Ventajas del llenado de gas para el rendimiento térmico de las UVA y avances en la medición del gas

Sparklike es el desarrollador del primer analizador de gases no invasivo del mundo para vidrio aislante. Los dispositivos Sparklike Handheld™ y Sparklike Laser™ se han convertido en el estándar mundial de facto para la medición del llenado de gas de las unidades de vidrio aislante (UVA). Los productos Sparklike son utilizados diariamente por los principales fabricantes de vidrio aislante, laboratorios de pruebas y procesadores de ventanas de todo el mundo. Además de la tecnología, este artículo analiza las ventajas del llenado de gas para el rendimiento térmico de la UVA y los avances en la medición del llenado de gas.

Mejora del aislamiento en las UVA modernas

Una mejora de aislamiento común en las UVA modernas es llenarlas con gas argón, criptón o xenón para aumentar la eficiencia energética, ralentizar la transferencia de calor y mejorar el rendimiento general del vidrio. El gas aislante se aplica a la cavidad, ya sea durante el proceso de fabricación en una estación de prensa de gas o manualmente a las unidades prefabricadas. Dado que la responsabilidad del producto por el vidrio aislante suele durar varios años después de la entrega inicial, los proveedores de ventanas buscan constantemente nuevas formas de aumentar la seguridad del llenado de gas. El desafío suele radicar en confirmar el grado de llenado correcto y garantizar que la concentración inicial de gas permanezca dentro de la unidad de vidrio aislante (IGU).

Acristalamiento y eficiencia energética

El diseño arquitectónico actual favorece el uso del vidrio tanto como elemento estructural así como forma de mejorar la iluminación del interior. Al mismo tiempo, las ventanas de vidrio son uno de los componentes más sensibles cuando se trata de garantizar la eficiencia energética en la construcción. Los flujos de energía que entran y salen de los edificios, dependiendo de su ubicación y de las condiciones climáticas predominantes, han sido tradicionalmente un foco de atención para los propietarios de edificios y sus proveedores, especialmente en vista del aumento de los costos de la energía. La industria de las ventanas ha respondido al requisito de eficiencia energética desarrollando diferentes tipos de estructuras de vidrio aislante. El acristalamiento laminar doble o triple y las unidades de vidrio aislante utilizan materiales aislantes avanzados que van desde tipos de vidrio, marcos, sellantes y rellenos de cavidades para maximizar el rendimiento térmico de la UVA y minimizar el factor U (penetración de energía a través del vidrio). El doble y triple acristalamiento, el relleno de gas y el uso de capas técnicas específicas han contribuido enormemente a la eficiencia energética de las ventanas y se han convertido en la mejor solución y la opción más moderna para las UVA de alto rendimiento.

Vistas sobre el llenado de gas

Los fabricantes de vidrio de hoy buscan maximizar la resistencia a la conductividad térmica y así minimizar la salida de energía a través de la ventana. Hasta la fecha, la mejor manera de lograrlo es utilizando gas noble entre las capas de vidrio de una UVA. Una solución de vacío entre los paneles de vidrio (vidrio aislado al vacío) proporciona un excelente rendimiento térmico UVA, pero debido al precio y a las limitaciones técnicas, rara vez se utilizan en los diseños de ventanas actuales. El llenado de aire es una opción, pero el uso de gases nobles proporciona una resistencia superior a la conductividad térmica en comparación con el aire. Mientras que el aire tiene una conductividad térmica de 0,024, el argón con 0,016 es sólo el 67 % de esa conductividad, y el criptón con 0,0088 es sólo la mitad de la conductividad del argón (conductividades térmicas).

Sin embargo, el gas preferido es el argón porque es el gas noble más rentable de utilizar. En comparación con el argón, el criptón suele ser entre 200 y 300 veces más caro y el xenón aún más. Las estimaciones muestran que los costes de materia prima para producir UVA bien selladas llenas de argón, en comparación con las llenas de aire, aumentarán sólo un 1 %. Independientemente de la elección del llenado, el contenido de gas de una UVA generalmente se considera adecuado cuando supera el 90 %. Los diferentes mercados tienen diferentes estándares para el contenido de gas, pero generalmente el contenido de gas debe exceder el 90 % con un margen, aunque algunas regiones han aprobado estándares más bajos que coinciden con el rendimiento de calidad de su fabricación local de UVA. El desafío para los proveedores de UVA es verificar esta cifra mediante mediciones confiables como evidencia sólida de la calidad constante del producto. (EN 1279-3: 2002; Método de prueba estándar para determinar la concentración de argón en unidades de vidrio aislante selladas mediante cromatografía de gases).

Rendimiento del vidrio aislante: el motivo del control de calidad

Para los productores de UVA, las soluciones clave de alta calidad y eficiencia energética residen en el procesamiento adecuado de productos de vidrio avanzados, como vidrio templado, laminado y con capas, así como en un sellado hábil de las UVA llenas de gas. El escape anual de llenado de gas debido a la diferencia de presión entre las condiciones exteriores y la cavidad llena de gas es como máximo del 1%. Esta fuga se considera normal y aceptable. El requisito de calidad de fabricación incluye, por supuesto, garantizar un llenado de gas adecuado y exitoso. Si la calidad del procesamiento no es lo suficientemente alta, el escape de gas podría ser mucho mayor, lo que provocaría problemas de calidad en el vidrio y, en el peor de los casos, podría provocar el colapso de toda una estructura de vidrio.

Medición adecuada

La dificultad para los fabricantes de UVA ha sido garantizar que la calidad del rendimiento del producto sea adecuada y que el llenado de gas inerte cumpla con los estándares. Tradicionalmente, el relleno de gas aislante se probaba tomando muestras aleatorias de la línea de producción y perforando orificios en el vidrio para medir el relleno de gas y, por tanto, el rendimiento del aislamiento de la unidad aislante (relleno de gas argón y unidades de vidrio aislante). Este era un método funcional, aunque costoso, que implicaba romper el vidrio y destruir el costoso producto, ya sea en la línea de procesamiento como parte del control de calidad de fabricación o hacer lo mismo con una UVA ya instalada en el campo. En otras palabras, no había ningún método disponible para medir el llenado de gas sin alterar el producto. En el pasado, no estaba disponible ningún método para medir el llenado de gas en la línea de producción como parte del control de calidad en línea de fabricación. Por lo tanto, se deja de lado la posibilidad de obtener información sobre el contenido de gas de cada pieza producida, lo que perjudica la posibilidad de controlar eficientemente la calidad de la línea de producción.

Los primeros y únicos analizadores de gases aislantes no destructivos del mundo

Controlar y determinar la concentración de gas dentro de las unidades de vidrio aislante requiere herramientas efectivas y confiables para cumplir con los crecientes y estrictos requisitos de la industria. Los analizadores de gas Sparklike IG permiten mediciones no destructivas e integradas en la línea de vidrios aislantes, lo que también afecta el rendimiento térmico de la UVA.

La gama de productos Sparklike

• Sparklike Handheld™ – Medición de llenado de gas portátil y operada por batería de UVA estándar con doble acristalamiento
• Sparklike Laser Portable™ – Medición del llenado de gas de unidades de triple y doble acristalamiento
• Sparklike Laser Integrated™ – Estación automatizada de medición de gas aislante integrada en la línea de producción de vidrios aislantes.