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utilizados en la construcción por lo general se expresan en unidades usuales estadounidenses,
no en unidades SI. Por lo tanto, en la tabla 20.4, los valores R se proporcionan como
una combinación de unidades térmicas británicas, pies, horas y grados Fahrenheit.
En cualquier superficie vertical abierta al aire, una capa estancada muy delgada de
aire se adhiere a la superficie. Uno debe considerar esta capa cuando determine el valor
R para una pared. El grosor de esta capa estancada en una pared exterior depende de la
rapidez del viento. La transferencia de energía a través de las paredes de una casa en un día
tempestuoso es mayor que la de un día cuando el aire está tranquilo. Un valor R representativo
para esta capa estancada de aire se da en la tabla 20.4.
Sección 20.7 Mecanismos de transferencia de energía 575
EJEMPLO 20.9
El valor R de una pared típica
Calcule el valor R total de una pared construida como se muestra en la figura 20.14a.
Desde el exterior de la casa (hacia el frente en la figura) y moviéndose hacia el interior,
la pared consiste en 4 pulgadas de ladrillo, 0.5 pulgadas de revestimiento, un espacio
de aire de 3.5 pulgadas de grueso y 0.5 pulgadas de muro seco.
Muro seco
Espacio
de aire
Aislamiento
SOLUCIÓN
Conceptualizar Use la figura 20.14 para ayudarse a formar ideas de la estructura de la
pared. No olvide las capas de aire estancado adentro y afuera de la casa.
Categorizar Para el aislamiento casero se usarán ecuaciones específicas desarrolladas
en esta sección, así que este ejemplo se clasifica como un problema de sustitución.
Use la tabla 20.4 para hallar el valor R de cada capa:
R 1 1capa de aire estancada exterior2
Ladrillo Revestimiento
a) b)
Figura 20.14 (Ejemplo 20.9) Una
pared exterior de una casa que
contiene a) un espacio de aire y
b) aislamiento.
0.17 ft 2 # °F # h>Btu
R 2 1ladrillo2
R 3 1revestimiento2
R 4 1espacio de aire2
R 5 1muro seco2
R 6 1capa de aire estancado interior2
4.00 ft 2 # °F # h>Btu
1.32 ft 2 # °F # h>Btu
1.01 ft 2 # °F # h>Btu
0.45 ft 2 # °F # h>Btu
0.17 ft 2 # °F # h>Btu
Sume los valores R para obtener el valor R total para
la pared:
R total R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 7.12 ft 2 # °F # h>Btu
¿Qué pasaría si? Suponga que no está contento con este valor R total para la pared. No puede cambiar la estructura total,
pero le es posible llenar el espacio de aire, como en la figura 20.14b. Para maximizar el valor R total, ¿qué material debe
elegir para llenar el espacio de aire?
Respuesta Al observar la tabla 20.4, se ve que 3.5 pulgadas de aislamiento de fibra de vidrio son diez veces más efectivas
que 3.5 pulgadas de aire. Por lo tanto, debe llenar el espacio de aire con aislamiento de fibra de vidrio. El resultado es que
se agregan 10.90 ft 2 °F h/Btu de valor R y se pierden 1.01 ft 2 °F h/Btu debido al espacio de aire que se sustituyó. El
nuevo valor R total es igual a 712 ft 2 °F h/Btu 9.89 ft 2 °F h/Btu 17.01 ft 2 °F h/Btu.
Convección
En un momento u otro, ha calentado sus manos al mantenerlas sobre una flama abierta.
En dicha situación, el aire que está arriba de la flama se caliente y expande. Como resultado,
la densidad de este aire disminuye y el aire se eleva. Este aire caliente abriga sus manos
mientras circula. Se dice que la energía transferida por el movimiento de una sustancia
caliente se transfiere por convección. Aun cuando resulte a causa de diferencias en la
densidad, como con el aire alrededor de un fuego, el proceso se conoce como convección
natural. El flujo de aire en una playa es un ejemplo de convección natural, como lo es la