DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologias Pasivas, Parte 1 Por Dr. Fernando Abruña, FAIA (dialogandoverde@gmail.com)

Transcripción

1 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologias Pasivas, Parte 1 En la pasada intervención estudiamos las unidades de acondicionamiento tipo Mini Split y los conocidos como inverter. Hoy iniciaremos la discusión relacionada a las tecnologías pasivas que podemos incorporar a los edificios. Los edificios, ciudades y ambientes que diseñamos, construimos y operamos pueden beneficiarse de tecnologías pasivas que incorporan los ciclos de la naturaleza como parte de su diseño. Estas tecnologías incluyen entre otras: 1. Quiebrasoles para arrojar sombra sobre edificios y ambientes construidos 2. El uso de materiales que reducen el paso del calor a los espacios interiores que habitamos 3. Ventanas apropiadas para promover buena ventilación e iluminación natural y reducir la entrada de la radiación solar. 4. El uso de colores apropiados para mejorar la iluminación natural y reducir el impacto del calor La geometría del edificio y su orientación (que discutimos anteriormente) es también una estrategia pasiva de diseño. Las estrategias pasivas operan automáticamente sin necesidad de equipos mecánicos. Así pues, un alero provee sombra a una pared sin consumir energía para su operación. No tenemos que encenderlo ni apagarlo...comienza a funcionar de acuerdo al diseño el cual toma en consideración el paso del sol durante diferentes momentos del día y épocas del año. Para poder diseñar quiebrasoles que nos protejan de la radiación solar será necesario tomar en consideración el movimento del sol. Aunque es la tierra la que gira alrededor del Sol, éste es el que parece moverse con relación a la Tierra. Durante la mayor parte del año, el Sol lleva una ruta diurna de Este a Oeste pero...con una inclinación hacia el Sur. Durante un corto periodo del año (los meses de Verano) el Sol en su movimiento de Este a Oeste se traslada con una inclinación hacia el Norte. En nuestra próxima intervención y tomando estos datos en consideración aprenderemos a ubicar correctamente las ventanas y a protegerlas con quiebrasoles!

2 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologias Pasivas, Parte 2 En la pasada columna introdujimos a nuestra discusión quincenal, los sistemas pasivos de conservación de energía y recursos. Hoy ( Qué Chévere!) aprenderemos sobre la mejor orientación para nuestras ventanas y como protegerlas con quiebrasoles. A manera de resumen, y como explicamos en la ocasión anterior, durante la mayor parte del año, el Sol lleva una ruta diurna de Este a Oeste pero...con una inclinación hacia el Sur. Durante un corto periodo del año (los meses de Verano) el Sol en su movimiento de Este a Oeste se mueve con una inclinación hacia el Norte. De salida, analizando esta información, nos daremos cuenta que la orientación Norte es la que mayor luz pero menos radiación solar recibe. Esto significa que si deseamos tener buena iluminación natural y reducir el paso del calor hacia los espacios interiores de nuestras edificaciones debemos abrir tantas ventanas en orientación Norte como nos sea posible. De la misma manera si analizamos nuevamente el movimiento del Sol, nos percataremos que la orientación Oeste es la que más radiación recibirá. Moraleja?... Debemos abrir menos ventanas con orientación Oeste. Esto no quiere decir que debemos eliminar por completo todas las aperturas de ventanas en esta orientación. De hecho les recomiendo que por razones de viento, lluvia, ventilación, iluminación natural y otras consideraciones ecológicas, es siempre recomendable tener alguna apertura en cada una de las fachadas del edificio. Las fachadas más abiertas o con más huecos de ventanas serán, en orden prioritario, la Norte, Este, Sur y Oeste. Muchas ventanas en la orientación Norte, muchas en la orientación Este (con el uso apropiado de quiebrasoles) bastantes en la fachada Sur (nuevamente protegidas con quiebrasoles) y la menor cantidad de aperturas de ventanas en la fachada Oeste, las cuales también podemos proteger con quiebrasoles. Del análisis del movimiento del Sol (el cual no discutiremos en más detalle para no aburrirles), se desprende que los quiebrasoles horizontales (aleros) serán los más eficientes en las fachadas con orientación Norte y Sur. Las fachadas Este y Oeste se beneficiarán más con quiebrasoles de aletas verticales. Las restantes orientaciones, por ejemplo: Noreste, Noroeste, Sureste y Suroeste se verán mejor protegidas con una combinación de quiebrasoles horizontales y verticales.

3 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologias Pasivas, Parte 3 En nuestra pasada discusión, aprendimos a ubicar las ventanas en la mejor orientación y que tipo de quiebrasol es el más apropiado. Hoy aprenderemos sobre los tamaños recomendables para los diferentes tipos de quiebrasoles. Ya sabemos que para orientaciones Norte y Sur debemos utilizar aleros, para orientaciones Este y Oeste aletas verticales y para las restantes orientaciones, quiebrasoles mixtos. En Puerto Rico, muchas viviendas se diseñan y construyen con aleros de aproximadamente 24 a 30 pulgadas de profundidad y anchura similar a la apertura de las ventanas que intentan proteger. Con frecuencia vemos estos aleros colocados indiscriminadamente en las orientaciones menos favorables... parecería que los aleros fueran el único tipo de protección disponible! De forma general y sin entrar en todas las consideraciones que supone el diseño de un quiebrasol recomendamos que los aleros en orientaciones Sur tengan una profundidad mínima de 5 pies. Las ventanas con orientación Norte podrán protegerse del Sol con profundidades de 2'-6. Donde los vientos sean considerables resultará efectivo una profundidad de alero de 5 pies para proteger el hueco de ventana de la entrada de lluvias impulsadas por los vientos. A continuación resumimos, de forma gráfica, lo discutido sobre quiebrasoles en nuestras pasadas dos intervenciones:

4 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologias Pasivas, Parte 4 Además de la protección solar que nos ofrecen los quiebrasoles que estudiamos en las pasadas intervenciones, la Ventilación Natural es otra de las tecnologías pasivas más importantes que podemos incorporar en un edificio. Sobre esto se centrará la discusión de hoy. Al considerar los costos de las diferentes estrategias, huelga decir que la ventilación natural es muchísimo más económica que el uso de aparatos mecánicos para climatizar el interior de nuestros edificios. Desde el punto de vista ambiental la ventilación natural es superior a la tecnología de acondicionadores de aire. Arquitecto,... es que no puedo vivir sin el fresquito del acondicionador!.. con frecuencia me dicen muchos de mis clientes, amigos, estudiantes y algunos colegas arquitectos e ingenieros. El problema principal de los sistemas mecánicos de acondicionamiento de aire es que las tecnologías que hasta el momento tenemos disponibles hacen daño ambiental de una forma u otra. Los gases refrigerantes que se utilizan en los sistemas de acondicionadores de aire son de varios tipos. Aquellos que no dañan la capa del ozono, generan muchas emisiones que ocasionan el calentamiento global. Los que aportan de forma reducida al calentamiento global le hacen daño a la Capa de Ozono (que nos protege de la radiación ultravioleta)... como popularmente decimos... Palo si bogas y Palo si no bogas...como quiera que lo veamos le hacemos daño al ambiente cada vez que encendemos un acondicionador de aire. Se están explorando otras opciones de enfriamiento mecánico sin el uso de gases refrigerantes. Una tecnología que promete posibilidades es una similar al horno de microondas pero invertida. Imagínese el equivalente de un acondicionador de aire por microondas!!! Ya se pueden obtener neveras que operan con estos sistemas. En lo que estas tecnologías progresan, el uso de abanicos de pedestal o de pared, (de plafón, si el techo está protegido o bajo sombra) y la ventilación natural, son las opciones más económicas y menos dañinas al ambiente. En nuestra próxima lección aprenderemos a colocar las ventanas en los sitios y paredes apropiadas.

5 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologías Pasivas, Parte 5 En las pasadas columnas discutimos la desventaja ambiental que presenta el acondicionamiento de aire mediante equipos mecánicos de refrigeración. Concluimos que: o le hacen daño a la capa del Ozono (que nos protege de la radiación ultravioleta) o alternativamente afectan adversamente el cambio climático. En esta ocasión discutiremos en más detalle, y como opción substituta a la climatización mecánica, el uso de la ventilación natural. Es importante investigar como, por donde y con que frecuencia se mueve el viento en el lugar que seleccionemos para ocupar. Una habitación o espacio en un edificio puede ventilarse de forma natural si incorporamos ventanas en lados opuestos del mismo y manteniéndolas perpendiculares a la dirección predominante del viento. Esta estrategia es absolutamente esencial. Si el espacio solamente tiene ventanas en una de sus paredes, la ventilación será casi despreciable. Si tenemos ventanas en dos paredes opuestas, pero paralelas a la dirección predominante del viento, tampoco tendremos un flujo de aire que pueda resultar en confort. Estos principios básicos se ilustran a continuación: Resultará evidente que en lugares densamente construidos los edificios y viviendas en terrenos bajos confrontarán más dificultad de lograr una buena ventilación natural que aquellos que se encuentren en niveles o topografías más altas. Lo mismo aplica a apartamentos bajos y altos. Los que estén elevados sobre tres pisos de altura tendrán como regla general una mejor exposición a las brisas que aquellos cercanos al nivel de tierra. Los primeros tendrán menos barreras de frente a la dirección del viento.

6 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologías Pasivas, Parte 6 En nuestra pasada intervención discutimos los principios básicos para promover la ventilación natural dentro de los edificios utilizando tecnologías pasivas, las cuales recordaremos, son aquellas que están integradas al diseño del edificio, no consumen energía ni requieren encenderse o apagarse. Hoy discutiremos otras estrategias importantes para promover la ventilación natural en los interiores. Una estrategia muy simple que resultará fácil de incorporar tanto en nuevos edificios como en los existentes es el uso de ventanas que se extiendan casi desde el piso hasta el plafón. Dije casi porque será necesario dejar una provisión de unas seis pulgadas en la base para colocar el zócalo y poder, de esta forma, mitigar la entrada de agua de lluvia. El zócalo nos permitirá, además, pasar mapo y escoba para el mantenimiento y limpieza de los pisos. La instalación más común que vemos en nuestra isla es la de ventanas de celosías de aluminio que comienzan a una altura de aproximadamente 36 pulgadas sobre el nivel de piso terminado. Esta práctica no permite que las brisas pasen a la altura de nuestro cuerpo. Esto es algo esencial ya que el principio de la ventilación natural está predicado en que las brisas pasen por todo nuestro cuerpo y de esta forma puedan evaporar el sudor que pueda formarse sobre nuestra piel. Esta evaporación disipa el calor que internamente se genera en nuestros cuerpos. A continuación ilustramos este concepto. Proximamente discutiremos el uso de la vegetación y de la topografía para mejorar la ventilación natural en nuestros edificios.

7 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologías Pasivas, Parte 7 En la pasada discusión aprendimos como el uso de ventanas de piso a plafón es la estrategia más apropiada para ventilar de forma simple y económica los interiores de nuestras viviendas. En ésta ocasión hablaremos sobre el uso de la vegetación para promover la ventilación natural. Podemos utilizar setos vegetativos de marcada densidad para re-dirigir las brisas en un lugar cuando por otras consideraciones, solares o de mejores vistas del entorno natural o construido, no podamos tener los huecos de ventanas perpendiculares a la dirección predominante del viento. Si el seto es ralo este actuará como un filtro que reducirá su velocidad sin cambiar la dirección. Para hacer uso efectivo de los árboles sin que afecten adversamente el paso de las brisas a través de nuestros edificios es importante que hagamos poda selectiva para asegurarnos que los primeros ocho pies de altura quedan libres de ramas que puedan, de otra forma, entorpecer el paso de las brisas. La combinación de setos vegetativos y árboles frondosos pueden utilizarse para canalizar, a manera de embudo, las brisas hacia el interior del edificio. Conviene además señalar que debemos evitar que las brisas pasen sobre, charcos, estanques o fuentes decorativas u otros cuerpos de agua para evitar cargar de humedad el aire que se introduce al edificio. El aire seco añade a nuestro confort, el aire húmedo evita que el cuerpo pueda disipar su calor interno a través de la evaporación.

8 DIALOGANDO VERDE: Eficiencia Energética- Tecnologías Pasivas, Parte 8 En la pasada discusión aprendimos como el uso de la vegetación puede ayudarnos a mejorar la ventilación cruzada en un edificio. Hoy, nuestra discusión se centrará en el uso de la topografía para promover la ventilación natural y mejorar nuestro confort. Manipulando la topografía del lugar podemos utilizar estrategias similares a las que discutimos cuando estudiamos la vegetación como recurso climático (y pasivo) para dirigir las brisas al interior del edificio. Convendrá, por ejemplo, levantar ligeros promontorios de tierra que actúen como muros para dirigir el paso de las brisas al interior. El uso de taludes o bermas de tierra, contra las paredes exteriores de la vivienda, permitirá hacer uso de ésta como un material de aislamiento térmico que podrá reducir el paso del calor al interior del edificio. A continuación ilustramos estos dos conceptos. El tema de las tecnologías pasivas como estrategias para refrescar nuestras viviendas es uno extenso que requiere más espacio del que aquí tenemos disponible. Recomendamos a quien le interese, nuestro libro, FRESCO GRATIS. Profusamente ilustrado, les enseñará como utilizar los recursos de la naturaleza para mitigar el calor en nuestras viviendas. Pueden ordenarlo con cheque o giro postal por $12 a nombre de: Instituto IPEC, PO Box , San Juan, PR