad del aire δ_a=2×10⁻¹⁰ kg/(m·s·Pa). Las resistencias al vapor se expresan mediante espesores equivalentes de aire s_d, como en ARQ-253.

Si no hay almacenamiento ni cambio de fase, el flujo es j=δ_a(p_i−p_e)/(s_di+s_de). La caída de presión en cada tramo es proporcional a s_d. Despejando la presión de interfaz:

p_c=(s_de·p_i+s_di·p_e)/(s_di+s_de).

Esta ecuación no decide por sí sola si la hipótesis inicial es posible. Debemos comparar p_c con la saturación local y revisar otras interfaces pertinentes. Un perfil que supera saturación no puede seguir presentándose como estado de difusión seca sin explicación.

4. Primera disposición de resistencias

La variante HIG-INT-A tiene s_di=10 m y s_de=0,20 m. El total es 10,20 y p_c=(0,20×1.400+10×500)/10,20=517,647059 Pa, inferior a 680.

En esa interfaz no aparece condensación bajo el criterio y estado simplificados. No se ha demostrado ausencia de humedad en todo el muro. Podrían existir otras interfaces, agua de construcción, lluvia o transporte de aire que no estamos modelando.

El flujo seco es 2×10⁻¹⁰×900/10,20=1,764706×10⁻⁸ kg/(m²·s). Debe ser igual en ambos tramos dentro de esta solución. Que un material tenga alta resistencia a difusión no significa que por sí solo controle todas las entradas de agua.

5. Misma suma, otro perfil

HIG-INT-B intercambia solo los espesores equivalentes: s_di=0,20 y s_de=10. El total sigue siendo 10,20; el flujo calculado sin cambio de fase sería el mismo. Sin embargo, p_c=1.382,352941 Pa, por encima de los 680 adoptados.

La suma de resistencias no conserva el estado interno cuando cambia su posición relativa a la interfaz fría. Ese es el aprendizaje central. La igualdad de flujo supuesto no autoriza a ignorar la incompatibilidad del perfil.

Tampoco se debe decir que esa cantidad de vapor «atraviesa igualmente» y añadir después una condensación independiente. Si se admite acumulación en la interfaz, los flujos de entrada y salida dejan de ser iguales y debe reconstruirse el balance.

Figura 267. La variante B invalida el perfil seco en la interfaz estudiada. La saturación de 680 Pa es un dato adoptado para este ejercicio.

6. Reformular el balance con una interfaz saturada

Dentro de un segundo modelo, fijamos la interfaz en p_sat=680 Pa y permitimos que se acumule agua allí. El flujo que llega desde el interior es j_i=δ_a(1.400−680)/0,20=7,20×10⁻⁷ kg/(m²·s).

El que sale al exterior es j_e=δ_a(680−500)/10=3,60×10⁻⁹ kg/(m²·s). La diferencia es 7,164×10⁻⁷, equivalente a 61,89696 g/(m²·día) si se mantuvieran constantemente todas esas condiciones durante un día.

Se cambió la formulación, no solo una etiqueta. La entrada ya no equivale a la salida porque hay almacenamiento. El cálculo no predice automáticamente cuánta agua tendrá una obra real: no incorpora transporte líquido, sorción, cambio de propiedades ni evolución térmica.

7. Los límites del método son parte del razonamiento

La ficha de ISO 13788 identifica limitaciones del método simplificado, incluyendo efectos de capilaridad, aire, almacenamiento higroscópico y ciertas dependencias de propiedades [ENV-ISO13788]. Se utiliza ese alcance para no presentar la clase como una simulación higrotérmica completa ni como una aplicación íntegra de la norma.

Las condiciones climáticas y de uso cambian con el tiempo. Mantener un día ideal o multiplicarlo por todo un año puede producir un resultado sin relación con los ciclos reales. Tampoco se deben combinar máximos interiores y exteriores procedentes de momentos incompatibles sin definir el escenario.

La temperatura y la difusión pueden acoplarse a humedad y materiales. Si la propiedad cambia, las resistencias iniciales dejan de representar el mismo sistema. Un cálculo refinado exige datos pertinentes; añadir más pasos temporales no corrige una entrada equivocada.

8. Secado: identificar entradas, salidas y existencias

La posibilidad de secado depende de estados y rutas. No basta que una capa sea «abierta al vapor» para demostrar que eliminará agua en cualquier clima. Hay que conocer hacia dónde existe gradiente, qué otras capas lo limitan y qué cantidad está almacenada.

Un balance de secado tampoco puede retirar más agua de la disponible. Si un modelo produce un flujo evaporativo durante un período, debe limitarse por el almacenamiento y reformular el estado cuando se agota. El agua líquida no es una reserva negativa que pueda seguir restándose.

La lluvia y las fugas de aire son otras vías. Una buena comprobación de difusión no certifica un encuentro frente a ingreso líquido; una capa de drenaje necesita su propia continuidad [ENV-DRAIN]. La envolvente se evalúa por funciones coordinadas, no por una sola cuenta favorable.

9. Qué decisiones sí permite preparar

El caso permite identificar una interfaz que merece investigación y comparar qué hipótesis cambia al invertir capas. La siguiente acción puede ser revisar fuentes de datos, clima, exposición, otros puntos de la sección y métodos apropiados con especialistas.

La memoria debe declarar orientación de capas y referencias. «s_d total=10,20» es insuficiente para reconstruir el perfil; se necesita saber cuánto hay antes y después de la interfaz. Un documento que conserva solamente el total pierde información esencial.

No se prescribe una barrera interior o exterior universal. Una alternativa que evita condensación en este estado puede comportarse de otra forma durante otro período o limitar secado. La decisión debe abarcar el conjunto de condiciones pertinentes del proyecto.

El gradiente exterior también debe conservarse

En el balance saturado, la salida j_e depende de la diferencia entre la interfaz y el exterior. Si p_e se acercara a p_sat, la salida tendería a cero bajo esta ley, aunque s_de permaneciera igual. Una capa exterior de baja resistencia no crea por sí sola una diferencia impulsora.

Si el gradiente cambiara de signo, el transporte podría invertirse. La convención de signos debe mantenerse y no reemplazarse por valores absolutos para que todo parezca «secado». Un flujo dirigido hacia una región húmeda puede aumentar su almacenamiento en lugar de reducirlo.

La suma de entradas y salidas también necesita una escala temporal. Dividir una masa almacenada por una tasa instantánea solo estima una duración bajo la hipótesis de que esa tasa permanezca constante y haya agua disponible. Cuando cambian temperatura, presión o contenido, esa aproximación puede dejar de ser pertinente. La pregunta de capacidad de secado requiere historia y estados, no solamente un valor s_d favorable.

Práctica independiente

Considera una interfaz con p_i=1.200 Pa, p_e=600 Pa y p_sat adoptada de 750 Pa. Usa δ_a=2×10⁻¹⁰. Primero s_di=0,40 m y s_de=4 m; después intercámbialos. Calcula el perfil seco en cada disposición y, cuando sea incompatible, reformula entrada y salida con la interfaz saturada.

Explica por qué el resultado no debe convertirse en una acumulación anual multiplicándolo automáticamente por 365. Identifica dos fenómenos omitidos y una información que podría cambiar la decisión.

Autoevaluación y enlace

Comprueba temperatura por ambos lados, conserva posición de resistencias y reformula flujos cuando cambia la hipótesis. ARQ-268 estudiará discontinuidades térmicas, donde una descripción unidimensional puede ocultar temperaturas locales relevantes.

Decisión pedagógica y posición curricular

Por qué existe

Esta clase existe para resolver una necesidad concreta del recorrido: ¿Por qué dos muros con la misma resistencia térmica y la misma resistencia total a la difusión pueden tener condiciones internas distintas, y qué cambia cuando un cálculo sin condensación deja de ser compatible con sus propias hipótesis?

Por qué está exactamente aquí

Ocupa el lugar 7 de la Parte 27. Se estudia después de ARQ-266 · Barrera de aire y continuidad porque usa esa base para responder «¿Por qué dos muros con la misma resistencia térmica y la misma resistencia total a la difusión pueden tener condiciones internas distintas, y qué cambia cuando un cálculo sin condensación deja de ser compatible con sus propias hipótesis?». Se ubica antes de ARQ-268 · Puentes térmicos y discontinuidades porque la evidencia producida aquí debe estar disponible para ese paso.

• Prerrequisitos: ARQ-266, ARQ-253, ARQ-261, ARQ-184
• Capacidad que introduce: ARQ-266 separó fuga de aire y condiciones de ensayo. Aquí volvemos a difusión, sin incorporar aire en el modelo. HIG-INT-01 adopta una interfaz fría y dos disposiciones ficticias de resistencia al vapor.
• Clases o experiencias que dependen de ella: ARQ-268, ARQ-278

flowchart LR
    A["Prerrequisitos · ARQ-266, ARQ-253, ARQ-261, ARQ-184"] --> B["ARQ-267 · necesidad y fundamento"]
    S["Fuentes · ENV-VAPOR BSD-106: Understanding Vapor Barriers + ENV-ISO13788 ISO 13788:2012 — Hygrothermal performance — Surface…"] --> B
    B --> C["Actividad auténtica"]
    C --> D["Evidencia auditable"]
    D --> E["Continuidad · ARQ-268, ARQ-278"]

El diagrama permite comprobar una relación que el texto lineal oculta con facilidad: esta clase recibe capacidades previas, toma decisiones apoyadas por fuentes, exige una experiencia y produce evidencia que habilita trabajo posterior. No representa un procedimiento de obra.

Resultado observable, evidencia y evaluación

1. Identificar y delimitar las condiciones necesarias para responder la pregunta central de vapor, condensación y capacidad de secado.
2. Producir y comprobar la evidencia declarada por la clase: ARQ-266 separó fuga de aire y condiciones de ensayo. Aquí volvemos a difusión, sin incorporar aire en el modelo. HIG-INT-01 adopta una interfaz fría y dos disposiciones ficticias de resistencia al vapor.
3. Justificar una decisión de vapor, condensación y capacidad de secado mediante fuentes, supuestos, alternativas y límites explícitos.

Actividad, evidencia y criterio de aceptación

Actividad: Considera una interfaz con p i=1.200 Pa, p e=600 Pa y p sat adoptada de 750 Pa. Usa δ a=2×10⁻¹⁰. Primero s di=0,40 m y s de=4 m; después intercámbialos.

Evidencia mínima: ARQ-266 separó fuga de aire y condiciones de ensayo. Aquí volvemos a difusión, sin incorporar aire en el modelo. HIG-INT-01 adopta una interfaz fría y dos disposiciones ficticias de resistencia al vapor.

Archivo sugerido: evidence/ARQ-267/evidencia.md.

Criterio de aceptación: la entrega se acepta cuando:

• La entrega responde explícitamente a la pregunta: ¿Por qué dos muros con la misma resistencia térmica y la misma resistencia total a la difusión pueden tener condiciones internas distintas, y qué cambia cuando un cálculo sin condensación deja de ser compatible con sus propias hipótesis?
• La actividad conserva las fronteras del caso y permite reconstruir el procedimiento: Considera una interfaz con p i=1.200 Pa, p e=600 Pa y p sat adoptada de 750 Pa. Usa δ a=2×10⁻¹⁰. Primero s di=0,40 m y s de=4 m; después intercámbialos.
• Cada afirmación externa puede seguirse hasta una fuente, su alcance consultado y su límite.
• La evidencia deja disponible una entrada comprobable para ARQ-268.
• Comprueba temperatura por ambos lados, conserva posición de resistencias y reformula flujos cuando cambia la hipótesis. ARQ-268 estudiará discontinuidades térmicas, donde una descripción unidimensional puede ocultar temperaturas locales relevantes.

La rúbrica común complementa estos criterios; no los reemplaza. Una entrega puede superar un promedio y continuar pendiente si oculta una condición crítica.

Trazabilidad de las decisiones

La tabla permite auditar las relaciones; la explicación, el caso y la práctica de la clase siguen siendo la documentación principal.

Autoevaluación, recuperación y continuidad

Errores diagnósticos

Antes de avanzar, comprueba si puedes reconstruir cada resultado sin mirar la solución, señalar qué evidencia lo sostiene y nombrar una condición que obligaría a revisar tu decisión. Conserva la primera versión, la objeción recibida y la revisión.

Conexión siguiente: La continuidad inmediata es ARQ-268 · Puentes térmicos y discontinuidades; conserva el método y vuelve a verificar datos y límites.

Fuentes y alcance de uso

Los casos, derivaciones, datos y figuras son elaboraciones originales del programa. Consulta de fuentes nuevas: 22 de septiembre de 2026. Las referencias heredadas conservan su alcance; no se anuncia una reverificación integral de normativa.

[ENV-VAPOR] BSD-106: Understanding Vapor Barriers

Joseph Lstiburek / Building Science Corporation. https://buildingscience.com/documents/digests/bsd-106-understanding-vapor-barriers

Consulta: Diferencias entre transporte con aire, difusión y capacidad de secado. Apoyo: Relacionar resistencia al vapor con clima, capas y dirección de secado. Límite: No se aplica una ubicación universal de barrera ni la clasificación climática estadounidense al proyecto ficticio.

[ENV-ISO13788] ISO 13788:2012 — Hygrothermal performance — Surface humidity and interstitial condensation — Calculation methods

International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/51615.html

Consulta: Ficha pública, resumen y fenómenos expresamente excluidos. Apoyo: Reconocer los límites de un análisis simplificado de difusión y secado. Límite: No se aplica el procedimiento íntegro ni se predice moho o durabilidad. Los estados del ejercicio no sustituyen una simulación higrotérmica.

[ENV-DRAIN] BSD-105: Understanding Drainage Planes

Joseph Lstiburek / Building Science Corporation. https://buildingscience.com/documents/digests/bsd-105-understanding-drainage-planes

Consulta: Explicación de planos de drenaje y continuidad con encuentros. Apoyo: Relacionar capas de control de agua, aperturas y salida del agua. Límite: La fuente orienta funciones; no sustituye la especificación de materiales, compatibilidades y ensayos de una obra.