Revista de descontaminación industrial, recursos energéticos y sustentabilidad.

Climatización Virtual

Climatización Virtual

Uso de simulaciones para evaluar la aislación térmica requerida en viviendas.



Por Pedro Pablo Cuevas,
Diego Rojas y José Tomas Hertz
www.renergy.cl

Probablemente la mayoría de las personas están de acuerdo que aislando térmicamente una vivienda se reduce los gastos de climatización. Sin embargo, no es fácil estimar el ahorro a lo largo del año de la aislación térmica, lo que dificulta la evaluación económica de esta inversión. Preguntas como ¿cuánta aislación debo instalar?, ¿a qué superficie debo dar prioridad al aislar?, o ¿debo aislar el interior o el exterior de mi vivienda?, muchas veces son respondidas y luego implementadas en la vivienda sin un análisis detallado que las respalde.   

Hoy en día es posible utilizar herramientas computacionales y datos meteorológicos para realizar estas evaluaciones. En este artículo se ha utilizado el software de simulación TRNSYS para determinar el aporte de la aislación. Este software permite calcular las temperaturas al interior de una vivienda hora por hora a lo largo de un año, y definir estrategias de control para su climatización.

Entre 20 ºC y 26 ºC

A modo de ejemplo se escogió una casa de dos pisos con 234 m2 de superficie ubicada en la ciudad de Santiago. El techo y las paredes de la vivienda son de hormigón armado de 15 cm de espesor, con un revestimiento interior de 1 cm de volcanita, y todas sus ventanas son vidrios simples con marco de aluminio.

Se definieron tres casos distintos a simular, tomando como base la norma de aislación térmica contenida en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción del Ministerio de Vivienda (MINVU- Mayo 2009) para la zona térmica correspondiente a Santiago. Se escogió como aislante lana mineral de 80 kg/m3 de densidad, ubicada previo al revestimiento interior de volcanita.

Se dotó a la vivienda de sistemas de calefacción y aire acondicionado en su interior, sectorizado en cuatro zonas independientes. El sistema de calefacción debe mantener en todo momento una temperatura superior a 20 ºC entre mayo y septiembre, mientras el aire acondicionado se activa entre diciembre y marzo para mantener una temperatura inferior a 26 ºC. En nuestro país es poco frecuente el uso de aire acondicionado a nivel residencial para climatizar en verano. Sin embargo, en la simulación se ha incluido para verificar qué tanto se elevan las temperaturas interiores de la vivienda en verano al mejorar su aislación térmica. Se considera una tasa de infiltración constante de 2.5 cambios de aire por ahora, a los cuales se agregan 2.5 cambios adicionales entre las 9 y las 10 AM para dar cuenta del aseo y ventilación diario.

El gráfico 1 presenta los resultados obtenidos en la simulación para los tres casos considerados. En todos ellos se aprecia con claridad la acción de los sistemas de climatización incorporados a la vivienda: en los meses de verano la temperatura no supera los 26 ºC y en los meses de invierno no baja de 20 ºC.

Las temperaturas en las diferentes zonas de la casa están determinadas por el balance entre tres factores: la superficie y orientación de las ventanas, la superficie de muros en contacto con el exterior y la inercia térmica de la zona, directamente proporcional a su tamaño. Las zonas más frías de la casa son el segundo piso y la pieza principal, debido a que su techo está expuesto al ambiente. Las mayores diferencias de temperaturas a lo largo del día se producen en la pieza principal, ayudada por un ventanal de gran superficie en relación a su volumen, lo cual favorece las temperaturas en días soleados, su baja inercia térmica debido a su menor tamaño, y el hecho que el techo se encuentre expuesto al ambiente.


Revise este artículo completo en Revista N° 108, páginas 84 a 87 (edición enero-febrero 2011).