Alejandramayo 28, 2021
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Existen soluciones válidas y posibles de ser consideradas en el momento de definir un proyecto. Una de las tantas disponibles para aumentar la captación de la energía solar renovable y no contaminante, conservarla y distribuirla para lograr condiciones de confort en el interior de una obra, es el muro Trombe, llamado así en honor al ingeniero Félix Trombe que lo impulsó en los años 60 del siglo pasado, a pesar que la patente del sistema fue realizada por Edward Morse en el año 1881.

 

El denominado “Muro Trombe” conforma un dispositivo el cual puede construirse con un mínimo de conocimientos en la materia. Aunque dependiendo del acabado y de los materiales empleados -concretamente los cristales y aislantes-, puede brindar un óptimo rendimiento.

Su funcionamiento se basa en la diferencia de densidad del aire caliente y el aire frío, provocándose corrientes en una u otra dirección, dependiendo de las rejillas abiertas. Estas corrientes de aire caliente o templado calientan o refrescan introduciendo o extrayendo el aire caliente del edificio o las habitaciones donde se instale.

El sistema es sumamente sencillo. Se trata de un muro (de unos 20 a 40 cm de espesor) orientado hacia la posición del Sol, realizado con materiales, tales como hormigón, piedra o adobe, los cuales permitan absorber el calor como masa térmica.

El muro, a su vez, se pinta de negro o de un color oscuro mate y se deja un espacio para colocar un vidrio (lo más grueso posible) capaz de generar un espacio pequeño o cámara de aire, en la cual no se puedan producir efectos conductivos. Ello provoca un invernadero a partir de la incidencia del Sol.

De esta forma, la luz atraviesa el cristal y se convierte en calor, alcanzando temperaturas más altas por el efecto invernadero (la radiación de onda larga emitida por el muro no puede atravesar otra vez el vidrio -y por consiguiente- calienta el aire que queda atrapado en la cámara).

El muro cuenta con dos grupos de conductos (superiores e inferiores), cada uno de los cuales presenta su respectiva compuerta. Adicionalmente, es posible colocar una película oscura sobre la pared -en la parte exterior para absorber una porción del espectro solar visible- y emitir una pequeña cantidad del rango infrarrojo. Esta absorción transforma la luz en calor en la superficie de la pared, disminuyendo la reflexión.

 

El “Bucle convectivo”

 

En la versión original del muro Trombe se incluyen dos conjuntos de orificios en la pared de masa, uno en la parte superior y otro en la base, de forma que cuando el aire de la cámara se calienta por la energía solar aportada, asciende por convección natural y, atravesando el muro por los orificios superiores, ingresa al interior del local.

El vacío creado en la cámara de aire succiona, a través de los orificios inferiores del muro, el aire frío del interior del local, el cual se encuentra estratificado por su temperatura. De esta forma, se crea el llamado “bucle convectivo” o “termosifón”, capaz de hacer circular el aire frío de un local a la cámara de aire, calentarlo y volverlo a ingresar en el interior del ambiente. De esta forma, el aire continuará circulando y calentando la vivienda.

Si se espera que el recalentamiento sea un problema (por ejemplo, durante el verano en las zonas templadas), deben incluirse respiraderos exteriores -salvo que se utilicen aislantes móviles-. Cuando no se hayan previsto perforaciones en la pared de masa, se deben incluir ventilaciones en el vidrio, tanto en la parte superior como en la inferior, a los fines de evitar que la masa térmica se caliente demasiado.

 

Un sistema accesible

Considerando la totalidad de los sistemas pasivos, el muro Trombe exige menos esfuerzo para operar y es recomendable para aquellos espacios de importante uso durante el día y la noche, siendo muy apropiada para los edificios residenciales.

Resulta óptimo en aquellos locales donde el silencio y la privacidad sean deseables, al proporcionar la mayor parte de su calor al espacio durante la tarde y noche, y es ideal para su uso en las zonas de estar y dormitorios. También, son apropiados en climas caracterizados por diferencias de temperatura marcadas entre el día y la noche, para proporcionar calor suplementario (reducción de la demanda de calefacción) en zonas habitables, o como sustituto de la calefacción en espacios con requerimientos térmicos no elevados, tales como zonas de circulación, depósitos, almacenes, etc.

En verano, como el recorrido del Sol es más alto, si sobre el muro colocamos un alero, ingresará en nuestra obra mucha menos radiación solar. En consecuencia, el efecto de calentamiento del muro será inferior al producido durante el invierno.

Paralelamente, al cambiar simplemente la configuración de los conductos, se logra un efecto refrigerante. Se abren las compuertas de la parte superior del vidrio y el conducto de la parte inferior del muro, mientras se cierran los conductos de la parte superior del mismo.

La radiación solar incidente en el muro calienta el aire el cual asciende por convección y escapa al exterior desde la compuerta superior del vidrio. El vacío dejado por el aire que ha salido es ocupado por aire procedente del interior de la casa, el cual penetra por los conductos en la parte inferior del muro. De esta manera, se establece un efecto de succión el cual provoca una corriente capaz de renovar el aire del interior de la obra, produciendo un efecto refrigerante.

Ventajas del sistema Trombe

Entre las múltiples ventajas representadas por este sistema, listamos a continuación:

 

  • Bajo costo: Se puede fabricar con materiales (albañilería, hormigón) relativamente asequibles.
  • Facilidades de construcción: Relativamente sencillo de incorporar en la construcción de la estructura como un muro de carga, interno o externo.
  • Sistema de captación solar pasiva: No presenta partes móviles y poco o ningún tipo de mantenimiento. No se requiere combustible. Puede reducir la factura de calefacción en gran proporción. No contamina el ambiente.
  • Confort térmico: Irradia en el infrarrojo, que es más penetrante y agradable que los tradicionales sistemas de calefacción de aire forzado. Presenta ambientes atractivos, agradables, claros y limpios los cuales no contribuyen a la contaminación. Las temperaturas interiores son más estables que en la mayoría de los sistemas pasivos.

 

Un problema de este sistema radica en su demanda de un muro ciego en la fachada Sur del edificio, lo cual hipoteca tanto la entrada de luz como las posibles vistas que pudiera tener dicho local. Por este motivo, se han desarrollado variaciones del esquema descripto, buscando brindar una respuesta a la captación de energía sin renunciar a la apertura de huecos.

Por otra parte, este sistema sólo se puede utilizar en la práctica para calentar la zona sur de las habitaciones donde se emplaza. Incluso, en esas salas la calefacción eficaz se considera sólo a una profundidad de, aproximadamente, una vez y media la altura del muro.

Como corolario, es factible afirmar que la aplicación de este elemento pasivo dentro de la arquitectura representa la sencillez con la cual debemos desarrollar nuestros proyectos, enfocados en la sustentabilidad de la vivienda y el confort del habitante.


Alejandramayo 20, 2021
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Los distintos sistemas de aire acondicionado se constituyen en efectivos soportes a la hora de garantizar una determinada condición de confort interior en los distintos locales. En este informe, brindamos detalles de los Sistemas Individual, Central y Mixto, especificando sus características más distintivas.

 

 

Sistema individual: La unidad que reúne a las tres etapas consiste en un chasis de chapas de acero sometida a un proceso de fosfatizado, pintado con un producto termoconvertible poliéster y horneado a 200 ºC para prevenir la corrosión. En algunos equipos disponibles en plaza, el chasis interior es deslizable y fácil de extraer para su periódico control. Así como filtros del tipo “easy-out” los cuales se retiran en cuestión de segundos para su limpieza. Su montaje sobre el bastidor permite el fácil acceso a los componentes, para reparación y mantenimiento de los mismos en caso de no contar con las facilidades antes expuestas. Los frentes son de plástico con rejas direccionales, permitiéndole al usuario orientar la salida y temperatura del aire (por medio de un termostato) a su necesidad. La ubicación de los mismos se da en el muro, quedando conformada la unidad por dos partes:

 

  • Unidad evaporadora: Ubicada en contacto con el interior del local y conformada por un filtro (del que se han determinado sus características con anterioridad) y el evaporador (formado por una serpentina de cobre con aletas de cobre o aluminio y un ventilador del tipo centrífugo).
  • Unidad condensadora: En contacto con el exterior, formado por un motor con ventilador del tipo centrífugo, un condensador y el compresor, cuya función es la de comprimir la presión del refrigerante y permitir su circulación por la línea de vapor.

 

Características:

  • Estos equipos son utilizados en pequeñas unidades, ya que su potencia frigorífica se reduce notablemente en locales cuyas profundidades superan los 5 metros.
  • Su capacidad (calefacción/refrigeración) se da entre 18 a 6 toneladas (utilizándose para calefacción de resistencias eléctricas o bombas de calor).
  • Su disposición en pequeños locales permite una mejor zonificación dentro de la totalidad del proyecto. Asimismo, sólo se perjudica un sector del servicio, en caso de reparación o mantenimiento de una de las unidades. La gran cantidad de equipos individuales conlleva un mayor costo de los mismos.
  • A pesar de ser unidades provistas desde la fábrica, requieren un alto costo operativo y de mantenimiento, cuando el proyecto es de mediana envergadura.
  • No requiere espacio en sala de máquinas, ni conducto o cañerías.

 

Sistema central: En la unidad que producción y tratamiento del aire, se llevan a cabo el filtrado, calefacción, humectación, enfriamiento y circulación del aire mediante un ventilador centrífugo. La distribución se efectúa por conductos de chapa galvanizada con rejas de alimentación o difusores de aire y rejas de retorno en los distintos ambientes.

 

Características:

  • Son sistemas de expansión directa.
  • Su capacidad calefacción/refrigeración se da de 15 a 80 toneladas (utilizándose para   calefacción, resistencias eléctricas o bombas de calor), siendo de aplicación en oficinas de hasta 8 pisos, salas de reuniones, etc.
  • Estos sistemas se encuentran conformados por una planta térmica la cual presenta dos sistemas: Uno de calefacción y otro de refrigeración. Se puede analizar una inversión inicial para el primero, y luego, una instalación menor para completar las instalaciones para aire acondicionado.
  • No existe limitación del porcentaje de aire exterior por disponer, determinando capacidades frigoríficas ilimitadas.
  • Igual necesidad de acondicionamiento, horarios fijos limitados y actividades semejantes.
  • El proyecto debe contemplar el gran espacio ocupado por estos sistemas, no sólo en sala de máquinas, sino también, en el recorrido de los conductos de distribución y cañerías en equipos de expansión indirecta. Al no contar con numerosas aberturas, el local logra una mejor ganancia de calor, por la presurización de los ambientes. Al reunir las dos primeras etapas fuera de los locales, el nivel de ruido en los mismos es casi nulo.
  • Bajo costo de instalación respecto de los sistemas mixtos.

 

Sistemas mixtos: Son sistemas que presentan sus tres etapas separadas, permitiendo el tratamiento individual o zonal. Son utilizados en plantas de edificios reducidas, con distintas necesidades de acondicionamiento (diferentes horarios, orientaciones, etc.).

 

Características:

 

  • Al contar con equipos terminales, la regulación de cada unidad se efectúa en forma independiente, habilitando una circulación, también independiente, para cada local. Las unidades requieren un mantenimiento más oneroso, con gran cantidad de aberturas las cuales permiten la filtración del aire interior. Los equipos individuales no disponen de humectación en invierno.
  • Posibilidad de zonificar el proyecto.
  • Flexibilidad de ubicación de las partes.
  • Es necesaria la sala de máquinas.
  • No existe limitación del porcentaje de aire exterior de captación.
  • Son sistemas de expansión indirecta.

 

De acuerdo con el tipo de distribución son:

  1. a) Terminales: Cuando se ejecuta por medio de cañerías a equipos terminales (fan coil individual). Sin conductos y con una posible utilización para instalación de calefacción.
  2. b) Zonales: Cuando se lleva a cabo por medio de cañerías y conductos.

b.1) Este sistema “agua aire” permite la doble opción de trabajo, completando con una unidad de tratamiento zonal o fan coil, más una unidad enfriadora exterior.

b.2.) Los sistemas de inducción posibilitan la circulación del aire a alta velocidad (entre 1.000 a 1.500 m/min.), ello permite la reducción de las secciones de los conductos de distribución.

 

Estos mencionados sistemas habilitan un control exacto y la humectación del aire en la planta térmica, aportando como resultado, una instalación compleja y costosa.



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