Air permeability measures the rate at which air passes through a material—whether a textile fabric or a building envelope—under a specified pressure difference applied perpendicularly across a defined test area. This article focuses on practical, step-by-step test procedures rather than abstract theory, covering both fabric testing in laboratory settings and whole-building air tightness testing using blower door equipment. Getting the procedure right matters for repeatability, regulatory compliance with standards like ISO 9237:1995 for textiles or ATTMA/Part L for buildings, and maintaining consistent quality control. For instance, a fabric tested at 100 Pa and 20 cm² might show 500 mm/s air permeability, directly impacting its suitability for outdoor jackets.
Objetivos clave de las pruebas de permeabilidad al aire:
- Evaluación de las propiedades de transpirabilidad y confort de los tejidos textiles
- Verificación de la resistencia al viento de la ropa de exterior y las prendas de protección
- Confirmación de la eficacia de filtración de productos médicos y filtros industriales
- Medición del índice de fugas de aire a través de la envolvente de los edificios para la certificación de la eficiencia energética
- Garantizar un diseño adecuado de la ventilación cuantificando la estanqueidad de la envolvente.
Principales normas y métodos de ensayo de la permeabilidad al aire
Los métodos de ensayo varían ligeramente en función de la norma aplicable, pero los pasos principales -acondicionamiento de las muestras, aplicación de una presión diferencial controlada y medición del flujo de aire- siguen siendo fundamentalmente similares en todos los protocolos.
Principales normas textiles:
- ISO 9237:1995 - Determina la permeabilidad al aire de los tejidos utilizando una presión de 100-2500 Pa y áreas de prueba de 5-100 cm².
- ASTM D737-18 - Método de ensayo normalizado para la permeabilidad al aire de los tejidos textiles; presión predeterminada de 125 Pa y área de ensayo de 20 cm².
- BS 5636 - Norma británica para las pruebas de permeabilidad al aire de los tejidos
- GB/T 5453 - Equivalente chino en gran medida intercambiable con ISO 9237
- JIS L1096 - Norma industrial japonesa sobre el flujo de aire a través de textiles
Orientación relativa a la construcción:
- ATTMA TSL1 - Norma técnica para medir la permeabilidad al aire de los cerramientos de las viviendas (Reino Unido)
- ATTMA TSL2 - Cubre las no viviendas y las grandes estructuras comerciales
- Parte L de la normativa sobre construcción - Marco normativo del Reino Unido relativo a los requisitos de las pruebas de estanqueidad al aire de las viviendas nuevas
Las secciones de procedimiento que siguen hacen referencia principalmente a las normas ISO 9237:1995 y ASTM D737-18 para los ensayos de tejidos, junto con un protocolo genérico de puerta soplante alineado con las directrices de la ATTMA para envolventes de edificios.
Equipo necesario para las pruebas de permeabilidad al aire
La precisión de los procedimientos depende de que los equipos estén correctamente especificados y calibrados. Tanto si se realizan pruebas textiles en un laboratorio controlado como si se miden fugas de aire en todo el tejido de un edificio, la instrumentación debe proporcionar resultados fiables dentro de las tolerancias de precisión documentadas.
Equipos de ensayo de textiles
Un comprobador de permeabilidad al aire para tejidos suele incluir:
- Cabezal de prueba con orificios intercambiables - Tamaños comunes: 5, 20, 50 y 100 cm² para acomodar materiales con diferentes niveles de apertura
- Anillo de sujeción con junta de goma - Crea un sello hermético alrededor de la muestra de ensayo para evitar fugas de aire en los bordes
- Manómetro diferencial - Mide la caída de presión a través de la probeta; rango típico 50-500 Pa con precisión ≥2%.
- Fuente de vacío o presión controlada - Mantiene estable la diferencia de presión durante la medición
- Caudalímetro - Caudalímetros calibrados que cubren aproximadamente 1-10.000 dm³/min con una precisión de ±2%
- Pantalla digital o sistema de adquisición de datos - Salida directa de los resultados en mm/s o L/(m²-s)
Los instrumentos modernos miden el caudal de aire automáticamente una vez que la presión diferencial objetivo se estabiliza, eliminando los errores manuales de temporización y cálculo.
Equipo de ensayo de edificios (kit de puerta soplante)
Para las pruebas de estanqueidad al aire de todo el edificio, el kit esencial comprende:
- Ventilador calibrado - Ventilador de velocidad variable capaz de generar un caudal de aire suficiente para alcanzar una diferencia de presión de 10-60 Pa en toda la envolvente.
- Panel de puerta temporal - Marco ajustable que se adapta a las puertas exteriores estándar; monta el conjunto del ventilador
- Mangueras y grifos de presión - Conectar puntos de referencia internos y externos al manómetro
- Manómetro digital - Mide la presión diferencial típicamente en el rango de 10-1000 Pa con una resolución de 0,1 Pa
- Software de prueba - Controla la velocidad del ventilador, registra los puntos de datos y calcula la permeabilidad al aire a presiones de referencia.
- Herramientas de detección de fugas - Los lápices de humo o las cámaras de infrarrojos ayudan a identificar las principales vías de fuga
Los sistemas típicos de ensayo de edificios miden la permeabilidad al aire en un rango de 0,01-20 m³/(h-m²) a 50 Pa, abarcando desde casas pasivas muy herméticas hasta construcciones más antiguas y permeables.
Preparación y acondicionamiento de muestras
La correcta preparación de las muestras es fundamental para obtener un ensayo de permeabilidad válido. Las muestras mal preparadas introducen una variabilidad que enmascara el verdadero rendimiento del material y puede dar lugar a resultados incoherentes entre laboratorios o lotes de producción.
Corte y selección de muestras
- Cortar al menos 5 probetas de aproximadamente 100 mm × 100 mm (o como especifique la norma de ensayo).
- Tomar muestras de diferentes zonas a lo ancho y largo del rollo para captar la variabilidad estructural.
- Evite las zonas con defectos visibles, pliegues o contaminación.
- Para los tejidos asimétricos, marque la cara técnica y registre qué lado se enfrentará al lado de baja presión durante la prueba
Requisitos de acondicionamiento
Las condiciones ambientales afectan significativamente a las mediciones de permeabilidad al aire porque la humedad influye en el hinchamiento de las fibras y en la estructura del tejido:
- Relaje previamente las muestras si se han doblado, enrollado o comprimido durante el transporte.
- Acondicionar las muestras en una atmósfera estándar -típicamente 20 ± 2°C y 65 ± 4% HR según ISO 139- durante al menos 24 horas.
- Mantener el acondicionamiento hasta el ensayo; evitar manipular las muestras con las manos desnudas después del equilibrado.
Consideraciones especiales para tejidos recubiertos o multicapa
| Tipo de tejido | Requisito de orientación | Notas |
|---|---|---|
| Tejido monocapa | Técnica boca abajo (hacia baja presión) | Seguir la norma o las especificaciones del cliente |
| Tejidos recubiertos | Revestimiento orientado hacia el lado de baja presión | Evita daños en el revestimiento por la presión de apriete |
| Materiales compuestos multicapa | Secuencia de capas especificada | Documentar la orientación en el informe de ensayo |
| Telas no tejidas | Por ambos lados, salvo que se especifique lo contrario | Algunos no tejidos muestran diferencias direccionales 10-50% |
Procedimiento paso a paso de ensayo de permeabilidad al aire de los tejidos
Esta sección ofrece un procedimiento práctico y cronológico basado en las normas ISO 9237 y ASTM D737. Seguir estos pasos sistemáticamente le ayudará a medir la permeabilidad al aire de forma coherente y a generar datos precisos para tomar decisiones de calidad.
Paso 1 - Configuración del instrumento
- Conecte la fuente de alimentación y la fuente de aire comprimido o vacío
- Verificar que las cabezas de prueba y las juntas de goma estén limpias y sin daños.
- Compruebe la fecha del certificado de calibración; vuelva a calibrarlo si está caducado.
- Poner a cero el manómetro y el caudalímetro sin muestra instalada.
- Confirme que el instrumento muestra lecturas de cero estables antes de continuar.
Paso 2 - Selección de los parámetros de la prueba
Elija las condiciones de ensayo en función de la norma aplicable o de las especificaciones del cliente:
| Parámetro | Valor típico | Notas |
|---|---|---|
| Zona de pruebas | 20 cm². | Por defecto para tejidos de confección; utilizar 5 cm² para tejidos apretados, 100 cm² para estructuras abiertas. |
| Caída de presión | 100 Pa | Común para tejidos de confección; 200 Pa para tejidos industriales |
| Número de lecturas | ≥5 por muestra | Más lecturas mejoran la confianza estadística |
Registre los parámetros seleccionados antes de comenzar las mediciones.
Paso 3 - Montaje de la muestra
- Coloque la probeta acondicionada plana sobre el cabezal de ensayo, con la cara técnica orientada según se requiera
- Centrar el área de prueba sobre el orificio, asegurándose de que ningún pliegue cruce la zona de medición.
- Baje suavemente el anillo de sujeción y apriételo para comprimir la junta
- Inspeccione la junta visualmente: no debe haber ningún hueco visible por el que pueda pasar el aire.
- Si la muestra se desliza o se aglomera, vuelva a colocarla y a sujetarla.
Paso 4 - Ejecución de la prueba
- Inicie el flujo de aire para que el instrumento se ajuste automáticamente a la diferencia de presión objetivo.
- Espere hasta que las lecturas de presión y caudal se estabilicen, normalmente entre 5 y 10 segundos.
- Registre el caudal de aire visualizado o el valor de permeabilidad directa al aire
- Observe cualquier fluctuación; las lecturas inestables pueden indicar fugas en los bordes o problemas con el instrumento.
Paso 5 - Repetición
- Pruebe cada espécimen en al menos 5 zonas distintas no superpuestas.
- Calcular el valor medio y la desviación típica del espécimen.
- Repita la operación en los 5+ especímenes para generar una media a nivel de muestra.
- Un coeficiente de variación inferior a 10% indica una buena repetibilidad; valores superiores sugieren variabilidad del material o problemas de procedimiento.
Paso 6 - Cálculos
Los instrumentos modernos suelen dar resultados directamente, pero la fórmula subyacente es:
Permeabilidad al aire = Caudal volumétrico ÷ Superficie de ensayo
Por ejemplo, si 400 cm³ de aire atraviesan una probeta de 20 cm² cada segundo a 100 Pa:
- Permeabilidad al aire = 400 cm³/s ÷ 20 cm² = 20 cm³/(cm²-s) o equivalentemente 200 mm/s
Convierta las unidades según requiera su norma de información (mm/s, L/m²/s, CFM/pie²).
Lista de control de la documentación
Registre siempre lo siguiente para que el procedimiento sea auditable:
- Zona de ensayo y presión diferencial utilizada
- Condiciones atmosféricas durante las pruebas
- Identificación y orientación de las muestras
- Lecturas individuales y estadísticas calculadas
- Modelo de instrumento y estado de calibración
- Fecha de la prueba y nombre del operador
Procedimiento de ensayo de permeabilidad al aire para envolventes de edificios (puerta soplante)
En el caso de los edificios enteros, la permeabilidad al aire se mide como el índice de fuga de aire a través de la envolvente a una presión de referencia -normalmente 50 Pa- normalizada por la superficie de la envolvente o de la planta. Este procedimiento de ensayo cuantifica la facilidad con que el aire puede atravesar el tejido del edificio, lo que repercute directamente en el rendimiento energético y la calidad del aire interior.
Preparación
- Programe la prueba una vez finalizados los principales trabajos en la envolvente (ventanas, puertas, juntas instaladas).
- Documente qué aberturas intencionadas se sellarán: rejillas de ventilación, extractores, conductos de humos, buzones...
- Sellar temporalmente las aberturas utilizando materiales adecuados (cinta adhesiva, tapones hinchables, láminas de plástico).
- Registre la superficie útil del edificio y la superficie de la envolvente para los cálculos de normalización
- Asegúrese de que todas las puertas interiores estén abiertas para crear una zona de presión única.
Configuración del equipo
- Coloque el marco ajustable de la puerta de soplado en la puerta exterior principal
- Montar el ventilador calibrado en el panel provisional, asegurando un sellado hermético alrededor del marco.
- Conecte la manguera de presión interior a un lugar alejado del flujo de aire directo (al menos a 1,5 m del ventilador).
- Conecte la manguera de presión exterior a un punto exterior protegido de los efectos del viento.
- Conecte las mangueras al manómetro digital y verifique la comunicación con el software de prueba.
- Confirme que la lectura de la presión de referencia está cerca de 0 Pa con el ventilador apagado
Secuencia de pruebas
La prueba crea una serie de puntos de presión para caracterizar la relación flujo-presión de la envoltura:
- Poner en marcha el ventilador a baja velocidad y aumentarla gradualmente hasta alcanzar una diferencia de aproximadamente 10 Pa.
- Registre el caudal de aire a 10 Pa, luego incremente la presión en pasos de 5-10 Pa hasta 60 Pa
- Deje que las lecturas se estabilicen en cada punto antes de registrarlas.
- Realizar primero la presurización (introducir aire en el edificio)
- Repita el proceso de despresurización (extracción del aire) si así lo requiere su norma de ensayo.
- Intentar obtener al menos 5 puntos de datos en todo el intervalo de presión para el ajuste de la curva.
Tratamiento de datos
El software de prueba ajusta los datos medidos a una relación de ley de potencia:
Q = C × ΔP^n
Donde Q es el caudal de aire, C es un coeficiente de caudal, ΔP es la diferencia de presión y n es el exponente de caudal (normalmente 0,5-1,0).
A partir de esta relación, el programa calcula:
| Métrica | Unidades típicas | Descripción |
|---|---|---|
| Permeabilidad al aire a 50 Pa | m³/(h-m²) | Caudal de aire por metro cuadrado de superficie de la envolvente |
| Cambios de aire por hora a 50 Pa (ACH50) | h-¹ | Caudal de aire dividido por el volumen del edificio |
| Área de fuga equivalente | cm | Tamaño hipotético del orificio que provoca la misma fuga |
Controles de calidad
Antes de aceptar los resultados:
- Verificar que la velocidad del viento se mantuvo por debajo de 6 m/s durante la prueba (comprobar la estación meteorológica local).
- Confirmar que la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior era manejable (idealmente <15°C).
- Revise la curva de flujo-presión para una progresión suave; los puntos erráticos sugieren puertas que se abren o condiciones racheadas.
- Utilice lápices de humo o imágenes infrarrojas para identificar las principales vías de fuga durante o después de la prueba de presión.
- Si los resultados parecen anómalos, compruebe que todos los precintos temporales permanecen intactos.
Requisitos del certificado de prueba
El certificado final debe documentar:
- Dirección del edificio, descripción y superficie de la planta/sobre
- Fecha de la prueba y condiciones meteorológicas
- Normas seguidas (por ejemplo, ATTMA TSL1:2021)
- Aberturas selladas y método de sellado
- Resultado de la permeabilidad al aire medida con unidades
- Determinación de aprobado/no aprobado con respecto a las normas de construcción aplicables
Condiciones de ensayo recomendadas y ajustes típicos
Unas condiciones ambientales y de ensayo coherentes son esenciales para obtener resultados comparables entre laboratorios, fechas de ensayo y operadores diferentes. Pequeñas variaciones en la temperatura, la humedad o los ajustes de presión pueden causar resultados variables que enmascaran el verdadero rendimiento del material o del edificio.
Condiciones de ensayo del tejido
- Clima acondicionado: 20 ± 2°C, 65 ± 4% HR (según ISO 139)
- Tiempo de equilibrio: Mínimo 24 horas; algunos materiales densos pueden necesitar 48 horas
- Prueba de caídas de presión:
- 50 Pa - Estructuras muy abiertas, no tejidos gruesos
- 100 Pa - Tejidos para prendas de vestir en general, textiles deportivos
- 200 Pa - Tejidos más apretados, tejidos industriales
- 500 Pa - Tejidos recubiertos, materiales de muy baja permeabilidad
- Áreas de prueba:
- 5 cm² - Tejidos extremadamente apretados en los que el flujo no sería mensurable en superficies mayores
- 20 cm² - Por defecto para la mayoría de prendas de vestir y textiles para el hogar
- 50-100 cm² - Telas no tejidas abiertas, materiales de muy alta permeabilidad al aire
Condiciones de ensayo del edificio
- Velocidad del viento: Por debajo de 6 m/s (en condiciones ideales de calma)
- Diferencia de temperatura: Interior-exterior ΔT < 15°C preferido
- Presión basal: Cerca de 0 Pa con el ventilador apagado; el efecto de apilamiento natural debería ser mínimo.
- Rango de presión: 10-60 Pa en incrementos de 5-10 Pa
Ejemplo comparativo
Consideremos dos tejidos ensayados en las mismas condiciones (100 Pa, 20 cm² de superficie de ensayo):
| Tipo de tejido | Permeabilidad al aire | Aplicación típica |
|---|---|---|
| Malla ligera de poliéster | 800 mm/s | Camiseta deportiva de alta transpirabilidad |
| Nylon de tejido tupido con acabado DWR | 35 mm/s | Chaqueta exterior cortaviento |
La malla permite aproximadamente 23 veces más flujo de aire, lo que explica por qué se siente más fresca pero no ofrece protección contra el viento, demostrando cómo los resultados de las pruebas se traducen en comodidad y rendimiento funcional del usuario.
Interpretación de los resultados y criterios comunes de aceptación
Las cifras de permeabilidad al aire en bruto deben interpretarse en función de los requisitos del producto, los objetivos de confort o los límites reglamentarios. Un valor que representa un aprobado para una aplicación puede ser un claro suspenso para otra.
Criterios de aceptación de textiles
Una mayor permeabilidad mejora la transpirabilidad pero reduce la resistencia al viento. Los rangos de objetivos típicos incluyen:
| Aplicación | Alcance del objetivo | Justificación |
|---|---|---|
| Ropa exterior cortaviento | < 50 mm/s | Evitar las fugas de aire; mantener el aislamiento térmico |
| Chaquetas Softshell | 50-150 mm/s | Equilibrio entre transpirabilidad y protección contra el viento |
| Camisetas deportivas | 200-800 mm/s | Maximiza el flujo de aire para la refrigeración durante la actividad |
| Medios de filtración | Varía según la clase de eficiencia | Debe equilibrar el caudal de aire con la captura de partículas |
| Tejido de paracaídas | 300-500 cm³/(cm²-min) | La permeabilidad uniforme garantiza un despliegue fiable |
Si los resultados no se ajustan a las especificaciones, considere la posibilidad de ajustar la estructura del tejido, los tratamientos de acabado o el gramaje del revestimiento.
Criterios de aceptación del edificio
Las normativas de construcción británicas y europeas suelen especificar una permeabilidad máxima al aire de 50 Pa:
| Tipo de edificio | Límite típico | Notas |
|---|---|---|
| Nuevas viviendas (Parte L 2021) | 8 m³/(h-m²) @ 50 Pa | Algunos regímenes exigen 5 m³/(h-m²) |
| Viviendas de bajo consumo energético | 3 m³/(h-m²) @ 50 Pa | Requiere MVHR para una ventilación adecuada |
| Estándar Passivhaus | ≤ 0,6 ACH50 | Extremadamente hermético; ventilación mecánica esencial |
| Edificios comerciales | Varía según la clase de uso | Puede seguir las directrices ATTMA TSL2 |
Lower air leakage rates improve energy efficient operation but may require mechanical ventilation systems to maintain indoor air quality. Buildings failing their target must undergo leak detection and remediation before retesting.
Ejemplos trabajados de aprobado/suspenso
Ejemplo 1 - Tejido de chaqueta para exteriores:
- Medido: 42 mm/s a 100 Pa
- Especificación: < 50 mm/s
- Resultado: PASS - Adecuado para ropa de exterior cortaviento
Ejemplo 2 - Vivienda nueva:
- Medido: 6,2 m³/(h-m²) @ 50 Pa
- Objetivo: 5 m³/(h-m²) @ 50 Pa
- Resultado: FAIL - Debe identificar y sellar las vías de fuga y, a continuación, volver a realizar la prueba.
Buenas prácticas, resolución de problemas y repetición de pruebas
Un procedimiento sólido incluye comprobaciones proactivas de errores y orientaciones claras sobre el tratamiento de resultados incoherentes. La detección precoz de los problemas evita la pérdida de tiempo en las pruebas y la toma de decisiones incorrectas en materia de calidad.
Problemas comunes en las pruebas de tejidos
| Problema | Causa probable | Efecto en los resultados | Solución |
|---|---|---|---|
| Permeabilidad artificialmente alta | Fuga de bordes alrededor de la abrazadera | El aire de bypass infla las lecturas 10-25% | Comprobar el estado de la junta; aumentar la presión de apriete |
| Lecturas inestables | Tiempo de estabilización insuficiente | Resultados variables entre lecturas | Esperar más tiempo; verificar la estabilidad de la fuente de presión |
| Valores inesperadamente bajos | Muestra excesivamente sujeta o doblada | La estructura comprimida reduce el flujo | Reposicionar el espécimen; asegurar un montaje plano |
| Repetibilidad deficiente | Muestras no acondicionadas | La variabilidad de la humedad afecta a la estructura | Prolongar el tiempo de acondicionamiento; verificar la atmósfera |
| Caudal cero o mínimo | Filtros de instrumentos obstruidos | Restringe el paso del aire | Limpie o sustituya los filtros según el programa de mantenimiento |
Problemas comunes en las pruebas de edificios
| Problema | Causa probable | Efecto en los resultados | Solución |
|---|---|---|---|
| Lecturas de presión fluctuantes | Rachas de viento >6 m/s | Línea de base inestable; curva errática | Reprogramar para condiciones más tranquilas |
| Fugas superiores a las previstas | Aberturas intencionadas sin sellar | Valor de permeabilidad al aire inflado | Vuelva a comprobar todos los respiraderos, conductos de humos y penetraciones. |
| Resultados fuera del rango calibrado | Edificio con demasiadas goteras o demasiado hermético | Extrapolación inexacta a 50 Pa | Utilizar un anillo de ventilador diferente; verificar el alcance del equipo |
| La presión no se estabiliza | Puerta abierta durante la prueba | Paso de aire masivo incontrolado | Asegurar edificio; reiniciar secuencia de pruebas |
Protocolos de repetición de pruebas
- Valores atípicos de una sola medición: Si una lectura se desvía en más de 20% de las demás, investigue la causa antes de descartarla.
- Desviación sistemática: Si la tendencia de todas las lecturas es alta o baja, compruebe el estado de calibración y los factores ambientales.
- Pruebas posteriores a la rehabilitación: Tras sellar las fugas en los edificios o ajustar los procesos de los tejidos, dejar pasar un tiempo suficiente antes de volver a realizar las pruebas (tejidos: reacondicionamiento; edificios: los sellantes deben curarse).
- Se activa la repetición completa de las pruebas: Mal funcionamiento del equipo, contaminación de la muestra o desviación del protocolo descubierta a mitad de la prueba.
Recomendaciones sobre documentación
- Desarrollar y mantener por escrito un Procedimiento Operativo Estándar (SOP) que haga referencia a ISO 9237, ASTM D737, ATTMA u otras normas, según proceda.
- Registrar todas las fechas de calibración, actividades de mantenimiento y números de serie de los equipos.
- Archiva los datos brutos junto con los resultados calculados para garantizar la trazabilidad
- Revisar anualmente los procedimientos y actualizarlos en función de la evolución de las normas o los equipos.
Conclusión
Un procedimiento de ensayo de permeabilidad al aire fiable combina el cumplimiento de normas reconocidas, equipos correctamente especificados y calibrados, una preparación rigurosa de las muestras y una ejecución disciplinada paso a paso. Tanto si se trata de comprobar la transpirabilidad y resistencia al viento de tejidos textiles como de medir la estanqueidad al aire de la envolvente de un edificio para comprobar la eficiencia energética y el cumplimiento de la normativa, los principios básicos siguen siendo los mismos: controlar las condiciones ambientales, aplicar el diferencial de presión correcto, medir el flujo de aire con precisión y documentarlo todo para garantizar la trazabilidad.
Controlar y medir la permeabilidad al aire es esencial tanto para el rendimiento de los materiales -que afecta a la comodidad del usuario, la eficacia de la filtración y la durabilidad- como para el rendimiento de los edificios, donde influye directamente en la pérdida de calor, el control de la humedad y el consumo de energía. Las organizaciones que realicen estas pruebas deben desarrollar o perfeccionar sus procedimientos internos basándose en la estructura aquí descrita, garantizando la alineación con normas como ISO 9237, ASTM D737 o las directrices de ATTMA. Con un PNT bien documentado, instrumentos calibrados y operarios formados, puede generar datos precisos que respalden decisiones de calidad fiables y el cumplimiento de la normativa.