Cubiertas de Baja Pendiente

Innovation is about finding a better way of doing
something. Innovation can be viewed as the application
of better solutions that meet new requirements, in-
articulated needs, or existing market needs
INNOVACIÓN Y
SUS AHORROS
“Progress comes from the
intelligent use of
experience.”
— Elbert Hubbard
Ing Tarcisio Noguera PE, LEED AP
Technical & Spec Manager- LATAM

¿ QUE TE VIENE A LA MENTE CUANDO PIENSAS
EN LA MARCA FIRESTONE?

Firestone – La História
La história de Firestone empieza en el 3 de Agosto de
1900, cuando el inventor de 31 años de edad, llamado
Harvey Firestone, con un capital de solamente
US$20,000.00 fundó a la compania Firestone Tire &
Rubber Co. y empezó a vender neumáticos de caucho
para carros.
En este dado momento Firestone Tire & Rubber tenía
no más que 12 empleados.

Que tienen en común
con los siguientes
proyectos?

Estadio
Corinthians – São Paulo, BR

Por qué no se construye con baja
pendiente en LATAM ?

Por qué no se construye con baja pendiente en LATAM ?

• Único techo que funciona con Metal a baja Pendiente es:
• Edificio cuadrado, con menos de 16 mts de lado (Panel completo hecho en
obra) y sin Ninguna penetración, o unidades en la cubierta.
• Aplicando sellos butílicos en todas la uniones.

Por qué baja pendiente?
• Utilizado en cubiertas por
miles de años.
• Por los Israelitas de la
antigüedad 4,000 años atrás.

• Mas de 20.000 millones de pies cuadrados en US.
• Anualmente se instalan mas de 1 .000 millones de pies
cuadrados en US
• Encuesta de NRCA 2002-2003 indica que sigue siendo la
opción # 1 de los Arquitectos.

Por qué baja pendiente en USA?

• Disminuye el numero de canales internas.
• Disminuye el espacio extra que se genera bajo la cubierta
que tendría que moverse para enfriar o calentar
• Haciendo mas eficiente los sistemas de aire acondicionado.
• Menos acero en la estructura
• Fachadas mas bajas
• IBC recomienda 2%.

• Menos canales interna, menos tubería de aguas lluvias
• Riesgo de Goteras en el interior disminuye.

• Disminuye el espacio extra que se genera bajo la cubierta que
tendría que moverse para enfriar o calentar ;
Haciendo mas eficiente los sistemas de aire acondicionado.

• MenosVolumen interior de aire que hay que mover
para enfriar o calentar.

• Disminuye el espacio extra que se genera bajo la cubierta que
tendría que moverse para enfriar o calentar
• Haciendo mas eficiente los sistemas de aire acondicionado.

• Menos acero para la sub-estructura
1.20 mts

PARA CENTROS DE DISTRIBUCIONO BODEGAS
• Mayor volumen de almacenamiento

Case study- Centro de distribución Wal-Mart Brasil
Ejemplo Proyecto con 50.000 m2 de cubierta - Prologis Brazil

Centro de distribución Wal-Mart Brasil

Fachadas

Estructura Interior

Case study- Centro de distribución Wal-Mart Brasil
Estantería

Estantería

Cubierta

Comparemos sistemas
Cubierta de baja y alta pendiente

Tráfico Seguro
Inseguro, fácil tropezar Diseñado, y cómodo

Sello de Uniones
Mecánico yTermofusiónMecánico y sello acrílico

Penetraciones
Sellado total, estéticoRiesgo latente

Soporte de equipos
Grandes estructuras para evitar penetraciones

Canales de agua lluvia interior

WAL-MART Distribution Center, CHILE
• Distribution Center Lo Aguirre
• FIRESTONE Roof Assembly – FM
compliant
50,000 sq mts
TPO 0.045”
ISO 1.5”
Red Shield Warranty

Estructura

Cubierta

WAL-MART Distribution Center, Costa Rica

Estructura

Cubierta 5%
Correas 3.0 mts

Estantería

Detalles

CEDIS ARA Barranquilla, COLOMBIA

Ventajas delTPO
• Juntas (seams) y penetraciones
soldados en calor
• Mantenimiento fácil y trafico seguro
• Resistencia química
• Soporte de equipos y unidades AC
• Reflectividad y apariencia

Resistencia química
TPO tiene alta resistencia a
químicos como:
• Acido acético
• Hidróxido de amonio
• Nitrado de amonio
• Acido benzoico
• Alcohol bencílico
• Acido bórico fructosa
• Sulfato férrico
• Acido nítrico 10%
• Acido sulfúrico 60%
• Aceites vegetales
• Cloruro de sodio
• Aceite Mineral
• Alcohol metílico
• Productos lácteos
• Detergentes
• Grasa animal

Sistema de fijación de techos conTPO
MECÁNICAMENTE
FIJADO

Proceso de instalación
Instalación deck Metálico

Instalación Aislamiento Térmico

Instalación rollos deTPO

Instalación Rollos deTPO

Fijación Mecánica de Rollos deTPO

Soldadura juntas de Rollos deTPO

Soldadura de las juntas
con aire caliente
• Fuerte y monolítico
• No usa accesorios adicionales
para completar la junta
• Calidad consistente del robot

Apariencia Final

Cubiertas con alta
reflectividad

Estadísticas
Estadísticas del Departamento de Energía de USA
revelan:
• Edificios comerciales son responsables de:
• 46% dl total de energía utilizado
• 76% de l consumo de electricidad
• Otras Estadísticas:
• 51% de la energía mundial es producida
del carbón
• 44% de la energía de edificios
comerciales se gastan en Aire
acondicionado
• En 10 Años el consumo de energía va
crecer 35%

Efecto Isla de Calor
En un día de verano, la temperatura del centro de la ciudad puede estar
entre 6oF a 8oF (13 oC) mas caliente que en los suburbios.
El aumento es generado por los materiales de color oscuro como asfaltos y
concretos que absorben y retiene el calor.

Reflectividad
• Reflectividad es la devolución de la energía de
radiación por una superficie y habilidad de una
superficie de reflejar luz y calor
• La reflectividad de la superficie, es
determinada por su textura y color
• Reflectividad de la membranas Single-Ply de
Firestone (ASTM E-903)
• EPDM Negro 5%
• EPDM Blanco 83%
• Acrílico (Blanco) 83%
• PVC 78%
• TPO 81%
• TPO Reflexión 86%
• SBS - Blanco 26%

Emisividad
• Poder relativo de una superficie para emitir calor por radiación.
• Medido en porcentaje de energía radiada por segundo por unidad de área.
• De hecho superficies blancas y negras tienen características similares de emisividad
(0.80 – 1.00) entre mas alto el valor mas rápido el calor absorbido es liberado a la
atmosfera.

SRI – (Solar Reflactance Index)
• Reflectividad y la Emsividad todavía no se entienden en su totalidad ;
• Índice de Reflactancia Solar – Usado para combinar estos dos conceptos;
• SRI : Medida de la habilidad de un techo de rechazar el calor solar, generado por una
cambio pequeño de temperatura.
COLOR Reflectancia Emisividad Subida de
Temperatura Dia
Soliado
NEGRO 0.05 0.90 50 oC
BLANCO 0.80 0.90 8.1 oC

SRI – (Solar Reflactance Index)
• Identificar la norma que
rige el ensayo;
– ASTM
– LEED
– Energy Star
– CRRC
• Tiempo de instalado

Reflectividad
TPO Blanco
Reflectancia Solar
81%
145 F
62 C
APP Blanco
Reflectancia Solar
26%
190 F
87 C
EPDM Negro
Reflectancia Solar 5%
206 F
96 C

Reflectividad
Teja Metálica Blanca
Reflectancia solar
67%
113 F
45 C
TPO Blanco
Reflectancia Solar
81%
91 F
33 C

Reflectividad
Domo Monocapa
tradicional
91 F
33 C
Domo Bicapa
Firestone
77 F
25 C

Reflectancia – UltraPlyTPO
• Por que es tan importante la temperatura superficial de una
cubierta?
Temperatura Superficial:
Techos metálicos tiene una alta conductividad térmica, lo que
genera que las altas temperaturas superficiales se trasmitan al
interior del edificio mas rápidamente.
Temperatura Superficial:
Membranas de TPO blanca, tiene un alto índice de reflectividad
de 102, lo que hace que la superficie este mas fresca.
Usando la ley de Fourier para transferencia de calor Q = U * (T2 – T1) donde T2 es la temperatura exterior, T1 es la temperatura
interior y U es la conductancia (inverso de la resistencia térmica “R”).
Esta ecuación algebraica muestras dos maneras de bajar la cantidad de transferencia de calor Q, mediante aumentar el
aislamiento térmico (valor R) o disminuir la diferencia de temperaturas interior y exterior.
Q = U * (T2 – T1)
Considerando un EPS de 2” con un valor R= 4.35 U=0.22
BTU/(ft2.0F.h)
Q= 0.22 (127-70) = 13.1 BTU/ft2.h
Q = U * (T2 – T1)
Considerando un ISO de 1.5” con un valor R= 9 U=0.11
BTU/(ft2.0F.h)
Q= 0.11 (95-70) = 2.77 BTU/ft2.h
Casi 5 veces menos transferencia de calor.

Tipos de aislamiento térmico
resistentes a la humedad
Poliestireno
Expandido
(EPS)
Poliestireno
Extruido
(XPS)
Poliisocianurato
(ISO)

ComparaciónValor “R”
• Valor “R” mide la resistencia del
flujo de temperatura
• R = 1/C
– C = conductividad térmica del
material
– Medida de la cantidad de calor que se
trasmite por 1” de material
homogéneo.
• LTTR (LongTermThermal
Resistance) promedio a 15 años 0
1
2
3
4
5
6
1"
Concreto
EPS
XPS
ISO

Numero de pulgadas requeridas para R-20 y R-10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Polyiso Extruded
Polystyrene
Expanded
Polystyrene
Fiber Glas Perlite Fiber Board
R-20 R-10

Espesores y valores “R” ISO

Ventajas del Polyisosianurato ISO sobre
Poliestireno Extruido (XPS)
• Para 2” de aislamiento, ISO tiene un 40% mas de valor “R”
• Resistente a solvente y adhesivos de construcción
• Mejor desempeño en pruebas de fuego, es FM Clase 1 (FM 4470) y UL 1256
• Puede ser instalado directamente sobre un cubierto metálico, sin barrera
contra fuego
• Fabricado con material reciclado, que ayuda al medio ambiente

Por que instalar aislamiento térmico?
• CUBIERTA RECIBE MAS DEL 40% DEL CALOR DEL MEDIO
AMBIENTE
• LAMINA METALICATIENECOEFICIENTE DE DILATACION
TERMICA MASALTO
• AISLAMIENTOTERMICOAHORRA ENERGIA
Costo Energia US$0.26 kW/h
GUATEMALA –WAL MART

Por que instalar aislamiento térmico?
• Con 1.5” ISO Ahorro de US$186,900 / año
• Con 2.5” ISOAhorro de US$206,120 / año
Costo Energia US$0.26 kW/h

Fuego externo - Case study
• Estadio de Futbol Joao Havelange – Rio de Janeriro
– SistemaTPO con 1.5” ISO

Fuego Interno - Case study
Agosto 28 /2014 Sodimac
Santiago

Entidades regulatorias
•Organización Sin Animo de Lucro líder mundial en la
protección contra fuego
•Ayuda a establecer estándares y normas para la protección
contra fuego
•Aseguradora Mundial de edificaciones comerciales.
•Énfasis a protección al fuego
•Compañía mundial de consultoría y certificación, con énfasis
en fuego

Resistencia al fuego
Externo e interno
Fuego Externo
• TPO clasifica como ClaseA:
• Coberturas de techo que es
efectivo contra fuego severo
(llama 1400 °F)
Fuego Interno
• ISO clasifica como Clase 1:
• Coberturas de techos que no
contribuye a la propagación
de fuego interno

Comparativa
Poliuretano PUR Polyiso PIR
Se mantiene encendido después
de retirar la llama
Se auto extingue al retirar la
llama
EPS/XPS
Propaga Fuego
Humo Asfixiante

Sistema Daylight SunWave™
Iluminación natural del Sol.

Sistema Daylight
SunWave™ - Claraboyas
Beneficios
• Reemplazar la iluminación
eléctrica hasta un 70% en el
día
• Ahorro de energía en
edificaciones que abren
durante el día tales como
escuelas, fabricas, tiendas por
departamento, etc.
• Un SunWave produce la luz
de un bombillo de 1000 watts

Luces eléctricas
• Edificio industrial
común
• Luces encendidos y
gastando electricidad
• Aun muy oscuro

Claraboya tradicional
• Primero con domos
claros y después opacos
para derribar a la luz
para la difusión
• Chorro de Luz se mueve
durante el día

Sistema Daylight SunWave™ - Claraboyas
• Energía Solar =
eficiencia
• Los domos de SunWave
maximizan la
transmisión de la luz
para un nivel de difusión
óptimo
• ¡No hay luces
encendidas!

• Energía Solar =
eficiencia
• Cero consumo de
energía
• Cero emisiones de
dióxido de carbono

Comparación – Planta Lego
• Antes • Después

Sistema Daylight
SunWave™ - Claraboyas
Beneficios
• Transmite 35% mas luz
• Provee 100% de difusión
• Dirige la luz sin áreas
calientes
• Mas de 20% de luz en ángulos
bajos del sol
• 50% mas resistentes

• Beneficios
• Doble lente
• Mas de 4000 prismas
por pie cuadrado
• Pasa prueba de cauda
de 200 lb a 2’ de altura
• Soporta 500 lb/ft2

Desempeño a largo plazo
Fibra de vidrio de 12 años Acrílico de 17 años
Acrílico de 47 años

Usos e intensidad de iluminación
1 FC = 10.78 LUX

Domos con marcos de aluminio
Class 1 – Hail Rated:
2’ x 4’
5’ x 5’
4’ x 4’
5’ x 6’
4’ x 8’
5’ x 8’
Class 2 – Hail Rated:
2’ x 4’
5’ x 5’
4’ x 4’
5’ x 6’
4’ x 8’
5’ x 8’
PolyCarbonate:
2’ x 4’
5’ x 5’
4’ x 4’
5’ x 6’
4’ x 8’
5’ x 8’

BASES – incluyen malla de seguridad
• No estructural y con aislamiento
(Calibre 18)
• Costoso
• Aislada con 1.5” fibra de vidrio
• Requiere soporte con canal en “C”
• CURB – incluye malla de
seguridad
• Estructural sin
aislamiento(Calibre 14)
• Mas Económico
• Aislar en camp con 1.5” ISO
• Sellado con detalles tradicionales
• No requiere soporte adicional

CEDIARA Barranquilla, COLOMBIA

• Barrera de seguridad y protección
contra caídas
• Protección bajo normas de OSHA:
• OSHA 1926.502 y
• OSHA 1910

Escotillas de Humo
• Medidas estándar
• Medidas especiales
• Bajo normas UL
• Aprobados por FM
• Apertura 105º interior y exterior
• Montado sobre base tradicional

Escotillas de Humo
Sistema de apertura Interior y Exterior

Escotillas de Humo
• Fusible de apertura a diferentes
temperaturas
• 74º C hasta 197º C

Retorno a la Inversión
Building Illustration
R-19 Roof
Insulation
A Building Size 100,000 sq ft
B Estimated Roof Cost @ $4/sq ft $400,000
C SunWave™ Daylighting System – Unit Size 5’x6’
D Effective Skylight to Floor Ratio (ESFR) 5%
E UnitQuantity 166
F Estimated SunWave Cost @ $1,500 Each $249,000
G TotalCost for Roof and SunWave (B+F) $649,000
LosAngeles, CA
H EstimatedAnnual Energy Savings w/SunWave $79,488
I Return on Investment for SunWave Only (F÷H) 3.13 years
J Return on Investment forTotal Roof (G÷H) 8.16 years
K Energy PolicyAct (EPact) 2005 Credit
Daylight and LightingControl System: $0.60/sq
ft; Consult w/tax specialist.)
-$60,000
L Return on Investment forTotal Roof & Epact
Credit (G-K)÷H
7.41 years

Ejemplo de diseño
• Lugar: México – Chetumal
• Altura del edificio : 10 mts – 35 ft
• Área : 13,140 m2 (141,437 sf)
• Uso:Venta al detal

características originales
• Área Cubierta 13,140 m2
• ÁreaTraslucida 5.94%

Diseño de iluminación natural

1. Solo un 2.5% de área traslucida (90 unidades de 5’x8’)
2. Tamaño de SunWave puede varias de acuerdo a disposición de
polines

Resultados
1. Relación Área de iluminación natural a solo 2.55%
2. Iluminación por hora , y mes
3. Promedio obtenido 50 FC, se puede aumentar o bajar según número de
SunWave

Costos de electricidad
asumidos

Resultados y ahorros
1. Ahorro de 200,000 kW/h por año

Resultados y ahorros
1. Ahorro de mas de $20,000 dólares por año

Garantía Red Shield™ de Firestone
Garantía de un solo proveedor
•Solo materiales o materiales y mano de obra
•Garantías de 5 a 30 años

Inspecciones
• Todo proyecto con garantía Red
Shield es minuciosamente
inspeccionado y calificado

Inspecciones
Productos Firestone
• Fabricado en plantas ISO 9001 &
14001
• Aprobaciones:
• Mano de Obra
• Contratistas capacitados
• Seminarios de capacitación en
USA y localmente

NADIE LE CUBRE MEJOR.
MUCHAS GRACIAS

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