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“La causa principal de que continúe deteriorándose el medio ambiente
mundial son las modalidades insostenibles de consumo y producción,
particularmente en los países industrializados”. Cumbre Mundial sobre
Desarrollo Sostenible.
La arquitectura bioclimática consiste en el diseño de edificios teniendo
en cuenta las condiciones climáticas, aprovechando los recursos
naturales disponibles para disminuir los impactos ambientales,
intentando reducir los consumos de energía.
Una vivienda bioclimática puede conseguir un gran ahorro e incluso
llegar a ser sostenible en su totalidad. Aunque el coste de construcción
puede ser mayor, puede ser rentable, ya que el incremento en el costo
inicial puede llegar a amortizarse en el tiempo al disminuirse los
costos de operación.
La Arquitectura Bioclimática aprovecha las condiciones climáticas
naturales y la física de elementos constructivos para acondicionar el
interior del edificio sin maquinas. Se enfoca principalmente a lograr
confort térmico mediante técnicas constructivas de climatización
sostenible, basadas en “estrategias pasivas” consistentes en la
incorporación de calor, frío, luz, humedad, etc., de manera natural, sin
artefactos mecánicos alimentados por electricidad o combustibles, con la
máxima eficiencia energética posible.
Entendemos por eficiencia energética al conjunto de acciones encaminadas
a optimizar la relación entre la mínima cantidad de energía consumida y
el máximo confort climático resultante.
Dentro de las técnicas de climatización sostenible empleadas en la
arquitectura bioclimática podemos destacar el colector solar térmico y
fotovoltaico, la microturbina, el aerogenerador, etc., y las vigas
frías.
Las vigas frías son sistemas de climatización simplificados, también
denominados sistemas de refrigeración hidrónica, diseñados bajo
principios de protección medioambiental y de sostenibilidad, basados en
la utilización de circuitos de agua como medio de intercambio térmico.
Las vigas frías toman su nombre de su forma de canalización alargada y
delgada.
Existen dos tipos de vigas frías: Vigas frías pasivas y vigas frías
activas.
La viga fría pasiva consiste en una canalización hueca con un serpentín
refrigerante en su interior, a través del cual se bombea agua de
suministro a temperatura normalmente comprendida entre 15 y 17 grados
centígrados. El aire frío resultante (más denso que el aire caliente del
entorno) fluye hacia abajo por gravedad, generando un flujo de
climatización por convección natural.
Por el contrario, la viga fría activa requiere una provisión directa de
aire forzado. El aire primario es introducido en la viga por medio de
boquillas de alta velocidad que inducen al aire caliente a fluir hacia
arriba dentro de la viga y retornar a la sala, por efecto venturi, a
través de rejillas difusoras. Las vigas frías activas proporcionan un
control efectivo de la humedad mediante el aire primario proporcionado a
través de las vigas.
Ni las vigas activas ni las pasivas tienen mecanismos móviles, por lo
cual tienen una larga vida útil y un bajo coste de mantenimiento. Las
vigas frías pueden ser parte de un sistema primario de aire de volumen
constante. También pueden controlarse de forma precisa la relación entre
la temperatura y la humedad de la sala mediante el control del agua de
enfriamiento aportada a la viga.
El control de la condensación es importante para cualquier sistema de
vigas frías en edificios con ventilación natural o con una programación
de desocupación durante las noches y fines de semana, especialmente
cuando arranca el sistema.
De hecho, el Problema más común hasta la fecha ha sido precisamente que
la humedad se acumulara en las superficies frías por condensación,
provocando que los materiales del techo se deterioren y sean fuente de
crecimientos bacterianos. Los sistemas actuales casi siempre requieren
de sistemas de aire exterior y aislamientos muy eficaces para poder
eliminar la humedad.
En la mayoría de los casos, la fuente predomínate de humedad es la
contenida en el aire de ventilación, en cuyo caso la solución pasa por
deshumidificarlo antes de su entrada a la sala.
Un informe del departamento de energía de EEUU, indica que con un buen
control de los puntos críticos de medición, es posible evitar la
condensación en las toberas de difusión, incluso en los momentos de
máxima ocupación o bajo condiciones climáticas de alta humedad relativa.
La tecnología de vigas frías no solo ha probado ser energéticamente más
eficiente que otros sistemas convencionales de aire acondicionado, sino
que también reduce el coste que conlleva este tipo de instalaciones,
ahorrando costes de instalación y de consumo energético. Otra ventaja
para los constructores es que las vigas frías también pueden combinarse
con la mayoría de los diseños de techos, o instalarse justo por encima
de estos para ocultarlas.
Las vigas frías pueden ahorrar hasta un 17% en la energía de
refrigeración y hasta un 25% en energía de ventilación.
Como alternativa a las vigas frías de climatización para la estación
veraniega, existe la calefacción por inducción para tiempo de invierno,
en la cual los sistemas van instalados en falso suelo, en lugar de falso
techo, y el agua recirculante por el serpentín, en lugar de ser fría, es
caliente.
Fuentes: Wikipedia, Eneri-source.wikispaces, Sustpro, ABC Halton
Technology, Trox-Texnik, Koolair, Tayra, Ashrae, Habitat sustentable,
Asociación Casa Bioclimática, UPC experimento VISC-A LOW3, Información
Comité Técnico de Normalización AEN-CTN 100 Climatización, normativas
AENOR UNE-EN 15116, UNE-EN 14240 y UNE-EN 14518.
Para estudiar a escala de laboratorio el rendimiento de las vigas frías,
se utilizan las cámaras climáticas de experimentación en flujo laminar
horizontal (gran caudal y baja velocidad de aire recirculante), las
cuales además de sus propios controles, están dotadas de subsistemas de
climatización del flujo de aire aportado a la viga fría, con control de
caudal monitorizado de alta precisión, y sistemas adicionales de control
térmico de enfriamiento experimental del agua de intercambio térmico
aportado al serpentín de la viga fría. Durante los ensayos, el flujo
laminar en el área de acción del difusor de la viga fría es esencial
para evitar perturbaciones que puedan afectar al comportamiento del
efecto venturi generado por la depresión del aire impulsado y su
correspondiente control.
Un software adecuado permite monitorizar todas las variables
intervinientes conjuntamente: Parámetros de la cámara climática (frio,
calor, humedad y velocidad de aire), parámetros de aire recirculante en
la viga fría (frío, calor, humedad y velocidad de flujo de aire
recirculante en la salida del difusor), y temperatura del agua de
refrigeración del serpentín de la viga fría.
CCI viene desarrollando desde el año 1967, bajo la certificación AENOR,
cámaras de experimentación de construcción modular para investigación y
control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha
desarrollado este tipo de cámaras para las entidades de la máxima
relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en
la actualidad.
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