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Diseño bioclimático. A favor de la eficiencia energética – Ciencia UNAM

¿Cuál es la importancia de lograr que el lugar donde habitamos o los espacios en los que pasamos tanto tiempo como oficinas o escuelas sean “amigables” con el ambiente?

Según datos de la Secretaría de Energía (SENER) y estimaciones de investigadores, cerca del 30 % del total del consumo de energía en México corresponde a las edificaciones, de los sectores residencial, comercial y de servicios.

Las estimaciones mundiales indican que la tendencia de consumo de energía aumentará mucho más hacia el año 2050 por falta de confort higrotérmico, es decir, para que los usuarios puedan sentirse cómodos con la temperatura del ambiente.

Tan solo en nuestro país, en el sector residencial, en climas cálidos las viviendas y oficinas que cuentan con aire acondicionado de enfriamiento usan más del 40 % de su consumo eléctrico para este fin. 

Diseño basado en el clima

“El diseño bioclimático es el diseño, construcción o intervención de las edificaciones de acuerdo al clima del lugar donde se quiere construir o donde se encuentra la edificación. Su finalidad es reducir consumos, por ejemplo el de energía por climatización e iluminación”, plantea la doctora Guadalupe Huelsz Lesbros, investigadora del Instituto de Energías Renovables (IER) de la UNAM.

Según el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático, el clima es una descripción estadística de las condiciones meteorológicas más frecuentes de una región en cierto periodo de tiempo, normalmente sobre un intervalo de 30 años. Se mide al evaluar los patrones de variación en temperatura, humedad, presión atmosférica, viento, precipitación, cuenta de partículas atmosféricas y otras variables meteorológicas, en una región dada.

En México se hacen clasificaciones climáticas principalmente calculadas por la temperatura del aire promedio durante todo el año y la cantidad de humedad que hay en el lugar, medida por la precipitación anual de ese sitio. En términos de temperatura están los semifríos, templados y cálidos y en términos de humedad tendríamos lo que es seco, subhúmedo y húmedo.

Estas categorías son a nivel macro, pero para ser más precisos con el clima de un sitio se recurre a las clasificaciones por bioclimas. Según la SENER, el bioclima es la asociación de los elementos meteorológicos de un lugar, influyen en la sensación de bienestar higrotérmico del ser humano. Se miden principalmente por temperatura del aire y de radiación, humedad, radiación solar y viento.

En diseño bioclimático es fundamental conocer cuál es la trayectoria aparente del Sol en el lugar donde se va a construir.

“En un clima semifrío o en la época fría de un clima templado se debe favorecer la entrada de radiación solar directa y en un clima cálido o en la época cálida de un clima templado se debe impedir dicha entrada, y solo conociendo la trayectoria aparente se puede diseñar correctamente”, comenta la doctora Huelz, especialista en eficiencia energética de edificaciones.

Agrega que en clima cálido, para evitar que ingrese la radiación directa, se hace una edificación larga: se dejan las fachadas largas en el sur y norte y las fachadas cortas en el este y oeste, al ser las que cuestan mucho más trabajo proteger, porque tenemos en el este radiación solar directa toda la mañana y en el oeste toda la tarde.

Analizar cuál es la época más difícil para la zona donde se va a construir la edificación, ayudará a diseñar para evitar el disconfort térmico. Así, en términos de temperatura, en un clima semifrío se tendría que aprovechar la radiación del sol como una forma de calentamiento; al contrario, en un clima cálido se debería evitar esa ganancia de calor solar.

Todo esto ayudará a prescindir o reducir el uso de aire acondicionado o calentadores; elemento importante para la eficiencia energética que, según la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de Energía (CONUEE), el consumo de energía eléctrica para confort térmico en México es creciente: “Mientras que hace veinte años este consumo representaba el 20% del consumo total de electricidad de las viviendas en México, en el año 2019 representaba el 35%”.

¿Y si ya está construido?

No todo está perdido en cuanto a buscar eficiencia energética en edificaciones ya construidas; los pequeños cambios también influyen para buscar ser amigables con el ambiente y que habitemos espacios confortables.

Desde el Instituto de Energías Renovables de la UNAM, nos comparten estos consejos:

●     Fachadas y techos: pueden implementarse cambios como el color en el que son pintadas, pues influye en la cantidad de radiación solar que absorberá esa superficie. En climas cálidos funciona pintar de color blanco o tonos claros y en climas fríos se pueden pintar las paredes que reciban mayor radiación solar directa sobre todo en la época más fría con colores intermedios y los techos con colores oscuros: el color negro estaría absorbiendo el 90 % de la radiación solar incidente sobre la superficie, un color terracota el 70 %; en cambio, un color blanco menos del 20 %.

●     Pintar paredes internas con colores claros para tener mejor iluminación y usar menos luz artificial.

●     Cambiar focos por luces LED para reducir el consumo.

●     Uso de persianas móviles para tapar o favorecer la entrada de luz y radiación solar. 

●     En climas fríos se recomienda colocar ventanas que permitan el paso de la radiación solar directa y cerrar por la noche con cortinas u otros elementos, sobre todo en invierno.

●     En climas cálidos se sugiere plantar árboles y arbustos que den sombra a la casa.

●     En espacios extensos en los que se requiere reducir la temperatura se recomienda utilizar enfriamiento evaporativo con ventiladores que rocían un poco de agua: ayudan a evaporar las gotas de agua y el ventilador aumenta la velocidad del aire que ayuda a refrescar. Así se evita usar aire acondicionado en lugares como el metro de la Ciudad de México.

●     Evitar usar mini splits porque, a pesar de ayudar a reducir o aumentar temperaturas, lo único que hacen es que el aire esté dando vueltas sin filtros. La actual pandemia de la COVID-19 ha demostrado la importancia de la ventilación y usar los filtros cuando la ventilación es mecánica.

●     Adquirir ecotecnologías para aprovechamiento de radiación solar, del viento y agua. En la mayoría del territorio del país se puede aprovechar el soleamiento para calentadores solares de agua para baño, paneles fotovoltaicos para generar energía eléctrica; en lugares con mucho viento se pueden usar aerogeneradores de energía; y los captadores de agua de lluvia podrían ayudar con los problemas de distribución de agua.

Vivir y dejar vivir

El saber ambiental se basa en conocimientos e identidades múltiples que suelen convivir en armonía con la naturaleza. La construcción de espacios nuevos o más urbanizados provoca continuar con el deterioro por el uso excesivo de recursos, como si fueran infinitos.

El consumo y la producción sostenible implican promover eficiencia energética y de recursos con enfoques integrales en los que el desarrollo no sólo cumpla intereses económicos, sino también ambientales y sociales: brindar acceso a servicios básicos y una mejor calidad de vida para todos sin acabarse los recursos. Resignificar nuestro paso por este mundo de forma individual y colectiva.

A finales de los años 80, en sesión de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), se establecieron las bases de lo que hoy es parte de uno de los Objetivos del Desarrollo Sostenible establecidos en el año 2015:  “Ciudades y Comunidades sostenibles”.

La importancia de implementar cambios radica en que las ciudades y las metrópolis no ocupan ni el 3% de espacio en el planeta Tierra, pero más de la mitad de la humanidad vive en ellas. Esto implica que consuman el 78% de energía, usen más del más del 60% de los recursos y representen el 75% de las emisiones de carbono mundiales.

La idea es que la distribución de las personas no se concentre en las ciudades, que se fortalezca la competitividad en zonas rurales.

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