La dilatació tèrmica en la construcció i els materials
La dilatació tèrmica és una de les principals causes perquè apareguin problemes en les infraestructures i edificacions. I és que els materials de construcció poden variar la seva mida a causa de canvis de temperatura. Encara que és una cosa que moltes vegades, sobretot en petites reformes, es passa per alt.
En aquest article veurem què és la dilatació tèrmica, els factors que influeixen en ella i com mitigar els seus efectes. A Ignifugacions Generals som experts en aïllament tèrmic i solucions de PPCI.
Què és la dilatació tèrmica?
La dilatació tèrmica és un procés que sofreixen totes les partícules, i que dia a dia podem apreciar en una cosa tan quotidiana com l’aigua. Quan aquesta s’escalfa, el seu volum tendeix a créixer. Una cosa que ocorre amb tots els líquids, però també amb els gasos o, una cosa més important per a la construcció, els sòlids. I els seus efectes poden ser molt variables, però sempre cal tenir-los en compte perquè no es produeixin problemes.
Factors que influeixen en la dilatació tèrmica
Per descomptat, hi ha diversos factors que incideixen en la dilatació. Els veurem:
El coeficient d’expansió o de dilatació
Ja t’hem explicat en l’anterior apartat que tots els materials sofreixen la dilatació. Encara que, com és lògic, el seu impacte no és igual en tots ells.
Per exemple, en el cas dels metalls, molt emprats en la construcció de bigues, sobretot en naus industrials, la seva dilatació o contracció acostuma a ser molt elevada. I això és causa del seu coeficient de dilatació tèrmica.
Aquest coeficient es calcula sempre tenint en compte 2 mètriques. D’una banda, la temperatura a la qual es troba el material, i d’altra banda la seva longitud. Cada material té un coeficient que es mesura en mm/ml x graus Celsius. Veurem un parell d’exemples més endavant.
La temperatura ambient
Els canvis de la temperatura ambient són els responsables que es produeixi la dilatació. Ja que mentre un material romangui a temperatura estable, aquest no canviarà mai de forma ni de grandària. Per això, en climes extrems és on es produeixen majors dilatacions o contraccions dels materials.
La grandària dels materials
Com més gran és la grandària del material, més evident és l’efecte de la dilatació, ja que aquesta actua sobre tota la peça. És el cas de les bigues metàl·liques. Prenent la fórmula del coeficient de dilatació, i tenint en compte que en el cas de l’acer aquest és de 0,012 mm/ml (metre lineal) x grau Celsius, en una biga de 10 metres que es troba a 0 graus, quan aquesta passa a estar a 40 graus la seva expansió serà de: 0,012 x 10 x 40 = 4,8 mm.
Per contra, una biga de 18 metres, amb els mateixos valors dilataria: 0,012 x 18 x 40 = 8,64 mm.
L’impacte de la dilatació tèrmica en la construcció
Si no es prenen les mesures adequades, i es fan els càlculs prèviament, la dilatació tèrmica pot tenir un greu impacte en l’obra.
El més habitual és que es produeixin petites fissures o esquerdes. Aquestes es deuen a l’expansió i contracció prolongada dels materials, i acostuma a ser molt evident en el morter, però també en els maons o en el formigó.
En altres casos, com en les estructures metàl·liques, es poden apreciar deformacions degudes a aquests canvis de longitud en cadascuna de les seves parts. Això és molt perillós, ja que posa en risc l’estabilitat de l’estructura.
I també és fonamental incidir sobre la importància de les juntes o connexions entre materials diferents. En aquests casos, si no es respecten els espais necessaris per a la dilatació, es poden produir pèrdues en el segellament dels elements, cosa que dona peu al fet que es produeixin goteres o filtracions.
Com evitar aquests problemes?
Per sort, es poden mitigar o eliminar per complet els problemes associats a la dilatació si es tenen en compte algunes estratègies.
Una cosa molt habitual i que, segur que t’has trobat alguna vegada en creuar un pont, és el que es coneix com a juntes de dilatació. Aquests espais es dissenyen amb l’únic objectiu d’absorbir l’expansió i contracció dels materials. D’aquesta forma s’evita que es produeixin fissures o deformacions.
Aquestes juntes també són molt comunes en el formigó, ja que en cas contrari aquest tendeix a crear esquerdes de costat a costat de la llosa per a compensar aquests canvis de temperatura, i aquestes solen ser molt menys estètiques.
Però també es poden evitar els problemes si se seleccionen els materials de construcció adequats. Com cadascun d’ells té un coeficient de dilatació diferent, seleccionar materials amb coeficients similars ajudarà a reduir els riscos.
La dilatació tèrmica és un fenomen natural que sempre has de tenir en compte en totes les fases del procés de construcció. Des de l’elecció dels materials fins al disseny de les juntes de dilatació, cada decisió pot marcar la diferència entre una estructura sòlida i segura, o una que presenti problemes i danys prematurs.