Embed Size (px)
Citation preview
Modelo de ventilación inducida para la vivienda en clima cálido
húmedo: sistema chimenea solar
H. Pérez1 J. Flores2 A. López3
1 División Académica de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, e-mail:
[email protected], web: http://www.ujat.mx
Arquitecta por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Maestra en Arquitectura por la Universidad
Nacional Autónoma de México. Actualmente Profesor-Investigador de la Licenciatura en Arquitectura de la
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco y Estudiante del Doctorado Interinstitucional en Ingeniería de la
Universidad Juárez Autónoma de Durango. Miembro de Cuerpo Académico UJA-CA222 “Arquitectura y Tecnología Ambiental”.
2 División Académica de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, e-mail:
[email protected], web: http://www.ujat.mx
Arquitecto por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Maestro en Arquitectura por la Universidad
Nacional Autónoma de México. Actualmente Profesor-Investigador de la Licenciatura en Arquitectura de la
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Miembro de Cuerpo Académico UJA-CA222 “Arquitectura y
Tecnología Ambiental”.
3 División Académica de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, e-mail:
[email protected], web: http://www.ujat.mx
Maestra en Arquitectura por la Universidad Autónoma de Yucatán. Doctora en Arquitecta por la Universidad Nacional Autónoma de México. Actualmente Profesor-Investigador de la Licenciatura en Arquitectura de la
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Miembro de Cuerpo Académico UJA-CA222 “Arquitectura y
Tecnología Ambiental”.
RESUMEN
Habitualmente residimos en viviendas construidas sin un estudio previo de las condiciones geográficas y la
orientación. En el clima cálido húmedo, tal situación trae como consecuencia la incomodidad térmica
manifestándose como sensación de calor. El movimiento del aire tiene un papel muy importante dentro del
proceso de enfriamiento. La ventilación es la técnica más efectiva para extraer el calor no deseado de un edificio.
El objeto de estudio de ésta investigación es el Sistema Pasivo Chimenea Solar, como generador de ventilación
inducida. El propósito consiste en estimar la eficiencia de un modelo derivado del sistema chimenea solar que
contemple la geometría y la selección de materiales, a través del flujo de ventilación por inducción de un espacio
habitable emplazado en clima cálido húmedo. Se plantea su diseño, construcción de modelos a escala,
realización de cálculos y construcción a escala real. Proporcionándose con esto una alternativa de
acondicionamiento pasivo.
Palabras Clave: Chimenea solar, sistema pasivo
INTRODUCCIÓN
Dentro del pensamiento evolutivo de preservar el medio ambiente han surgido diferentes
enfoques, cuya evolución declina en el concepto de Desarrollo Sustentable. Definido en el
informe histórico de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo como
satisfacción de las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras
generaciones para satisfacer sus propias necesidades (ONU, 1987). En esta perspectiva, se
incluye el edificio energéticamente eficiente desde un aspecto operacional. Es aquel que tiene
la facultad de obtener un ahorro energético, durante la vida útil, implementando diversas
técnicas alternativas, ya sean pasivas o activas. Sin embargo la solución no puede ser
generalizada, el emplazamiento de la edificación presenta características propias tales como
factores climáticos, biológicos, culturales y tecnológicos, que son determinantes a la hora de
plantear respuestas.
El manejo de la forma en el diseño arquitectónico, depende en gran medida de la conjugación
de los materiales utilizados en el edificio, de esta manera los elementos que forman parte de la
envolvente tienden a cobrar importancia en el momento en que estos actúan como el medio de
enlace entre el ambiente interior y el exterior del edificio. Entendiéndose por envolvente del
edificio a los muros exteriores y el techo.
En años recientes la concepción de una envolvente desde el punto de vista hermético se ha
venido transformando, los edificios concebidos bajo este esquema con el transcurrir de los
años, han demostrado tener grandes consumos energéticos debido a los requerimientos de
enfriamiento y calentamiento.
Desde el punto de vista de la arquitectura, el diseño de edificios eficientes implementa a partir
de bases técnicas y tecnológicas, lo que antes esbozaba la arquitectura vernácula, busca la
interacción arquitectura-medio ambiente. Por ejemplo, si la práctica constructiva se lleva a
cabo en una zona lluviosa, las soluciones estaban sujetas a impedir la penetración de la lluvia
al interior de la construcción, aunado a esto se tomaban en cuenta otras variables tales como la
temperatura y la humedad. En el caso de zonas lluviosas y temperatura alta las construcciones
tendían a ser ligeras, buscando el resguardo y la frescura al interior, por el contrario en zonas
con lluvias abundantes y temperaturas bajas tendían a ser pesadas y abrigadoras.
El sitio de estudio de ésta investigación es la ciudad de Villahermosa, Tabasco, que por
encontrarse en la franja costera del sureste de nuestro país, presenta un clima cálido-húmedo.
Cuenta con vasto sistema hidrológico, conformado por ríos y lagunas. Aquí se manifiestan
temperaturas en promedio de 36°C en la época calurosa, con máximas de hasta 42°C; el rango
de humedad relativa promedio es del 55% al 65% (Servicio Meteorológico Nacional, 2011).
Aun considerando el factor de aclimatación de la gente a éstas condiciones, la mayoría de las
viviendas ubicadas en clima cálido húmedo presentan problemas de incomodidad térmica, a
causa de su diseño. El viento se mueve a velocidades bajas, manteniéndose en dos direcciones
predominantes, Noreste y Sureste (García, 1995). Estos datos establecen que las edificaciones
requieren de enfriamiento. En general los edificios presentan una tipología subyugada por la
gran cantidad de equipos de aire acondicionado que se sitúa en las fachadas.
De acuerdo con Calvillo la mayoría de las viviendas en México no están diseñadas por un
arquitecto; están planeadas por los usuarios con el apoyo de un albañil. Por otro lado la
ruptura con la arquitectura tradicional no permitió la continuidad del quehacer arquitectónico
de tal forma que se conservaran formas, materiales y detalles arquitectónicos, producto de su
relación con el medio natural, tradición cultural, paisaje y recursos locales. Así mismo en la
actual arquitectura mexicana, incluyendo no solo la elaborada por arquitectos, se distinguen
soluciones simples generalmente en forma de cubo, con techos planos de concreto a muy baja
altura, ventanas grandes y horizontales, muros de bloque de cemento y la fachada principal
orientada a la calle (Calvillo Unna, 1999).
Aunado a lo anterior, la ciudad de estudio se enfrenta actualmente a condiciones limítrofes y
principalmente a la disponibilidad de tierra firme, por lo que se rellenan lagunas y vasos
reguladores, para atender la necesidad de espacio. Consecuentemente la vivienda sustituye
espacios destinados a la ventilación, por sitios cerrados y acondicionados artificialmente en el
mejor de los casos, presenta incomodidad térmica debido a los altos índices de temperatura y
humedad relativa, lo que conlleva al uso de equipos mecánicos para la refrigeración
repercutiendo en el gasto energético y la economía del usuario.
¿Pero qué es lo que se puede hacer arquitectónicamente, como solución al problema térmico
de la edificación?
De acuerdo con la Arquitectura Bioclimática como respuesta a éste escenario, debe hacerse
uso de una técnica pasiva de ventilación que proporcione comodidad térmica al usuario y no
propicie el consumo de energía no renovable. La palabra pasivo se refiere a que en todos los
casos la energía transferida para y desde el edificio, se da por medio de un proceso natural,
por conducción, convección y radiación. Está formado por los elementos del edificio,
actuando de manera conjunta a través de los procesos naturales, absorbiendo y emitiendo
energía. Y de esta manera lograr que en el interior se den las condiciones de comodidad
térmica para los habitantes, recurriendo con menor frecuencia al uso de los equipos
convencionales de climatización. Consiguiendo que en el interior del edificio se den las
condiciones de comodidad térmica para sus habitantes (Sámano, Morales, & Morillón, 1997).
Para poder proyectar con soluciones pasivas se requiere del conocimiento pleno de las
características del clima de la localidad y del emplazamiento específico de la obra, aspectos
que inciden directamente en el confort térmico del usuario. Lo que influye en la toma de
decisiones para la selección del sistema pasivo.
La sensación de enfriamiento, en el ser humano, se da en la superficie de la piel. Por lo tanto
el movimiento del aire representa un factor importante en este proceso. Sin embargo, en este
lugar el viento se mueve a velocidades bajas, en ocasiones menores a 0.25 y de acuerdo con la
escala Beaufort se trata del rango de velocidad definido como calmo.
Atendiendo a estas condicionantes la investigación tiene por objetivo, estimar la eficiencia de
un modelo derivado del sistema chimenea solar que contemple la geometría y la selección de
materiales, a través del flujo de ventilación por inducción de un espacio habitable emplazado
en clima cálido húmedo. Cabe mencionar que el trabajo aquí presentado sólo muestra la fase
preliminar del planteamiento de la investigación.
Impactará desde un punto de vista económico y social, pues los usuarios directos se verían
beneficiados al poder acceder a alternativas de control del ambiente interior del espacio.
Trayendo como consecuencia la generación de la disminución de la factura por consumo
energético para climatización artificial.
1. ANTECEDENTES
Para una mejor comprensión del sistema, a continuación se define la chimenea solar y se
describe el sitio en el que se implementará.
1.1 Chimenea Solar
Los sistemas pasivos tienden a ser clasificados de acuerdo a su función principal, según la
clasificación de David Morillón, las chimeneas solares se pueden utilizar como sistemas de
enfriamiento al provocar la ventilación inducida, y generar mediante ésta, la remoción de las
partículas de aire caliente en derredor del usuario (Morillón, 1993).
Las chimeneas solares o cajas negras utilizan el calor solar para reforzar la convección natural
del aire. Una de las ventajas de las chimeneas solares es su habilidad de autobalance, cuanto
más caliente el día, más se calienta la chimenea, y por lo tanto, más rápido será el movimiento
del aire.
El sistema consiste en: Un elemento captador: vidrio y/o metal pintado de negro mate; en
ocasiones, un elemento acumulador de energía calorífica: muros o techo y en general
sobresale por encima de la techumbre, ver Figura 1.
Figura 1: Elementos que conforman la Chimenea Solar
Dentro del sistema se calienta una masa de aire que asciende y después es desfogada a la
atmósfera (diferencias de temperatura entre masas de aire). Resultando en el interior del
espacio habitable, corrientes de aire a través del efecto convectivo.
En este sistema actúan los fenómenos de conducción, convección y radiación. El fenómeno de
transferencia de calor por conducción se efectúa mediante la comunicación molecular directa
en el muro, a distintas temperaturas, este calor fluye de mayor a menor temperatura, es decir,
de la cara exterior donde incide el sol a la cara interior. El fenómeno convectivo ocurre
cuando en el sistema se genera el movimiento del aire, esto resulta como consecuencia de los
gradientes de densidad que experimenta al estar en contacto con la superficie acumuladora
(muro o techo), la cual se encuentra a una temperatura elevada. La radiación está presente
cuando el calor es emitido por las superficies del sistema.
Por otro lado también en este sistema, se presenta el movimiento de aire por efecto Stack
ocurre cuando las diferencias de temperaturas causan diferencias de densidad en el aire y
provocan diferencias de presión entre el interior y el exterior.
La chimenea solar es un sistema que genera ventilación inducida, puede lograr un movimiento
eficaz del aire aún en días de baja velocidad de viento (Marino & Thomas, 2007). Se conduce
por diferencias de temperatura.
Cuando se planea aprovechar la ventilación natural como el medio principal de enfriamiento
de una vivienda deben considerarse dos principios:
Uno, el viento induce diferencias de presión entre los lados de un edificio y sobre el techo, lo
que da lugar a la formación de un flujo de aire dentro del edificio desde las aberturas a
barlovento hacia las que están a sotavento. Estas diferencias de presión varían con la forma
del edificio, la dirección del viento, y la presencia de construcciones y árboles circundantes. Y
dos, la fuerza de flotación debida a diferencias de temperatura entre el exterior y el interior de
un edificio, y entre los diferentes ambientes interiores produce un flujo de aire. La tendencia
natural del aire caliente a ascender y acumularse en la parte superior de la habitación produce
una estratificación estable cuyo factor determinante es la localización y el tamaño de las
aberturas o respiraderos.
La flotación induce enfriamiento o ventilación natural dentro de un edificio creando
diferencias de presión más bajas que el viento. El aire cálido asciende y, si le es permitido
salir por alguna abertura situada en la parte superior de la vivienda, impulsará el ingreso de
aire a menor temperatura a los niveles inferiores. La ventilación conducida por efecto stack en
un ambiente estratificado es más efectiva en espacios altos y con diseño de atrios o patios
interiores como el caso estudiado aquí.
En efecto, las diferencias de presión debidas a la flotación son directamente proporcionales a
las diferencias de altura y de temperatura entre al aire entrante y el saliente. Como resultado,
hay tres formas de aumentar el flujo conducido por flotación: aumentando la altura de las
habitaciones, incrementado el tamaño de las aberturas y calentando el aire dentro del edificio.
En general, el enfriamiento natural debe estudiarse sobre el edificio completo para asegurar la
trayectoria del flujo de aire, a través y hacia fuera de las zonas y ambientes ocupados, y para
garantizar seguridad ante la ocurrencia de un incendio. En cambio, el análisis habitación por
habitación resulta útil cuando se desea analizar el flujo de aire en ambientes cerrados.
Para verificar que el funcionamiento del sistema de ventilación natural es el esperado de
acuerdo al diseño de la vivienda, suele recurrirse al modelado numérico empleando códigos
de simulación o a la modelación física en el laboratorio. Este último enfoque es el empleado
en este trabajo.
1.2 El sitio de estudio El estado de Tabasco se encuentra situado al sureste de la República Mexicana, limitando al
Norte con el Golfo de México, al Sur con el estado de Chiapas, al Este con el estado de
Campeche y Guatemala y al Oeste con el Estado de Veracruz. Se ubica en latitud Norte de
17° 59’, longitud 92° 55’ y altitud de 10 m sobre el nivel del mar. Se encuentra dividido en 17
municipios.
Figura 2: Fotografía aérea de la ciudad de Villahermosa.
Fuente:http://www.urbanfreak.net/showthread.php/7735-Villahermosa-vs-Tuxtla-
Gutierrez/page106.
La ciudad Villahermosa es la capital del Estado y forma parte del Municipio del Centro,
situada en las márgenes del Río Grijalva. Es una región de terrenos básicamente planos, en la
confluencia de varios ríos y con algunos lomeríos de pendientes muy ligeras, ver Figura 2.
Las imágenes de la región proyectan, la presencia del mundo acuático como elemento
modelador del medio físico y de las poblaciones que lo habitan. Tiene un complejo sistema
hidrológico, consta de grandes ríos caudalosos, que vierten sus aguas en el Golfo, y que
también forman vastas lagunas rodeadas de manglares y vegetación cambiante.
El territorio es anegadizo y pantanoso en gran parte, y algunas zonas se inundan en época de
lluvias. El clima es sumamente caluroso y húmedo; las lluvias son constantes.
La tierra es muy fértil; los productos principales son el cacao, café, arroz, fríjol, maíz, tabaco,
añil, zarzaparrilla, algodón azúcar, ixtle, cáñamo, palo de tinto, todo el género de pimienta
malagueta, mejor conocida como de Tabasco.
El paisaje es siempre verde por la abundancia de la vegetación, se pueden encontrar desde
árboles como el framboyán, guayacán, macuilís, hasta frutales; así como una gran variedad de
arbustos.
De acuerdo al sistema de clasificación climática de Köppen modificado por Enriqueta García,
Tabasco presenta un clima Am (f) w g, cálido húmedo. Los parámetros climáticos analizados
fueron: Temperatura, interviene en la evaporación y los movimientos de las masas de aire;
Humedad relativa, es el factor que condiciona la evaporación; Viento, es el movimiento del
aire que se desplaza de una zona de alta presión a una zona de baja presión, se caracteriza por
su dirección, velocidad y frecuencia; Nubosidad se relaciona con los periodos de sol y
Radiación solar, es la cantidad de sol que va a ser recibida por las superficies.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
Para lograr los objetivos de la investigación se requiere trabajar con el método dinámico, se
observan los hechos bajo una meta concreta, previamente definida, y si es necesario se
modifica la forma de interpretar, comprobar y analizar el fenómeno. El propósito es llegar a
cumplir con el objetivo que se definió en la propuesta de investigación. Este proceso consta
de tres fases, una teórica, una práctica y una de valoración. En la primera se llevará a cabo la
revisión de la literatura así como los conceptos semánticos inherentes e investigaciones
referentes. Se indagará acerca de las características y funcionamiento del sistema pasivo
Chimenea Solar, conceptos y teorías sobre los temas de calor y temperatura, nociones de la
teoría de fluidos y transferencia de calor. Así mismo se hará la revisión de la normatividad
con el fin de obtener datos que contribuyan a la propuesta del modelo. A continuación se hará
la síntesis de la información, apoyándose en las características del sitio de estudio, que en este
caso será el estado de Tabasco, principalmente en los factores climáticos que generarán el
perfil climático y geográfico, de esta manera se concretarán las características del espacio
habitable. El análisis de la información recopilada dará la perspectiva para diseñar los
modelos teóricos adaptados del sistema chimenea solar, integrando la selección de materiales,
el dimensionamiento y la geometría. Los materiales serán seleccionados en cuanto al factor de
conductividad y la geometría se definirá con base al efecto stack, ambas condiciones con el
fin de generar un diseño que optimice el desempeño de la chimenea.
La etapa experimental requiere del empleo de tres métodos (Mermet A., 2005), que den
solución a un problema en el que se emplee como solución la ventilación natural:
Primeramente se realizará experimentación sobre modelos a escala (visualización de la
trayectoria del viento mediante trazadores de humo). Seguidamente se hará una evaluación y
comprobación de parámetros con modelos de cálculo. Finalmente se efectuarán mediciones de
temperatura y humedad relativa en los espacios bajo estudio en escala y tiempo real.
Mermet menciona que estos métodos por si solos no son suficientes por lo que recomienda
realizarlos de forma simultánea. Los modelos a escala permitirán la observación de los
patrones de flujo en el interior del espacio, debido a su geometría, la ubicación, forma y
tamaño de los vanos de entrada y salida. Para poder visualizar los aciertos y desaciertos de los
modelos, se requiere de la utilización de trazadores de humo, éstos darán la pauta para
identificar las situaciones críticas y establecer los ajustes necesarios hasta definir cuál de los
modelos presenta el mejor desempeño. El logro de esto se plantea a partir de un modelo de
referencia que acredite la comparación entre los resultados. De manera consecutiva se
realizarán los cálculos: la predicción del caudal de aire, la estimación de la velocidad del aire
y el dimensionamiento de los vanos. Posteriormente con base en éstos resultados se
determinará la propuesta definitiva, se procederá a su construcción e instalación sobre el
espacio habitable. La última etapa de la investigación precisa de un paso previo que implicará
la instalación del equipo de medición y el levantamiento de datos de temperatura y velocidad
del viento. Al igual que la experimentación con los modelos a escala se implementará un
módulo de referencia que contemple las mismas características constructivas y condiciones de
emplazamiento con el objeto de comparar los datos obtenidos en el sistema propuesto. Los
instrumentos que serán empleados para el levantamiento de datos son: Adquisidores de
temperatura Data Logger Hobo U12 (unidad de medida en °C), sensores de temperatura,
anemómetro KANOMAX ANEMOMASTER modelo A004 (unidad de medida m/s), plumas
de humo, software HOBOware Pro 2.3.1. Cabe mencionar que éstos se encuentran
disponibles y pertenecen al cuerpo académico del cual formo parte. Como ya se mencionó la
última etapa de la investigación consistirá en la evaluación del sistema propuesto, para lo que
se elaborarán herramientas de diagnóstico tales como tablas y gráficos, lo que dará pie a la
síntesis de los resultados mediante un análisis estadístico de las lecturas obtenidas por el
equipo, dando origen a las conclusiones y sugerencias.
3. ESTADO DEL ARTE
Con el fin de realizar el marco de referencia de la investigación, se indagó a cerca de 80
investigaciones análogas correspondientes con el tema de chimenea solar. De ahí fueron
extraídas las referentes a estudios en clima cálido húmedo, se indica en la Tabla 1, con el
propósito de tener una perspectiva referente al tema y visualizar la frontera del conocimiento.
En la Figura 3, se identifica la franja de países con clima cálido húmedo.
Figura 3: Mapamundi en el que se localiza la franja de los trópicos y el sitio de estudio.
En la Tabla 1, se pueden apreciar 12 casos ubicados en clima cálido húmedo en los que la
chimenea ha sido adosada tanto en muros y como en techos, tal situación muchas de las veces
depende de las condiciones en que esté emplazado el edificio de estudio. En la mayoría de los
artículos analizados, se percibe un gran interés por el dimensionamiento y los vanos de
entrada y salida de la chimenea, resultado de la búsqueda de la eficiencia en el flujo de
ventilación. También se aprecia que existe un vacío en la experimentación con materiales no
transparentes (Tan, A. Y. K. & Wong, N. H., 2013). El desempeño de la chimenea es revisado
a través de las variables como temperaturas, diferencia entre temperaturas, velocidad del aire,
flujo de aire, caudal de aire. Los instrumentos de evaluación del sistema son modelados a
escala, modelado matemático, y aplicación en escala real.
Tabla 1: Artículos referentes a investigaciones situadas en clima cálido húmedo.
Cálid
o
Húm
edo
Cálid
o S
eco
Tem
pla
do
Muro
Techo
Alto
Ancho
Larg
o
Mate
rial
Vano d
e
Entr
ada y
Salid
a
Velo
cid
ad d
el
aire
Flu
jo d
e
masa d
e
aire/C
audal
de a
ire
AC
H
Tem
pera
tura
Difere
ncia
de
tem
pera
tura
Escala
real
Modelo
a
escala
Méto
do
mate
mático
Sim
ula
ció
n
softw
are
Singapore 2013 R R R R R R R R R R
Malasia 2012 R R R R R R R R
Adrar, Algeria 2011 R R R R R R R R
Hong Kong 2009 R R R R R R R R R R R
Tailandia 2006 R R R R R R R R
India 2005 R R R R R R R R R R
Malasia 2003 R R R R R R R R
Tailandia 2003 R R R R R R R R R
Bangkok,
Tailandia2000 R R R R R R R
Bangkok,
Tailandia2000 R R R R R R R
Bangkok,
Tailandia1999 R R R R R
Nigeria 1992 R R R R R R R
HERRAMIENTA/INSTR
UMENTO
CLIMA DEL
SITIO DE
ESTUDIO
Ciudad/País Año
ELEMENT
O DONDE
FUE
APLICADO
CONFIGURACIÓN FUNCIONAMIENTO/ DESEMPEÑO
4. RESULTADOS PRELIMINARES
El clima cálido húmedo, que presenta la región de estudio es de los más difíciles de tratar. De
toda la gama de estrategias pasivas sólo dos resuelven esta dificultad: ventilación y
sombreamiento (Tudela F. , 1982). El objeto de estudio de la presente investigación es la
eficiencia Sistema Pasivo Chimenea Solar, como generador de ventilación por inducción.
Como resultado preliminar se obtuvo el estado del arte del Sistema aplicado al clima cálido
húmedo, con el fin de realizar en una siguiente etapa, la idealización de un nuevo modelo que
mejore la ventilación. Dentro del análisis del marco referencial se pudieron identificar las
variables de investigación; como variables independientes los materiales y la geometría que
conformará la chimenea, y como variable dependiente la velocidad del flujo de ventilación
inducida al interior de un espacio habitable emplazado en clima cálido húmedo. La geometría
de la chimenea, será definida con base en la forma y dimensiones que mejor permitan generar
altos índices en el flujo de la ventilación. Aunque la chimenea solar emplea
predominantemente acristalamiento de vidrio como superficie exterior, cada vez hay más
ejemplos utilizando tejas o láminas de metal como alternativa. Aunque el vidrio tiene ventajas
sobre el efecto stack, no absorbe la radiación solar más alta y menos la energía calorífica. La
temperatura de la superficie exterior de la chimenea es más alta que la temperatura de la
superficie interior, posteriormente se conduce al aire dentro de la cámara y de ahí al interior
del espacio de estudio, si el aislamiento falla. Esto no ocurriría si el recubrimiento de la
chimenea fuera de material opaco, el cual actuaría como un amortiguador térmico para el
interior. De aquí la propuesta de realizar un análisis de los materiales que conformarán el
prototipo.
A partir de ello se pretende dar pasos con responsabilidad y fundamentados en el
conocimiento teórico que guíe a mejores propuestas. Como resultado a posteriori se pretende
obtener un módulo proyectado con base en las dimensiones mínimas planteadas por el
Reglamento de Construcción del Estado para una recámara. Se elige este espacio, porque es el
lugar de la vivienda en el que se pasa más tiempo. Este modelo será evaluado y dará la pauta
para el diseño definitivo del sistema.
5. CONCLUSIONES
La Comisión Nacional de Vivienda en México (CONAVI-INFONAVIT-SHF, 2011), tiene
dentro de sus iniciativas la vivienda sustentable. Sin embargo, México es un país en vías de
desarrollo, con un alto índice de pobreza, en donde la sustentabilidad del hogar podría ser un
lujo a nivel popular, por lo tanto deben proveerse más opciones. Como investigador en el
campo de la arquitectura y usuario de edificaciones emplazadas en el clima cálido húmedo,
resulta prioritario continuar en esta línea y aportar soluciones alternativas.
Este prototipo contribuirá al continuo cambio de las masas de aire que hay al interior de la
vivienda y así reducir la temperatura efectiva y aumentar la perdida de calor por convección
en los ocupantes que experimentan incomodidad térmica. A partir de la revisión de la
literatura, se observó que la investigación del estado de la técnica, habitualmente se concentra
en países de clima templado. Se menciona que el trópico es diferente de las regiones
templadas, en términos de trayectoria solar, cantidad de radiación solar y cubierta de nubes,
lo que hace que la investigación sobre la chimenea solar en los trópicos sea significativamente
diferente (Tan, A. Y. K. & Wong, N. H., 2013).
En nuestro país, la cultura del ahorro de energía se inició hace más de una década, pero los
beneficios aún no son palpables. La sociedad mexicana, requiere de nuevos diseños de
viviendas que se adapten a sus necesidades y que además modifiquen las tecnologías actuales,
altamente consumidoras de energía, tratando de afectar en lo posible el valor adquisitivo de la
vivienda. De manera global, el desarrollo de la presente investigación representa una
contribución favorable al cuidado del medio ambiente, en el entendido que las acciones que
conllevan a la transferencia de tecnología utilizando las fuentes de energía alternativas,
teniendo un reflejo directo en los procesos de sustentabilidad.
6. BIBLIOGRAFÍA
Almanza Salgado, R., & et. al. (1992). Actualización de los Mapas de Irradiación Global
Solar de la república Mexicana. Series del Instituto de Ingeniería. México: UNAM.
Calvillo Unna, J. (1999). La Casa Ecológica. México: CONACULTA.
CONAVI-INFONAVIT-SHF. (2011). Vivienda Sustentable. MÉXICO: CONAVI.
García, J. (1995). Viento y Arquitectura. México:: Editorial Trillas.
Marino, B., & Thomas, L. P. (2007). Modelado en el laboratorio de la ventilación natural
generada por diferncias de temperatura entre el interior y el exterior una vivienda.
AVERMA(11), 8-43.
Mermet A., G. (2005). Ventilación Natural de Edificios. Fundamentos y Método de Cálculo
para Aplicación de Ingenieros y Arquitectos. (Nobuko, Ed.) Buenos Aires, Argentina.
Morillón G., D. (1993). BIOCLIMÁTICA.Sistemas Pasivos de Climatización. Guadalajara:
Universidad de Guadalajara.
ONU. (1987). A42/87 Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el
Desarrollo. Asamblea General. 96ª. Sesión Plenaria.
Sámano, D., Morales, J., & Morillón, D. (1997). Aspectos Bioclimáticos en el Diseño de
Edificios Confortables de Máxima Eficiencia Energética. En I. Pilatowsky, Notas del Curso
de Actualización de Energía Solar (págs. 207-2017). Temixco, Morelos: UNAM.
Servicio Meteorológico Nacional. (2011). Obtenido de Comisión Nacional del Agua:
recuperado de
http://smn.conagua.gob.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=107%3Atempe
ratura-maxima-por-entidad-federativa&catid=1&Itemid=112
Subsecretaría de Planeación Energética y Desarrollo Tecnológico, Dirección General de
Planeación Energética. (2012). Balance Nacional de Energía 2011 (Primera edición ed.).
México, DF: Secretaría de Energía.
Tan, A. Y. K., & Wong, N. H. (2013). Parameterization Studies of Solar Chimneys in the
Tropics. Energies, 6(1), 145-163.
Tudela, F. (1982). Ecodiseño. México: Universidad Autónoma Metropolitana.
