Evaluación térmica de los muros de agua, una alternativa bioclimática para climatizar un espacio

Abstract

El presente trabajo se basa en el resultado de un estudio de vivienda masiva que representa el 27% del total de las edificaciones ofertadas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México hasta 2010. El producto del análisis de consumo de energía e identificación del sistema constructivo empleado (Red de Arquitectura Bioclimática, 2014) permitió identificar áreas de oportunidad para incrementar la eficiencia en el uso de energía con la finalidad de presentar una propuesta de calefacción pasiva en estas construcciones. La tecnología de la energía solar en México y su uso en las edificaciones en forma de almacenamiento térmico se presenta como alternativa para disminuir el consumo energético, el uso de materiales tales como hormigón, ladrillo y agua se han utilizado como masa térmica con el fin de moderar la temperatura de los espacios internos y reducir la necesidad de aire acondicionado en verano y calefacción en invierno. Buscando minimizar el consumo energético se estudió un sistema de muro de agua que consiste en una masa térmica, acristalamiento y un espacio de aire. El interés en el uso de agua se debe a las características de sus propiedades térmicas y su alta capacidad calorífica volumétrica, es un material muy conductor y por lo tanto actúa como buena masa térmica. A pesar de ser utilizada como masa térmica en diferentes situaciones, es difícil obtener información sobre las dimensiones del sistema a implementar. Por lo anterior antes de poder diseñar un espacio de manera efectiva utilizando muros de agua, es necesario obtener las dimensiones optimas, lo cual es clave. Para el clima semi frio de la Ciudad de México, se simuló el espesor óptimo de muro de agua y capa de aire a través de un software de análisis y resolución por elementos finitos. En el laboratorio se diseñó y construyó un prototipo experimental que permitió conocer y estudiar el comportamiento térmico del muro de agua y comprobar los resultados simulados, lo cual proporcionó una buena compatibilidad entre los datos experimentales y la simulación numérica.