Mitigación del impacto del cambio climático en la vivienda de México: Envolvente Arquitectónica VÍCTOR DANIEL RUIZ VILLASEÑOR.

Mitigación del impacto del cambio climático en la vivienda de México: Envolvente Arquitectónica VÍCTOR DANIEL RUIZ VILLASEÑOR.

Introducción En el cambio climático es evidente el calentamiento global, reflejado en el aumento de la temperatura en los últimos años, lo cual es un problema para lograr el confort térmico en los edificios, porque habitar en espacios inadecuados repercute en problemas de consumo energético, impactos ambientales y gastos económicos para los usuarios. Frente a este problema se vuelve una necesidad la mitigación del CO2 en la vivienda, entre las estrategias, la mejora del comportamiento térmico de la envolvente, de la vivienda social, como los materiales y los sistemas constructivos con alta resistencia térmica, para calentar y enfriar la vivienda con sistemas pasivos, además mediante el comportamiento térmico de la vivienda estimar los beneficios térmicos, energéticos, económicos y ambientales.

Antecedentes En México los antecedentes de programas e iniciativas que se desarrollaron y se están desarrollando con medidas de mitigación respecto al tratamiento de la envolvente de la viviendas, como son la Hipoteca Verde, el Sistema SISEVIVE, el Código de Edificación de Vivienda, la NAMA de Vivienda Nueva y la NOM-020-ENER (CONNUE, 2014). Además del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE).

Mitigación de los efectos del cambio climático Disminución de emisiones de GEI en los siguientes sectores: Edificios residenciales, comerciales e institucionales Transporte Industria Agropecuario Manejo de residuos domiciliarios e industriales Energético Entre otros

La vivienda en México Total de viviendas en México = 28,614,991 (INEGI, 2010) Construcción de viviendas anualmente= 600,00(aproximadamente) La Vivienda de interés social es la mas construida

Consumo de energía en México y emisión de gases de efecto invernadero CO2 El sector de la vivienda es responsable de aproximadamente el 17% del consumo total de energía en México. A medida que la población crece, cerca de 1.7 millones de habitantes al año, un número creciente de mexicanos aspiran a mejores viviendas; se estima que 600,000 nuevas unidades residenciales deberán ser construidas anualmente la próxima década para cubrir la demanda.

Watts Ganancias de calor en la vivienda actual en los bioclimas de México 6000 5000 Ganancias de calor actuales 4000 3000 2000 1000 0 Actual Confort

Metodología Se evaluó el comportamiento térmico de la vivienda social mediante las ganancias de calor, y radiación, las ganancias y pérdidas por conducción de la envolvente, se realizó un análisis comparativo. Se compararon las ganancias térmicas actuales, y ganancias con la aplicación con aislantes térmicos en techos y muros esto se realizó para cado uno de los diferentes tipos de bioclimas. Se calcularon por medio de ecuaciones la cuales fueron utilizadas como herramienta para comparar las ganancias térmicas para así disminuir y mitigar este problema, para, es necesario las características de la envolvente de la vivienda, área, coeficiente global de transferencia de calor y el porcentaje total del área de las partes opacas y transparentes. La ganancia de la vivienda social actual (va) tiene que ser menor o igual a la ganancia de la vivienda confortable (vc) el cálculo se realizó mediante la siguiente comparación: va < vc

Formulas p = pc + ps 6 = n pc pci pci = K j x Aij x tei - t i=1 j 1 m = psi Aij x CS j x FG i x SEij j =1

Conversiones Para estimar los beneficios las diferencias de ganancias de calor (Watts) entre la vivienda actual y la confortable, se obtiene el consumo de energía kwh eléctricos y el CO 2 relacionado, mediante las siguientes conversiones: 1000W = 1 kw 3.5 kw térmicos = 1 tonelada de refrigeración = 12000 Btu/h 1000 Btu/h = 0.09333 kwh eléctricos Se considera que por 1 kwh eléctrico se producen 0.429 kg de CO 2

Ganancias por conduccion y radiacion en la vivienda

Vivienda de interés social tipo o actual: Descripción: 42m 2, una planta, sala-comedor, baño, cocina, dos recamaras, patio de servicio, jardín y cochera al frente. El promedio de las viviendas de interés social tiene un área entre los 31-45m 2 Materiales de la vivienda actual: COMPONENTE ARQUITECTONICA DE LA VIIVENDA TIPO SOCIAL TECHO MUROS VENTANAS PUERTAS CONCRETO ARMADO TABIQUE VIDRIO CLARO MADERA IMPERMEABILIZACION REPELLAD DE MORTERO REPELLADO DE YESO REPELLADO DE YESO

Estrategias para reducir las ganancias de calor a través de la envolvente. Acabado reflejante(en muro y techos) Losa Aligerada Aislante térmico(en muro y techos) Block Hueco Doble Vidrio Vidrio Reflejante Sombreado

Acabado reflejante Es una estrategia la cual al aplicar pintura blanca en techos ó muros, se reducirán las ganancias de calor hasta en un 55%, el 45% de estas son reflejadas.

Losa aligerada Se aplica en los techos, esta compuesto por 5cm de impermeabilizante,4cm de concreto, 10cm de hielo seco y 1 cm de yeso, su impacto es benéfico para reducir las ganancias de calor.

Aislante Térmico El aislamiento termico tiene una alta resistencia térmica, con ello se consigue reducir las pérdidas o ganancias de calor en la vivienda, optimizando el comportamiento energético de la envolvente.

Block Hueco La aplicación de block hueco en sustitución de el tabique, es significativo Para la reducción de ganancias de calor.

Doble vidrio Cuenta con propiedades térmicas, permiten ahorrar en el consumo de energía y disminuir las ganancias de calor.

Vidrio Reflejante Por medio de este se refleja la radiación emitida, Para disminuir las ganancias.

Sombreado Un sistema de sombreado adecuado, disminuiría notablemente las ganancias por radiacion.

Watts Ganancias de calor Techo 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Acutal(concreto) Confortable Aislante Termico Reflectancia Losa Aligerada

Watts 6000 Ganancias de calor muros 5000 4000 3000 2000 1000 0 Actual(tabique) Confort Aislante Termico Acabado Reflejante Block Hueco

Watts Ganancias de calor ventanas 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Actual Confortable Doble Vidrio Vidrio Reflejante Sombreado

Caso de estudio Se realizo el análisis de las ganancias de calor de la vivienda actual y adecuada en: Los Mochis, Sinaloa (Cálido Seco) Toluca, México (Semifrío)

Watts Watts Resultados 5000.00 Bioclima-Calido Seco-Los Mochis 4665.72 Bioclima-Semifrio-Toluca 4500.00 4000.00 3500.00 800.00 700.00 600.00 757.17 674.48 3000.00 500.00 2500.00 400.00 2000.00 1638.88 300.00 1500.00 200.00 1000.00 644.61 100.00 500.00 0.00 Ganancias de calor Actual Confortable Adecuada 0.00-100.00 Ganancias de calor-29.74 Actual Confortable Adecuada

WATTS 5000.00 Comparacion de las ganancias de calor para los diferentes bioclimas 4665.72 4000.00 3000.00 2000.00 1638.88 1000.00 757.17 674.48 644.61 0.00-1000.00 Actual Confortable Adecuada-29.74 Calido Seco Semifrio

kwh kwh kwh y CO2 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 kwh producidos en la vivienda actual y adecuada en el bioclima calido-seco kwh producidos por vivienda actual Los Mochis kwh producidos por vivienda adecuada 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 kwh producido vivienda actual y adecuada en el bioclima semifrio Toluca kwh producidos por vivienda actual kwh producidos por vivienda adecuada EMISIONES DE KG DE CO2 Producidos por vivienda actual Producidos por vivienda adecuada EMISIONES KG DE CO2 Producidos por vivienda actual Producidos por vivienda adecuada 0.70 0.60 2.50 0.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Los Mochis 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Toluca

Conclusión El conocimiento del comportamiento térmico de la vivienda permitió identificar que la misma es caliente dos terceras partes del país, en los demás se tiene condiciones de confort y en pocos casos vivienda será fría. Los impactos por la climatización de la vivienda son significativos en las emisiones de CO2 y los requerimientos de energía, por ello es necesario medidas de adecuación que permitirá la mitigación de dichos impactos. Con las diferentes estrategias de la envolvente se pudo mitigar por completo el CO2 relaciona con retirar el calor de las vivienda actual, dicho beneficio permitirá al país cumplir la meta comprometida para disminuir el 35 %, además de que evidencia la importancia de los programas oficiales, para el diseño adecuado de las vivienda existentes y futuras.