Calculadora de transmitancia térmica: valor R, valor U y pérdida de calor de un muro, techo o piso
Calcula el valor R total y la transmitancia U de un muro, techo o piso capa por capa (R imperial o RSI), con películas de aire y fracción de estructura, la pérdida de calor en watts y BTU/h, la energía y el costo anual con grados-día, la temperatura dentro del muro y cuánto ahorras con más aislante.
Cómo funciona
R_total = Σ R de las capas + película interior + película exterior (muro 0.68 + 0.17, R imperial) · con estructura: 1/R = f ÷ R por la estructura + (1 − f) ÷ R por la cavidad · RSI = R ÷ 5.678 · U = 1 ÷ RSI (W/m²·K) · Q = U × A × ΔT · kWh anuales = U × A × GD (°C·día) × 24 ÷ 1,000
Las resistencias térmicas se suman en serie. El valor R de un muro es la suma de la resistencia de cada capa más las delgadas películas de aire en las caras interior y exterior (valores de ASHRAE: R-0.68 para aire quieto en un muro, R-0.61 bajo un plafón con el calor subiendo y R-0.17 afuera con viento de invierno de 24 km/h). La transmitancia U, el flujo de calor por metro cuadrado y por grado, es el inverso del total. Multiplica U por la superficie y por la diferencia de temperatura entre adentro y afuera para obtener la pérdida de calor en condiciones de diseño, la que debe reponer la calefacción; multiplícala por los grados-día de calefacción para toda la temporada. Los montantes, soleras y cabezales forman una trayectoria en paralelo: en un muro de 2×4 a 40 cm entre ejes ocupan cerca de 25% del área y conducen tres veces más calor que el aislante entre ellos. Con una fracción de estructura, la calculadora sustituye la capa con el R más alto por el R de la estructura en esa parte del muro y promedia las dos transmitancias (método de trayectorias en paralelo), lo que da un R del muro completo menor que el de la etiqueta del aislante. Como U es un inverso, cada R extra ayuda menos: pasar de R-5 a R-15 reduce la pérdida en dos tercios, y de R-20 a R-30 solo en un tercio. El aislamiento continuo por fuera de la estructura se suma a las dos trayectorias, así que es la mejora más eficaz. No se incluyen ventanas, infiltraciones ni puentes térmicos, que a menudo pesan más.
Ejemplo resuelto
Revestimiento de vinil (R-0.6) + OSB de 7/16 (R-0.6) + colchoneta R-13 + tablaroca de 1/2 (R-0.45) + películas de aire (0.68 + 0.17 = R-0.85) = R-15.5, es decir RSI 2.73 y U = 0.366 W/m²·K. Sesenta metros cuadrados con 21 °C adentro y −10 °C afuera pierden 0.366 × 60 × 31 = 681 W (2,325 BTU/h). En una temporada de 3,500 °C·día son 0.366 × 60 × 3,500 × 24 ÷ 1,000 = 1,846 kWh, unos $185 al año a $0.10 por kWh útil. Agregar R-10 de aislamiento continuo lo lleva a R-25.5 y ahorra 39%, unos $72 al año.
Fuentes: ColoradoENERGY: R-value table (air films, materials) and 2×4 wall parallel-path example (R-12.03) · Engineering ToolBox: heat loss by transmission, U = 1 ÷ ΣR, Q = U·A·ΔT (concrete wall example U ≈ 3.13 W/m²K)
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el valor R de un muro?
Suma los valores R de todas las capas (revestimiento, tablero, aislante, tablaroca) y de las dos películas de aire. En un muro con montantes, considera también la estructura: colchonetas R-13 en un muro de 2×4 dan unos R-15.5 en la cavidad, pero solo unos R-12 para el muro completo.
¿Qué diferencia hay entre valor R y transmitancia U?
El valor R es la resistencia al paso del calor (más alto es mejor); la transmitancia U es cuánto calor pasa por unidad de área y por grado (más bajo es mejor). U = 1 ÷ R total. Las normas suelen fijar transmitancias máximas para el elemento completo, con estructura y películas de aire.
¿Cómo convierto entre R imperial y RSI?
RSI (m²·K/W) = R imperial ÷ 5.678, y R imperial = RSI × 5.678. Una colchoneta R-13 equivale a RSI 2.29; un producto RSI 3.5 es cerca de R-20. Elige la unidad de tus capas con el selector "Los valores R de las capas están en".
¿Cuánto calor se pierde por un muro?
Pérdida = U × superficie × diferencia de temperatura. Un muro R-15.5 (U = 0.366 W/m²·K) de 60 m² con 31 °C de diferencia pierde unos 680 W. Para la temporada, multiplica U × superficie por los grados-día × 24 y obtienes kWh.
¿Vale la pena agregar más aislante?
El ahorro se reduce conforme sube el R, porque el flujo de calor es 1 ÷ R. Pasar de R-11 a R-21 casi reduce a la mitad la pérdida del muro, mientras que pasar de R-30 a R-40 solo ahorra una cuarta parte de una pérdida ya pequeña. Compara el ahorro anual con el costo instalado.
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