APORTES AL DISEÑO DE ESPACIOS ENERGÉTICAMENTE …
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ESCUELA DE POSTGRADO
MAESTRIacuteA EN INVESTIGACIOacuteN DEL HABITAT Y LA VIVIENDA SUSTENTABLE
APORTES AL DISENtildeO DE ESPACIOS ENERGEacuteTICAMENTE EFICIENTES EN
EDIFICIOS EXISTENTES RECICLANDO EL EDIFICIO DE POSTGRADO DE LA
UNIVERSIDAD AMERICANA CONFORME PARAacuteMETROS FIacuteSICOS
BIOCLIMAacuteTICOS
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Asuncioacuten Paraguay
Antildeo 2021
2
Ingeniero Industrial Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Tesis preparada a la Universidad Americana como
requisito parcial para la obtencioacuten del tiacutetulo de
Magiacutester en Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda
Sustentable
Tutora Dr Arq Silvio Riacuteos
Asuncioacuten Paraguay
Antildeo 2021
3
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Total de paacuteginas 133
Tutor Dr Arq Silvio Riacuteos
Tesis acadeacutemica de Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable
Universidad Americana Paraguay Antildeo 2021
Aacutereas temaacuteticas
Arquitectura Ingenieriacutea Economiacutea Agronomiacutea
Coacutedigo de biblioteca helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
4
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Esta tesis fue evaluada y aprobada en fecha 28042021 para la obtencioacuten del tiacutetulo de Maacutester en
Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable por la Universidad Americana
Miembros de la Mesa Examinadora
Nombre Firma
Prof Carlos Eduardo Dos Santos Leal helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Gloria Aquino helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Julio Diarte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Dedico esta tesis a
Mi esposo Juan Manuel Garciacutea Rangel quien me
ha apoyado y acompantildeado en todo momento
y a mis padres por ensentildearme que siempre hay
que seguir adelante
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
42
24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
43
contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
47
es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
48
salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
49
primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
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edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
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La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
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Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
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ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
2
Ingeniero Industrial Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Tesis preparada a la Universidad Americana como
requisito parcial para la obtencioacuten del tiacutetulo de
Magiacutester en Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda
Sustentable
Tutora Dr Arq Silvio Riacuteos
Asuncioacuten Paraguay
Antildeo 2021
3
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Total de paacuteginas 133
Tutor Dr Arq Silvio Riacuteos
Tesis acadeacutemica de Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable
Universidad Americana Paraguay Antildeo 2021
Aacutereas temaacuteticas
Arquitectura Ingenieriacutea Economiacutea Agronomiacutea
Coacutedigo de biblioteca helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
4
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Esta tesis fue evaluada y aprobada en fecha 28042021 para la obtencioacuten del tiacutetulo de Maacutester en
Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable por la Universidad Americana
Miembros de la Mesa Examinadora
Nombre Firma
Prof Carlos Eduardo Dos Santos Leal helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Gloria Aquino helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Julio Diarte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Dedico esta tesis a
Mi esposo Juan Manuel Garciacutea Rangel quien me
ha apoyado y acompantildeado en todo momento
y a mis padres por ensentildearme que siempre hay
que seguir adelante
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
42
24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
47
es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
49
primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
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ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
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Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
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Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
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Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
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Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
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vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
3
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Total de paacuteginas 133
Tutor Dr Arq Silvio Riacuteos
Tesis acadeacutemica de Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable
Universidad Americana Paraguay Antildeo 2021
Aacutereas temaacuteticas
Arquitectura Ingenieriacutea Economiacutea Agronomiacutea
Coacutedigo de biblioteca helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
4
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Esta tesis fue evaluada y aprobada en fecha 28042021 para la obtencioacuten del tiacutetulo de Maacutester en
Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable por la Universidad Americana
Miembros de la Mesa Examinadora
Nombre Firma
Prof Carlos Eduardo Dos Santos Leal helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Gloria Aquino helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Julio Diarte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Dedico esta tesis a
Mi esposo Juan Manuel Garciacutea Rangel quien me
ha apoyado y acompantildeado en todo momento
y a mis padres por ensentildearme que siempre hay
que seguir adelante
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
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Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
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Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
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Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
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De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
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Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
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de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
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GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
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calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
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225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
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Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
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GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
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Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
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GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
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podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
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Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
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GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
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Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
4
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros
Esta tesis fue evaluada y aprobada en fecha 28042021 para la obtencioacuten del tiacutetulo de Maacutester en
Investigacioacuten del Haacutebitat y la Vivienda Sustentable por la Universidad Americana
Miembros de la Mesa Examinadora
Nombre Firma
Prof Carlos Eduardo Dos Santos Leal helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Gloria Aquino helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prof Julio Diarte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
5
Dedico esta tesis a
Mi esposo Juan Manuel Garciacutea Rangel quien me
ha apoyado y acompantildeado en todo momento
y a mis padres por ensentildearme que siempre hay
que seguir adelante
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
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Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
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GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
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242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
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GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
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Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
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GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
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Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
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Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
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El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
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vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
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mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
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el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
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Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
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edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
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2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
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una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
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GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
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por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
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La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
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GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
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Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
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Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
5
Dedico esta tesis a
Mi esposo Juan Manuel Garciacutea Rangel quien me
ha apoyado y acompantildeado en todo momento
y a mis padres por ensentildearme que siempre hay
que seguir adelante
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
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Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
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Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
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Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
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De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
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Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
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de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
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GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
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calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
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225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
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Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
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GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
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Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
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GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
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podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
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Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
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GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
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arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
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La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
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Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
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ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
6
Agradezco a Dios por sobre todas las cosas
Por darme salud en estos tiempos tan difiacuteciles
A mi esposo e hijo que me han apoyado
Aguantado y sostenido a lo largo de la maestriacutea
A mis compantildeeros de clase por estar ahiacute
siempre sobre todo a la Arq Analiacutea Villalva
quien me estuvo apoyando y ayudando en todo momento
A mi tutor de tesis el Dr Silvio Riacuteos
Por la paciencia y dedicacioacuten para la elaboracioacuten
Y culminacioacuten del trabajo de tesis
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
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Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
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GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
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242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
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GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
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Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
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El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
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La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
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GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
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Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
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Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
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Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
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Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
7
ldquoSeacute el cambio que quieres ver en el mundordquo
M Gandhi
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
42
24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
43
contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
47
es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
48
salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
49
primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
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este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
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arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
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demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
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44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
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La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
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Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
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ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
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Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
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511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
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GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
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GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
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Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
8
Indice
Iacutendice de Graacuteficos 12
Resumen 16
Abstract 17
Objetivo General 18
Objetivos Especiacuteficos 19
Planteamiento del Problema 19
Justificacioacuten 20
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica 21
11 Anaacutelisis etimoloacutegico 21
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica 23
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica 24
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica 25
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten 25
22 Clima 26
221 Concepto 26
222 El clima en Asuncioacuten 27
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar 30
225 Trayectoria del Sol 32
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten 32
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur 34
2253 Solsticio 35
2254 Equinoccio 36
23 Ventilacioacuten 38
231 Movimiento del aire 38
9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
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Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
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Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
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Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
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130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
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Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
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Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
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Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
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Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
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Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
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Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
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Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
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Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
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9
232 Renovacioacuten natural 39
233 Refrigeracioacuten natural 40
234 Aberturas 40
24 Vegetacioacuten 42
241 Beneficios 42
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios 44
243 Los vientos dominantes 44
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima 45
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales 46
246 Ventajas de las paredes y techos verdes 46
2461 Beneficios medioambientales 46
2462 Beneficios econoacutemicos 47
2463 Beneficios teacutecnicos 47
2463 Beneficios humanos 47
25 Asoleamiento 48
251 Soleamiento del Edificio 48
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio 49
253 Tabla de Sombras 50
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo 51
255 Envolvente o cobertura 53
256 Materiales 53
257 Aislamiento 55
258 Generacioacuten de Energiacutea 56
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables 57
2582 Energiacutea solar fotovoltaica 59
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica 59
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica 60
26 Confort en el edificio 61
261 Bienestar higroteacutermico 61
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort 63
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten 66
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
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Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
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Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
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De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
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Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
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de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
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GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
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calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
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225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
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Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
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GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
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Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
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podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
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Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
10
264 Humedad Relativa 67
265 Refrigeracioacuten 68
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado 69
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter 71
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados 72
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales 74
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas 74
312 Conductividad teacutermica de los materiales 74
313 Tabla de Datos y nomenclaturas 74
316 Cantidad de Calor transmitida por el material 76
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA 77
33 Anaacutelisis de confort 81
34 Balance teacutermico 82
341 3 Balance energeacutetico 82
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados 84
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos 86
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros 87
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos 88
353 Calculo para paneles solares en planta techo 88
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad 89
41 Ciclo de vida de los edificios 89
42 El valor vs el costo de un edificio 90
43 Criterios ambientales en las edificaciones 91
44 El disentildeo sustentable en arquitectura 94
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno 95
46 Normativas y certificaciones 95
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible 95
462 Certificacioacuten LEED 96
Capiacutetulo V - Propuestas 98
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
42
24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
43
contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
47
es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
48
salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
49
primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
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Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
11
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio 98
511 Anaacutelisis de la incidencia solar 99
52 Envolvente o proteccioacuten 100
53 Paredes verdes 105
531 Sistema de Siembra 108
532 Estructuras de soporte para paredes verdes 109
54 Vegetacioacuten 111
55 Ventilacioacuten 113
56 Climatizacioacuten 115
561 Sistemas de climatizacioacuten 115
57 Paneles solares fotovoltaicos 117
Unidad VI ndash Resultados 121
61 Anaacutelisis o Discusioacuten 121
62 Conclusiones 122
Bibliografiacutea 125
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
26
Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
27
De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
28
Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
29
de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
30
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
31
calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
32
225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
33
Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
34
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
35
Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
36
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
37
podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
38
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
39
venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
40
Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
41
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
42
24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
43
contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
44
242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
45
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
46
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
47
es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
48
salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
49
primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
50
Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
51
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
52
Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
53
Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
54
El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
92
arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
93
demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
94
44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
95
La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
96
Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
97
ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
122
La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
123
Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
124
Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales
12
Iacutendice de Graacuteficos
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica 25
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica 27
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten 28
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay 29
GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo 30
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste 31
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones 32
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano 33
GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno 34
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre) 35
GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio) 36
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo) 37
GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre 38
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural 39
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva 40
GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural 41
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten 42
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten 43
GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor 45
GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima 46
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar 49
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio 50
GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana 51
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo 51
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten 52
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio 54
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado 55
13
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico 56
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad 61
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay 62
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten 63
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten 64
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1 65
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2 65
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten 66
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo 67
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro 70
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter 72
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana 82
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana 83
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la arquitectura
(Cubierta o plano 86
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura 94
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED 97
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte 99
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste 99
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado 100
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste 102
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado 102
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten 103
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana 103
14
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste 104
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte 104
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano 106
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
106
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste 107
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol 108
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes 109
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales 109
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo 110
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten 111
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana 112
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos 113
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana 114
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz 114
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter 116
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio 118
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana 118
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
119
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios 120
15
Iacutendice de Tablas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones 74
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso 75
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso 75
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten 76
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales 77
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona 78
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso 79
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana 86
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas 86
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos 87
16
Aportes al disentildeo de espacios energeacuteticamente eficientes en edificios existentes
Reciclando el edificio de postgrado de la Universidad Americana conforme paraacutemetros fiacutesicos
bioclimaacuteticos
Ing Sofiacutea Fabiana Dureacute Ruiz Diacuteaz
Universidad Americana
Sofiacutea F Dureacute Docente de la Carrera de Ingenieriacutea Industrial Caacutetedras de Ingenieriacutea
Ambiental y Materiales de la Industria Universidad Americana de Asuncioacuten
E-mail personal sofiadurehotmailcom
E-mail institucional sofiadureuaedupy
Resumen
En la actualidad de acuerdo con las necesidades del medio y debido a los numerosos
cambios que se han venido dando en el clima la arquitectura se ha inclinado nuevamente a
17
adquirir y utilizar teacutecnicas antiguas en cuanto a las estrategias y meacutetodos de construccioacuten esto
debido a la creciente problemaacutetica en cuanto al uso de energiacutea con el fin de reducir las altas
temperaturas que se generan dentro de los recintos Los sistemas pasivos han sido desde tiempos
muy antiguos la solucioacuten a diferentes problemas dentro de la construccioacuten como la ventilacioacuten
la radiacioacuten solar la humedad del ambiente y el uso adecuado de materiales entre otros En esta
tesis nos enfocaremos especiacuteficamente en teacutecnicas y estrategias para crear edificios bioclimaacuteticos
adaptados a la realidad de nuestros tiempos utilizando sistemas estrategias y combinando
criterios de disentildeo del clima con aquellos de optimizacioacuten en el uso de equipos de AA
Se trata de un anaacutelisis teacutecnico-conceptual con una recopilacioacuten de materiales ya
estudiados y unos caacutelculos con base en edificios existentes como el caso del ldquoAla de Post grado
de la Universidad Americanardquo con lo cual hemos buscado una posible solucioacuten a un problema de
climatizacioacuten de acuerdo con la radiacioacuten solar y a los elementos actuales con los que cuenta el
edificio ademaacutes de generar un material mucho maacutes compacto de tal manera a tener una guiacutea para
adaptar las construcciones existentes y para los nuevos disentildeos en los que hoy en diacutea se estaacuten
trabajando
Palabras Clave Arquitectura Bioclimaacutetica Confort Eficiencia Energeacutetica Clima y Aire
Acondicionado
Abstract
According to the needs of the environment and numerous weather changes architecture
has again bended down to use ancient construction techniques strategies and methods to reduce
18
the growing problem of high temperatures generated inside the enclosures Passive systems have
been the solution in different construction situations since ancient times such as ventilation
solar radiation environment humidity and proper use of materials among others On this thesis I
will focus specifically on techniques and strategies to create bioclimatic buildings adapted to our
current life by using systems and strategies of AA optimization
The purpose is to have a technical-conceptual analysis using a compilation of materials
already studied and some calculations from existing buildings such as Postgraduate Wing of
Universidad Americana in which we have defined a possible solution to air conditioning
problem considering solar radiation and building technical characteristics as well as having a
technical guidance for the new designs in the future
Key Words Bioclimatic Architecture Comfort Energy Efficiency Climate and Air
Conditioning
Objetivo General
Analizar los conceptos baacutesicos de arquitectura bioclimaacutetica pasiva y establecer una discusioacuten
comparativa con un edificio objeto de estudio considerando los factores de climatizacioacuten
confort y disentildeo utilizando estrategias bioclimaacuteticas a las que se suman criterios de
acondicionamiento artificial de edificios conforme a los paraacutemetros fiacutesicos
19
Objetivos Especiacuteficos
Realizar un estudio bibliograacutefico referente a lo que estudia la arquitectura bioclimaacutetica y
los principales paraacutemetros fiacutesicos de la misma
Analizar los factores de climatizacioacuten en cuanto a la temperatura humedad y ventilacioacuten
para lograr un confort dentro de un ambiente
Realizar anaacutelisis de incidencia de la radiacioacuten solar en el edificio
Identificar las zonas de mayor incidencia solar conforme la orientacioacuten
Definir las estrategias bioclimaacuteticas posibles a ser utilizadas en un edificio existente
Proponer alternativas de solucioacuten tanto pasivas como teacutecnicas para convertir un edificio
convencional en un edificio bioclimaacutetico
Planteamiento del Problema
Es bien sabido que actualmente estamos atravesando una problemaacutetica a nivel mundial
La del ldquocambio climaacuteticordquo y los diferentes efectos que conlleva el mismo El factor comuacuten de
este cambio es el uso desmedido de los recursos naturales y la manera en la que afecta el
consumo inadecuado de energiacutea a los elementos del clima
Es por ello por lo que nos vemos en la necesidad de cambiar ciertos paradigmas en la
arquitectura paraguaya y volcarnos a la ejecucioacuten de disentildeos maacutes eficientes iquestPero queacute pasa con
las construcciones ya establecidas Es aquiacute donde entramos a proponer alternativas de solucioacuten
pasivas apuntando a un mejor uso de los recursos bioclimaacuteticos en nuestro paiacutes Como sabemos
tenemos un clima muy caacutelido lo que hace pensar en cuales podriacutean ser las estrategias que se
pudieran utilizar en la arquitectura actual para obtener mejores beneficios una eficiencia
energeacutetica adecuada para las necesidades de la eacutepoca
20
Justificacioacuten
Se presenta una situacioacuten en la cual se toma un edificio como objeto de estudio en este
caso el ala de post Grado de la Universidad Americana Con el fin de establecer aacutereas de
oportunidad en cuanto al disentildeo y equipamiento especiacuteficamente de los sistemas de climatizacioacuten
del recinto con el fin de proponer estrategias bioclimaacuteticas que se adapten a las necesidades de
este Todo esto considerando elementos como disentildeo orientacioacuten aparatos climatizadores
radiacioacuten solar para asiacute determinar cuaacuteles son las estrategias que maacutes se adapten a un edificio en
particular
21
Capiacutetulo I - Arquitectura Bioclimaacutetica y Eficiencia Energeacutetica
11 Anaacutelisis etimoloacutegico
Para realizar un anaacutelisis es necesario conocer el origen conceptual de las palabras decir
cuaacutel es su etimologiacutea Para este caso desglosaremos el teacutermino Eficiencia Energeacutetica y
ldquoArquitectura Bioclimaacuteticardquo que seraacuten la base de nuestro objeto de estudio
Al hacer una revisioacuten en la Real Academia Espantildeola encontramos lo siguiente
Primeramente la palabra eficiencia que proviene del latiacuten ldquoEfficicientiardquo cuyo
significado es capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado
Seguidamente complementando la primera palabra tenemos Energeacuteticoa para entender mejor
de que trata este concepto es necesario indagar maacutes a fondo e ir a la palabra energiacutea que
proviene del latiacuten tardiacuteo energīa y este del griego ἐνέργεια eneacutergeia Esto significa eficacia
poder virtud para obrar y en teacuterminos fiacutesicos Capacidad para realizar un trabajo Se mide en
julios (Siacutemb E) Por lo tanto energeacuteticoca como adjetivo responde a la definicioacuten de
perteneciente o relativo a la energiacutea o que produce energiacutea y en teacuterminos fiacutesicos Estudio y
aplicaciones de la energiacutea (RAE)
Siguiendo con nuestro anaacutelisis desglosaremos el termino arquitectura bioclimaacutetica en
donde arquitectura proviene del del latiacuten ldquoarchitectūrardquo y tienen los siguientes significados f
Arte de proyectar y construir edificios f Disentildeo de una construccioacuten f Conjunto de
construcciones y edificios Y bioclimaacutetico ca de bio- y climaacutetico que significa adj Biol
Relacionado con el clima y los organismos vivos adj Dicho de un edificio o de su disposicioacuten
en el espacio Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los
usuarios (RAE)
22
A partir de esta base podemos empezar a analizar los conceptos como tales de tal forma a
comprender que trata cada uno y poder realizar un anaacutelisis comparativo
Una vez que hayamos comprendido el origen etimoloacutegico existen varias definiciones que
explican el significado de cada conjunto de palabras Tomaremos dos de ellas que explican de
manera mucho maacutes sencilla lo que comprende cada una la primera es la que menciona Matesanz
(2008) en su artiacuteculo sobre eficiencia energeacutetica lo cual lo define de la siguiente manera ldquoLa
eficiencia energeacutetica es la obtencioacuten de los mismos bienes y servicios energeacuteticos pero con
mucha menos energiacutea con la misma o mayor calidad de vida con menos contaminacioacuten a un
precio inferior al actual alargando la vida de los recursos y con menos conflictordquo
Y la Arquitectura Bioclimaacutetica seguacuten (Javier Neila ndash 2000) Se trata de un concepto claro
en su origen relacioacuten entre clima la arquitectura y los seres vivosrdquo ldquoLa arquitectura
bioclimaacutetica representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de
sostenibilidadrdquordquo Representa el concepto de gestioacuten de energiacutea oacuteptima de los edificios de alta
tecnologiacutea mediante la captacioacuten acumulacioacuten y distribucioacuten de energiacuteas renovables pasivas o
activamente y la integracioacuten paisajista y empleo de materiales autoacutectonos y sanosrdquo
En ambos casos se discute la optimizacioacuten de los recursos naturales el uso eficiente de los
mismos de tal manera a crear un desarrollo sustentable sin afectar al medio ambiente Podemos
decir entonces que tanto la Eficiencia energeacutetica como la Arquitectura bioclimaacutetica buscan
optimizar recursos y disminuir los impactos ambientales
Entre otras posibles definiciones seleccionamos la siguiente por el eacutenfasis que pone en el
tema de la eficiencia energeacutetica La arquitectura bioclimaacutetica consiste en el disentildeo de edificios
teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos disponibles (sol
23
vegetacioacuten lluvia vientos) para disminuir los impactos ambientales intentando reducir los
consumos de energiacutea(B Saacutenchez - Ecohabitar)
El tema energeacutetico no solo es una cuestioacuten de tecnologiacuteas de usar uno u otro aparato Es
maacutes bien una ciencia que engloba una serie de factores tanto internos como externos en funcioacuten
de las diferentes edificaciones sea cual fuere el uso o fin de esta Es por ello por lo que a lo
largo de este anaacutelisis propondremos recurrir a criterios propios de la arquitectura bioclimaacutetica
complementada con Ingenieriacutea Industrial de tal forma a para generar beneficios en el consumo
eficiente de energiacutea
En resumen la arquitectura bioclimaacutetica es el conjunto de varios factores y elementos
como el clima la temperatura del ambiente o la zona los recursos disponibles en un determinado
lugar la necesidad del ser humano en cuanto a los niveles de confort el disentildeo adecuado y la
eficiencia energeacutetica de las tecnologiacuteas aplicadas para el uso Ademaacutes del entorno natural y
social en cual se pretende desarrollar el proyecto Sin dejar de lado el valor econoacutemico asignado
a corto mediano y largo plazo Todo esto con el fin de crear un disentildeo y estructura eficiente
rentable y sustentable
12 Objetivos de la arquitectura bioclimaacutetica
La arquitectura bioclimaacutetica tiene como objetivo reducir el impacto que podriacutean llegar a
producir las edificaciones en el medio ambiente es decir buscar alternativas sustentables que
pudieran llegar a sustituir a la arquitectura convencional y convertirla en modelos amigables con
el medio y que puedan satisfacer las necesidades humanas
Si estudiamos las teacutecnicas bioclimaacuteticas y buscamos aplicarlas a nuevos proyectos estos
a su vez daraacuten pie a otros proyectos logrando edificios energeacuteticamente eficientes conservando
en lo posible los recursos naturales
24
Los edificios bioclimaacuteticos son aquellos que se planean disentildean y ejecutan de tal forma a
que el resultado no genere impactos negativos contra el medio ambiente Un edificio
bioclimaacutetico utiliza teacutecnicas que aprovechen los recursos naturales del medio
Promueve una conciencia de seguir construyendo pero con miras a nuevos paradigmas que
favorezcan la creacioacuten de ciudades limpias y verdes pero con desarrollo urbano
13 Caracteriacutesticas en las que se basa la arquitectura bioclimaacutetica
En la arquitectura bioclimaacutetica se consideran varios factores propios de cualquier tipo de
edificacioacuten Para el caso de esta investigacioacuten aun cuando la misma se enmarca en el campo de
la arquitectura bioclimaacutetica se toman en cuenta para la misma solamente los aspectos maacutes
ligados al control natural de la energiacutea incidente y dado que se ha elegido como objeto de
anaacutelisis un edificio ya construido se buscaraacute poner los eacutenfasis en todo aquello que permita
aproximar el modelo a formas de control de la incidencia solar para luego complementar el
confort teacutermico por medio de equipos de aire acondicionado
A continuacioacuten hablaremos de los paraacutemetros fiacutesicos para llegar al resultado deseado
que en para nuestro caso es convertir un edificio convencional en un edificio sustentable Este
camino que iniciamos a continuacioacuten estaraacute cargado de una serie de factores que iremos
analizando y de paso identificando las posibles estrategias que favoreceraacuten el objeto de anaacutelisis
25
Capitulo II ndash Paraacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacutetica
21 Mapa mental Paraacutemetros fiacutesicos teniendo en cuenta el clima de asuncioacuten
Mapa mental elaborado durante el moacutedulo de vivienda bioclimaacutetica de la maestriacutea en
Investigacioacuten del haacutebitat Graacuteficos extraiacutedos de los diversos materiales que se detallan en la
bibliografiacutea
Mapa mental ldquoParaacutemetros fiacutesicos en la arquitectura bioclimaacuteticardquo
Disentildeo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas aprovechando los recursos
disponibles (Sol vegetacioacuten Ventilacioacuten clima) de tal forma a generar un confort disminuir los
impactos ambientales y reducir el consumo de energiacutea
GRAacuteFICO 1 Mapa mental Paraacutemetros Fiacutesicos en Arquitectura Bioclimaacutetica
Fuente Mapa mental Elaboracioacuten propia Graacuteficos que componen el mapa mental Orientacioacuten
graacutefico central Arq O Morel Figuras (1) Clima Software climate consultant - 2020 (2)
Ventilacioacuten Seiscuboscom ndash 2019 (3) Vegetacioacuten Ovacencom (4) Asoleamiento E
Fernaacutendez 2015 (5) Confort Ediclima
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Este mapa mental expone una serie de ideas relacionadas especiacuteficamente a los
paraacutemetros bioclimaacuteticos estos tratan de las teacutecnicas y factores para llegar a un estado de confort
ideal Lo que muestra en la imagen es la interrelacioacuten de estos factores y como cada uno de ellos
cumple un papel fundamental en el logro del estado de confort
Ponemos como punto central al sol y su trayectoria porque de ahiacute partimos para los diferentes
tipos de anaacutelisis
Para un disentildeo eficiente siempre debemos colocarnos en un punto central o base de
investigacioacuten de donde partiremos para que todos los demaacutes elementos se puedan de alguna
manera interrelacionar entre siacute Ademaacutes este anaacutelisis se trata de eso justamente la interrelacioacuten
de las diversas disciplinas con el fin de llegar auacuten maacutes allaacute que solo el disentildeo o solo la
arquitectura o solo tecnologiacuteas como partes diferentes y separadas sino que buscamos crear un
sistemas con un estado de sinergia para que cada parte dependa y actuacutee en funcioacuten de la otra y a
su vez crear un estado de holismo donde el resultado final engloba el ldquotodordquo es decir la
combinacioacuten eficiente de caacutelculos disentildeos teacutecnicas y estrategias en sus diferentes ramas
A continuacioacuten se exponen cada uno de los paraacutemetros citados en el mapa mental
primeramente por separado para entender y conocer de queacute trata cada uno para luego crear base
ya que esto es necesario para realizar el anaacutelisis del caso del estudio ldquoAla de post grado de la
Universidad americanardquo Se inicia en el orden seguacuten se detalla en el mapa mental
22 Clima
221 Concepto
Se entiende por el teacutermino clima que es el conjunto de una serie de condiciones meteoroloacutegicas
que determinan o diferencian un lugar de otro como ser por ejemplo caacutelido friacuteo tropical seco
huacutemedo temperatura media y los derivados de estos
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De manera a comenzar el anaacutelisis de nuestro caso de estudio empezaremos hablando del
clima de la ciudad de Asuncioacuten Es importante tener bien claro el tipo de clima de un
determinado lugar ya que de ello dependen los caacutelculos teacutecnicos que deberaacuten realizarse Por
ejemplo en teacuterminos de aire acondicionado es preciso saber cuaacutel es la temperatura maacutexima del
entorno el nivel de humedad los meses de calor y friacuteo etc Para determinar queacute tipo de aparatos
climatizadores o queacute tipo de tecnologiacutea es la maacutes adecuada para el lugar
222 El clima en Asuncioacuten
Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica seguacuten el sistema Koumlppen-Geiger
GRAacuteFICO 2 Mapa Climaacutetico de Sudameacuterica
Fuente del graacutefico Wikipedia
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Seguacuten el mapa climaacutetico de Koppen-Geiger el clima de Paraguay es generalmente caacutelido
Con un clima Semiaacuterido caacutelido al noroeste en la regioacuten del chaco y tropical de sabana tambieacuten el
chaco o regioacuten occidental En la regioacuten oriental en su gran mayoriacutea el clima es subtropical
huacutemedo y tropical sabana en donde se encuentra la capital de paiacutes y cuyo caso estamos
analizando
Entonces de acuerdo con esta premisa tenemos que el clima de asuncioacuten es mayormente
caacutelido tropical con inviernos cortos y veranos calurosos cuyas temperaturas promedias variacutean
entre 13 deg y 33deg C durante todo el antildeo
223 Temperatura maacutexima y miacutenima promedio de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 3 Temperatura maacutexima y miacutenima de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El clima de Asuncioacuten durante los meses de verano seraacute nuestro foco de estudio y es por
ello por lo que los caacutelculos graacuteficos y tablas que veremos a continuacioacuten nos mostraran una serie
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de valores que explicaran mejor las razones de las estrategias que se propone al final de este
material
Seguacuten datos extraiacutedos de la paacutegina Weather Spark tenemos los siguientes valores
GRAacuteFICO 4 Resumen Anual del del clima en Paraguay
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como vemos en esta tabla la mayor parte del antildeo el clima es caacutelido y huacutemedo por lo
que ocupamos mayor proteccioacuten ya sea en techos o paredes envolventes con caracteriacutesticas
aislantes que puedan disminuir las altas temperaturas Estas condiciones exteriores sirven
principalmente para determinar tipos de disentildeos y tipos de tecnologiacuteas a ser utilizadas Por
ejemplo el hecho de ser una ciudad caacutelida tropical nos dice que tal vez seraacuten necesarios
parasoles voladizos paredes dobles materiales aislantes aparatos reguladores de temperatura
etc de tal manera a que la edificacioacuten cuente con lo necesario para un confort ideal en funcioacuten de
las condiciones del ambiente exterior
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GRAacuteFICO 5 Horas de luz en Paraguay durante todo el antildeo
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
Como se menciona en la paacutegina Weather Spark La duracioacuten del diacutea en Asuncioacuten variacutea
durante el antildeo Por ejemplo este antildeo 2021 el diacutea maacutes corto seraacute el 20 de junio con 10 horas y
34 minutos de luz natural el diacutea maacutes largo es el 21 de diciembre con 13 horas y 43 minutos de
luz
Lo importante aquiacute son los meses de mayor tiempo de luz de lo que podemos resaltar lo
siguiente ya sabemos que tenemos un clima bastante caacutelido caluroso con un verano que dura
casi 4 meses en teacuterminos de temperatura y un periodo de luz solar de maacutes de 10 hs por diacutea en
promedio durante todo el antildeo entonces teniendo en cuenta estas caracteriacutesticas se puede
aprovechar la incidencia solar por periodos prolongados de tiempo para la captacioacuten de radiacioacuten
a traveacutes de paneles solares fotovoltaicos y aprovechar el potencial energeacutetico del mismo
224 Iacutendice de radiacioacuten solar seguacuten la orientacioacuten solar
La orientacioacuten tanto en la construccioacuten como en refrigeracioacuten es clave para optimizar el
recurso natural que nos ofrece el sol por un lado las horas de luz y por otra parte la cantidad de
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calor que reciben las diferentes caras de una edificacioacuten Es asiacute como de acuerdo con la
orientacioacuten de un edificio con respecto a la trayectoria del sol se trata de aprovechar el calor en
invierno y las sombras en verano ahora bien los beneficios dependeraacuten del tipo de clima
preponderante en la zona
En el hemisferio sur las caras que reciben la mayor parte de incidencia solar en cuanto a
calor y tiempo son el norte y oeste por lo que se propone de ser posible que tanto la fachada
como el mayor nuacutemero posible de ventanas yo aberturas se orientaraacuten al sur (sur-suroeste y sur-
sureste)
GRAacuteFICO 6 Movimiento aparente del sol en la esfera celeste
Fuente Disentildeo realizado por el Arq Osvaldo Morel Moreira con el programa ArchiCAD
Si observamos la imagen vemos que el sol va de Este a Oeste pasando por el Norte he
ahiacute la necesidad de estudiar principalmente estas tres caras ya que son las que recibiraacuten toda la
radiacioacuten solar Pero principalmente las caras Norte y Oeste que seraacuten el foco del anaacutelisis
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225 Trayectoria del Sol
2251 Representacioacuten Graacutefica del trayecto del sol en Asuncioacuten
En las siguientes imaacutegenes podemos visualizar el trayecto del sol de acuerdo con las
estaciones del antildeo aquiacute podemos ver como en los meses del invierno el sol tiende a posicionarse
mucho maacutes hacia norte con un grado notorio de inclinacioacuten sin embargo en los meses de
verano podemos ver que el sol estaacute mucho maacutes arriba pasando casi en la vertical de nuestra
edificacioacuten
GRAacuteFICO 7 Tabla de recorridos aparentes del sol a lo largo del antildeo con las diferentes
incidencias del sol seguacuten las estaciones
Fuente de la esfera Koenigsberger OH Ingersoll TG Mayhew Aszokolay SV 1977
Fuente del graacutefico elaboracioacuten propia
El Movimiento del sol a lo largo del antildeo permite calcular a partir de las tablas que sintetizan el
movimiento ldquoaparenterdquo del sol en la boacuteveda celeste cual seraacute la posicioacuten del sol un diacutea dado del
antildeo a una hora determinada
Lo de aparente es porque sabemos que el sol esta como fijo y es la tierra la que recorre A traveacutes
de movimiento de rotacioacuten
Ubicamos el Norte hacia arriba y observamos las posiciones del sol saliendo al Este (derecha)y
ocultaacutendose al Oeste (a la izquierda)
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Con base a lo anunciado podemos determinar a traveacutes de esta tabla las proyecciones de sombras
de un edificio y tambieacuten la incidencia del sol en una abertura asiacute como tambieacuten el periacuteodo de
tiempo que el sol incide en la misma
Como se puede observar en el graacutefico se marca una liacutenea desde el punto de la elipse hasta el
centro que es la tierra Eso nos marca lo que se conoce como azimut Que equivale a la direccioacuten
de los rayos del sol a esa hora y que indica si el sol entrariacutea o no por esa ventana
Continuando con las diferentes representaciones de la trayectoria del sol y siguiendo con el
anaacutelisis del objeto de estudio en las siguientes imaacutegenes podemos observar el movimiento del
sol en un punto especiacutefico utilizando el edificio de la universidad americana como centro focal
GRAacuteFICO 8 Recorrido del sol en sitio determinado - Verano
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GRAacuteFICO 9 Recorrido del sol en sitio determinado - Invierno
Fuente Aplicacioacuten en celular El Camino del Sol
Este anaacutelisis se realizoacute a traveacutes de una aplicacioacuten llamada el camino sol y se tomoacute como
punto central la vista de la Universidad Americana especiacuteficamente sobre el edificio de post
grado el cual es nuestro objeto de estudio
2252 Solsticio y Equinoccio en el hemisferio Sur
Para entender mejor el movimiento del sol se vio necesario agregar esta informacioacuten
referente al comportamiento de este en relacioacuten con su posicioacuten y movimiento en funcioacuten al
movimiento de la tierra durante todo el antildeo dando origen a las estaciones del antildeo
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Para ello explicaremos los fenoacutemenos de solsticios y equinoccios que se dan durante el antildeo
de tal forma a entender del porqueacute de la importancia del anaacutelisis tanto de orientacioacuten solar como
de soleamiento
2253 Solsticio
El solsticio marca el punto en el que el sol estaacute maacutes distante de la liacutenea del ecuador Durante
este periodo los diacuteas son maacutes largos en verano y maacutes cortos durante el invierno En el caso del
hemisferio sur el solsticio de verano es la eacutepoca en la que recibe mayor cantidad de luz solar
(Aquaeorg)
GRAacuteFICO 10 Recorrido del sol durante el solsticio de Verano (21 de diciembre)
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GRAacuteFICO 11 Recorrido del sol durante el solsticio de Invierno (21 de junio)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
2254 Equinoccio
Para el caso del equinoccio durante este tiempo el sol estaacute en el punto maacutes cercano a la
liacutenea del ecuador Los rayos solares alcanzan la zona intertropical con mayor intensidad lo cual
hace que la luz del sol y por sobre todo el calor lleguen con maacutes intensidad en ambos
hemisferios Durante los equinoccios los diacuteas y las noches tienen la misma duracioacuten esto lo
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podemos comprobar calculando el tiempo de luz solar en los meses de septiembre equinoccio de
primavera y marzo equinoccio de otontildeo en el hemisferio sur (Aquaeorg)
GRAacuteFICO 12 Recorrido del sol durante el equinoccio de Otontildeo (21 de marzo)
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
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GRAacuteFICO 13 Recorrido del sol durante el equinoccio de primavera 21 de septiembre
Fuente de Graacutefico App ldquoEL Camino del Solrdquo Descargado en el celular
23 Ventilacioacuten
231 Movimiento del aire
El aire natural es uno de principales factores que ayudan a conservar las temperaturas
agradables dentro de los recintos tanto en invierno como en verano Una buena renovacioacuten de
aire ya sea natural o artificial es la clave para lograr un estado de confort en espacios cerrados
ademaacutes de regular la temperatura evitando o disminuyendo las peacuterdidas
Con el fin de lograr unas condiciones de bienestar la ventilacioacuten natural que forma parte
importante del acondicionamiento pasivo es una de las mejores estrategias o teacutecnicas que se han
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venido desarrollando desde tiempos muy remotos Antiguamente cuando no existiacutean los aparatos
acondicionadores de aire las teacutecnicas que se utilizaban para generar confort en el ambiente eran
Disentildeo del edificio como ser por ejemplo los patios internos o bien la altura de techos
Para el caso de la ventilacioacuten natural lo que se busca es una entrada de aire limpio que
pueda generar una barrida de aire sacando el aire caliente o contaminado que se suspende dentro
de la habitacioacuten A continuacioacuten veremos una lista de pautas de disentildeo residencial aplicados
especiacuteficamente al clima de Asuncioacuten Es una guiacutea de disentildeos obtenida a traveacutes de la herramienta
ldquoClimate consultantrdquo donde por medio de imaacutegenes de distintos tipos de edificaciones podemos
ver coacutemo podemos disentildear en funcioacuten a los espacios asiacute como los disentildeos maacutes efectivos en
cuanto al deseo de obtener una ventilacioacuten natural
232 Renovacioacuten natural
GRAacuteFICO 14 Ventilacioacuten Cruzada - Renovacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
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Para lograr una ventilacioacuten cruzada se deben colocar las aberturas en lados opuestos por
ejemplo puertas como entrada de aire y ventanas como salida de aire Se recomienda en lo
posible que las aberturas maacutes grandes entes siempre del lado del viento (Climate Consultant
2021)
233 Refrigeracioacuten natural
GRAacuteFICO 15 Ventilacioacuten Natural - Refrigeracioacuten pasiva
Fuente Software Climate Consultant
La ventilacioacuten natural en ocasiones es una buena opcioacuten para reducir el aire
acondicionado en climas caacutelidos siempre y cuando la orientacioacuten de las ventanas esteacute del lado de
entrada de las brisas y a su vez estas esteacuten bien sombreadas aunque por lo general es difiacutecil
alcanzar el resultado oacuteptimo de confort en este sentido y se debe recurrir a aparatos
climatizadores para legar a una temperatura ideal (Climate Consultant)
234 Aberturas
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GRAacuteFICO 16 Sistema de aberturas para ventilacioacuten natural
Fuente Software Climate Consultant
Conforme a la propuesta del software climate consultant en funcioacuten a los datos de la
ciudad de Asuncioacuten se puede recurrir a zonas de planta abierta para mejorar la ventilacioacuten
cruzada una manera de graficar esta situacioacuten podriacutea ser en las galeriacuteas o aires y luz que dejan
entrar el aire enfriar el recinto con una brisa fresca y salir por otra abertura que se encentra o por
encima del edificio o por el lado opuesto (Climate Consultant)
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24 Vegetacioacuten
241 Beneficios
GRAacuteFICO 17 Sombras generadas por una fila de aacuterboles frente a una edificacioacuten
Fotografiacutea fuente Paacutegina BIU - 2012
De acuerdo con el artiacuteculo publicado en la paacutegina BIU arquitectura y paisaje ndash 2012
donde hablan sobre la vegetacioacuten y coacutemo esta reduce la temperatura junto a los edificios
Los aacuterboles y en general la vegetacioacuten son de gran ayuda para reducir la isla de calor en
la ciudad ademaacutes de mejorar la calidad visual tambieacuten ayudan a modificar el clima de la zona
sobre todo en los lugares donde existe una gran cantidad de edificaciones
Ademaacutes de ser generadores de oxiacutegeno los aacuterboles juegan un papel importante como
filtros de radiacioacuten solar de tal manera a reducir la temperatura del ambiente por accioacuten de las
sombras que genera y por funcionar como serpentina natural del aire caliente que circulan en los
alrededores de los edificios enfriando las paredes por accioacuten de la sombra que producen sin
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contar que naturalmente producen el fenoacutemeno de evotranspiracioacuten que ayuda a aumentar la
humedad del ambiente que lo rodea
Como mencionaba al principio la vegetacioacuten ayuda a combatir el fenoacutemeno de isla de
calor producido en las ciudades esto se debe a que gracias a sus hojas y a su capacidad de
enfriamiento podriacutea llegar a reducir la temperatura a su alrededor entre 3 y 6degC en relacioacuten con la
temperatura ambiente
Sirven como direccionares de aire protectores solares impidiendo que los rayos incidan
directamente en las paredes ventanas o aberturas en general
ldquoEn el anaacutelisis de casos reales se ha observado que las superficies a pleno sol tienen una
temperatura entre 30 a 40ordmC superior a aquellas que estaacuten sombreadas por la vegetacioacutenrdquo (BiU
arquitectura y paisaje ndash 2012)
GRAacuteFICO 18 Efecto teacutermico causado por la vegetacioacuten aledantildea a la edificacioacuten
Fuente M Urbano ndash J M Ciurana - 2012
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242 Proximidad de aacuterboles respecto a los edificios
En teacuterminos de arquitectura sustentable la recomendacioacuten es no sacrificar los aacuterboles que
ya se encuentran en la zona por una cuestioacuten de construccioacuten o crecimiento estructural Por
ejemplo la universidad cuenta con un aacuterbol en su interior que gracias al disentildeo original no debioacute
ser sacrificado Este aacuterbol sirve de sombra para los estudiantes ademaacutes de dar oxiacutegeno al lugar
Pero por otra parte en los alrededores de la universidad se deberiacutean plantar varios aacuterboles y crear
espacios verdes que favorezcan la disminucioacuten de calor ya que estaacute rodeado de asfalto y calles
que aumentan notablemente la temperatura del lugar
243 Los vientos dominantes
El estudio de los vientos dominantes para el mismo caso es un elemento muy importante
e interesante porque te ayuda a realizar los caacutelculos en funcioacuten a la orientacioacuten que uno quiere o
debe darle al edificio Si el mismo estaacute en construccioacuten se pueden orientar de tal forma a tener
entradas y salidas de aire natural constantemente aprovechando un recurso natural para la
renovacioacuten natural de los recintos Si el edificio ya fue construido y lo queremos estudiar coacutemo
es mi caso se pueden realizar anaacutelisis de tal manera a encontrar aacutereas de oportunidad y buscar
soluciones a problemas de aireacioacuten o cerramientos innecesarios de espacios que tal vez
necesitan mayor caudal o traspaso de aire natural
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GRAacuteFICO 19 Aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de calor
Fuente Fotografiacutea - Dallas abril 2020
244 Tipos de Arboles seguacuten el clima
De acuerdo con el tipo de clima y suelo existen diferentes tipos de aacuterboles que se podriacutean
utilizar seguacuten la necesidad Este podriacutea ser un buen tema de investigacioacuten dando continuidad o
abriendo una brecha de este trabajo ya que seriacutea importante determinar queacute tipo de especies en
teacuterminos de flora se podriacutean utilizar en las ciudades con el fin de reducir las islas de calor
Como sabemos es muy difiacutecil muchas veces tratar de modificar una estructura ya
establecida pero con alternativas bioclimaacuteticas y los caacutelculos precisos se podriacutean mejorar las
condiciones del entorno de tal forma de adaptar lo convencional a un modelo maacutes sustentable en
teacuterminos medio ambientales
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GRAacuteFICO 20 Ejemplos de Arboles seguacuten los espacios y el clima
Fuente Ingeniero Agroacutenomo Sergio Carrieri
245 Paredes verdes - Ecosistemas Verticales
Los muros verdes son una tendencia que han jugado un papel fundamental en la ardua
tarea de adaptar ciertas zonas o ciudades a necesidades ambientales maacutes sustentables Estas
innovaciones aplican la necesidad de disminuir los efectos de las islas de calor en las ciudades y
fomentar el desarrollo forestal y ecoloacutegico con el fin de crear estrategias que mejoren la calidad
externa de las edificaciones y por consiguiente el medio en el que habitamos
246 Ventajas de las paredes y techos verdes
2461 Beneficios medioambientales
Reducen el efecto invernadero en las ciudades si la mayoriacutea de los techos y paredes de
los edificios de Asuncioacuten fueran verdes se lograriacutea capturar una buena cantidad de emisiones de
material emitido por los vehiacuteculos tanto particulares como colectivos
Las cubiertas verdes sirven de medio de absorcioacuten de agua de lluvia evitando que estas
vayan al alcantarillado ademaacutes mantienen frescas las plantas y por ende las paredes o el techo
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es decir funciona como una especie de esponja temporal aliviando la humedad del ambiente
interior (Twenergy ndash 2019)
2462 Beneficios econoacutemicos
Beneficios energeacuteticos ya sea con este sistema se puede reducir hasta un 20 de la
energiacutea del edificio en caso de tener aire acondicionado Por ende el valor de los proyectos
inmobiliarios aumentariacutea en un 10 en relacioacuten con proyectos de construccioacuten tradicional ya
que a largo plazo el consumo y gasto general del edificio se veriacutea reducido (Twenergy ndash 2019)
Como se menciona en la paacutegina sempergreencom ldquoEl aspecto natural y sostenible
combinado con una reduccioacuten en los costes de energiacutea se traduce en un aumento del valor de la
propiedadrdquo En varias paacuteginas podemos encontrar que el utilizar ecosistemas verticales le da un
aumento al nivel econoacutemico del lugar ya que los beneficios a largo plazo tanto en ahorro
energeacutetico como en mantenimientos hacen que las edificaciones a la larga sean mucho maacutes
econoacutemicas que las convencionales sin proteccioacuten extra (verdeceresmscom - ecosistemas-
verticales)
2463 Beneficios teacutecnicos
El avance tecnoloacutegico en nuevos sistemas de riego e impermeabilizacioacuten favorecen a que
este tipo de proyectos sea mucho maacutes duradero que los sistemas convencionales asiacute como la
reduccioacuten en costos de mantenimientos al miacutenimo lo que tambieacuten permite un ahorro a largo
plazo (Twenergy ndash 2019)
2463 Beneficios humanos
Cada persona necesita aproximadamente 10 metros cuadrados de verde por habitante
Con techos y paredes verdes se pueden aumentar las aacutereas verdes por habitante mejorando la
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salud de las personas en la ciudad Disminucioacuten de ruido en hasta 50 decibelios (Twenergy ndash
2019)
25 Asoleamiento
251 Soleamiento del Edificio
Se trata de la incidencia del sol en espacios interiores o exteriores de un edificio para
alcanzar un bienestar teacutermico en arquitectura bioclimaacutetica el anaacutelisis de asoleamiento permite
determinar la cantidad de radiacioacuten que entra dentro de un determinado ambiente a fin de
controlar secciones en donde la incidencia solar pudiera estar afectando el bienestar dentro de la
edificacioacuten y tomar las medidas necesarias a modo de controlar dichas incidencias
Existen tres maneras de Soleamiento del edificio el directo difusa y reflejada
El directo es cuando la radiacioacuten solar incide en forma directa sobre la masa del edificio
le aporta energiacutea y no se tienen previstas las medidas para mitigar este efecto Se suma ademaacutes el
efecto denominado invernadero que generan los vidrios (puertas de acceso ventanas y otros
donde el vidrio recibe la incidencia directa del sol) y donde este material tiene la capacidad de
permitir el ingreso de la radiacioacuten solar directa con energiacutea de onda corta y luego impide que la
misma vuelva a salir porque la energiacutea infrarroja no es capaz de atravesar los vidrios Como
ejemplo hay que recordar el impacto teacutermico de quien ingresa a un vehiacuteculo estacionado en el
sol donde la energiacutea se ha acumulado alcanzando temperaturas interiores muy altas La difusa
es aquella que primero pasa ya sea por las partiacuteculas gas o polvo suspendidas en el cielo para
luego llegar a la superficie terrestre es decir no tiene una incidencia directa es aquella que
coloquialmente nuestros abuelos le llamaban resolana muchas veces nos han dicho que
tengamos maacutes cuidado con este tipo de radiacioacuten porque los rayos del sol nos llegan igual
aunque no lo veamos y la reflejado o indirecta asiacute como su nombre lo dice es aquella que
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primero choca contra otro tipo de superficie y por la capacidad de esta de reflexioacuten es desviada
hacia otro cuerpo por ejemplo el espejo del agua el hielo algunas plantas tambieacuten presentan esa
propiedad de reflexioacuten y en el caso de la arquitectura hay muchos materiales que presentan esa
caracteriacutestica por lo tanto en este caso nos obliga a observar nuestro entorno para ver si existe
alguna construccioacuten a nuestro alrededor que podriacutea llegar a producir este fenoacutemeno (Marcos
Carbonell ndash 2020)
GRAacuteFICO 21 Tipos de radiacioacuten solar
Fuente Extraiacutedo de la paacutegina quienes los copyaulafacilcom ndash M Carbonell - 2020
252 Energiacutea solar de Onda Corta Incidente diaria promedio
Esta seccioacuten trata sobre la energiacutea solar de onda corta incidente diario total que llega a la
superficie de la tierra en un aacuterea amplia tomando en cuenta las variaciones estacionales de la
duracioacuten del diacutea la elevacioacuten del sol sobre el horizonte y la absorcioacuten de las nubes y otros
elementos atmosfeacutericos La radiacioacuten de onda corta incluye luz visible y radiacioacuten ultravioleta
La energiacutea solar de onda corta es aquella que llega diariamente a la superficie de la tierra
variacutea seguacuten la posicioacuten del sol por lo que a lo largo del antildeo tienen diferentes niveles de
incidencia Se puede decir que existe una cantidad de incidencia solar de acuerdo con las
estaciones del antildeo Siendo verano la eacutepoca de mayor cantidad de luz resplandeciente
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Observando la tabla extraiacuteda de la paacutegina Weather Spark obtenemos que
El periacuteodo maacutes resplandeciente del antildeo dura 38 meses del 29 de octubre al 22 de
febrero con una energiacutea de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado superior a
64 kWh El diacutea maacutes resplandeciente del antildeo es el 28 de diciembre con un promedio de 72 kWh
El periodo maacutes obscuro del antildeo dura 29 meses del 12 de mayo al 7 de agosto con una energiacutea
de onda corta incidente diario promedio por metro cuadrado de menos de 42 kWh El diacutea maacutes
obscuro del antildeo es el 24 de junio con un promedio de 34 kWh
GRAacuteFICO 22 Energiacutea de onda corta incidente diario promedio
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
253 Tabla de Sombras
Para realizar este anaacutelisis primeramente es necesario el estudio del movimiento del sol
las sombras que se generan con respecto a su posicioacuten lo cual seraacute determinado por la
orientacioacuten
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GRAacuteFICO 23 Mejores disposiciones de una proteccioacuten solar para una ventana
Fuente Wikipedia
254 Anaacutelisis de Sombras durante todo el antildeo
GRAacuteFICO 24 Tabla de sombras para la ciudad de Asuncioacuten durante el periodo de un antildeo
Fuente Software Climate consultant
A continuacioacuten tenemos una resentildea de la necesidad de sombra o sol a lo largo del antildeo
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Para realizar un analizar de sombra utilizaremos esta graacutefica ciliacutendrica de temperaturas
por horas en relacioacuten con la radiacioacuten solar teniendo en cuenta unos rangos de confort en donde
de acuerdo con los valores y a las curvaturas de la tabla se puede obtener recomendaciones de
cuando utilizar sombras y cuando no necesitamos sombras pero si necesitamos sol
Cada anillo representa un mes desde diciembre a junio Si observamos el anillo inferior
que corresponde al mes de junio podemos denotar que es el mes en donde maacutes necesitamos luz
solar por ser uno de los mese maacutes friacuteos del antildeo pero en contrapartida vemos que el ultimo anillo
el superior que corresponde al mes de diciembre lo que necesita es sombra debido a la gran
incidencia del sol
Tambieacuten podemos ver las horas del diacutea a lo largo de la curvatura en donde por ejemplo en
la curva de diciembre se puede observar que es necesaria la sombra durante praacutecticamente todo
el diacutea En la tabla de leyenda se puede observar como el rojo nos indica la necesidad de sombra
el amarillo parcialmente sombra y el azul la necesidad de sol
GRAacuteFICO 25 Radiacioacuten solar directa normal en Asuncioacuten
Fuente Software Climate consultant
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Esto quiere decir que hay maacutes radiacioacuten directa en verano que en invierno
255 Envolvente o cobertura
Los envolventes son los diferentes materiales que protegen a la construccioacuten de agentes
externos Para determinar cuaacuteles son los maacutes convenientes se deben analizar la orientacioacuten de la
edificacioacuten con respecto al sol la vegetacioacuten que la rodeaba el tipo de terreno etc Estos
paraacutemetros serviacutean para determinar la mejor estrategia con el fin de obtener una edificacioacuten
eficiente Hoy diacutea estos mismos factores son los que debemos tener en cuenta si queremos
construir en post de una arquitectura bioclimaacutetica
La Arquitectura Bioclimaacutetica ha adquirido gran relevancia en el disentildeo de los edificios
buscando el confort teacutermico interior mediante la adecuacioacuten del disentildeo la geometriacutea la
orientacioacuten y la construccioacuten del edificio a las condiciones climaacuteticas que le rodean De esta
forma se obtiene gran calidad espacial y funcional ademaacutes de reducir los efectos negativos sobre
el entorno
Para conseguir esta eficiencia energeacutetica uno de los aspectos fundamentales es la
proteccioacuten solar que evita el sobrecalentamiento en el interior de los edificios Mediante un
adecuado control de la luz solar se consigue reflejar y disipar la energiacutea fuera del espacio
habitable reduciendo de esta forma la demanda energeacutetica (M Aacutevila 2014)
256 Materiales
La utilizacioacuten de materiales adecuados en edificaciones son una forma maacutes de
aprovechar los recursos la madera el hierro concreto son claros ejemplos de materiales
comuacutenmente utilizados en las diferentes construcciones
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El tipo de material con el que se decide construir una edificacioacuten determinaraacute la cantidad
de calor que podriacutea llegar a ingresar dentro del recinto a traveacutes del propio material Todo esto
dependiendo del nivel de conductividad teacutermica del material
En siguiente fotografiacutea vemos al edificio World Trade Center de Asuncioacuten cuyas
paredes son de concreto casi en un 80 con unas zonas vidriadas pero la cantidad de concreto
con la que cuenta el edificio la que impide que el calor penetre directamente a su interior
disminuyendo la necesidad de aumentar la capacidad de aparatos climatizadores
GRAacuteFICO 26 Fotografiacutea WTC Asuncioacuten Edificio de Concreto y vidrio
Fuente Arquitectoscompy 2011
Contrario a lo anterior en la siguiente imagen vemos al edificio Blue Tower junto al
centro comercial paseo la galeriacutea Este par de torres estaacute construido con una cobertura total de
55
vidrio el cual ademaacutes de funcionar como un espejo de luz y calor para su entorno es un
excelente captador de calor a su interior aumentando necesariamente la cantidad de BTUs por
ambiente lo que lleva a un gasto mayor en aires acondicionados y por ende en consumo
energeacutetico
GRAacuteFICO 27 Fotografiacutea Edificio Blue Tower junto al paseo la Galeriacutea Asuncioacuten Edificio
completamente vidriado
Fuente Infocasas 11 abril 2017
257 Aislamiento
Por otra parte un buen aislamiento favorece la diminucioacuten de calor dentro de los espacios
tal es asiacute que como vemos a continuacioacuten este edificio que con una buena proteccioacuten en su
fachada la cual estaacute orientada directamente al oeste siendo esta la cara con mayor incidencia
solar se encuentra protegida contra los fuertes rayos de sol de la tarde contribuyendo asiacute a la
disminucioacuten de aparatos climatizadores y por ende lograr la maacutexima eficiencia en el
56
mantenimiento de la temperatura y consumo energeacutetico Esto ayudaraacute a evitar los cambios
bruscos de temperatura ademaacutes de ser una estrategia sustentable
GRAacuteFICO 28 Fotografiacutea Edificio Banco Central de Paraguay Proteccioacuten solar en fachada
Aislante teacutermico
Fuente The Society Paraguay 6 agosto 2017 Plataforma para el Arte y Arquitectura Paraguaya
258 Generacioacuten de Energiacutea
Previamente a este proyecto de investigacioacuten en conjunto con la universidad siglo XXI
de Coacuterdoba me tocoacute participar en el desarrollo de una materia sobre Innovacioacuten tecnoloacutegica en
doacutende desarrollamos todos los temas sobre generacioacuten de energiacuteas alternativas En esta materia
se investigoacute todo lo relacionado a las fuentes de energiacuteas el modo de obtencioacuten caracteriacutesticas
ventajas desventajas y tipos de tecnologiacuteas o medios para su uso y distribucioacuten Una de ellas es la
captacioacuten de energiacutea solar a traveacutes de paneles fotovoltaicos que creo seraacute buen complemento a
este anaacutelisis ya que podemos aprovechar el techo de nuestro edificio objeto de estudio como
zona posible para montaje de paneles solares de y que estos sirvan como medio de alimentacioacuten
para los aparatos climatizadores ya que como vimos en el cuadro de anaacutelisis de carga por sector
57
el mayor consumo se encuentra en los AA Entonces como no se puede prescindir de ellos ya
que es una edificacioacuten ya establecida lo que podemos hacer es conseguir una eficiencia con
respecto al consumo de energiacutea de una fuente renovable convirtiendo un edificio convencional
en sustentable
2581 Energiacutea alternativa de fuentes renovables
La energiacutea solar y eoacutelica forman parte del conjunto de energiacuteas ldquoverdesrdquo amigables con el
medio ambiente Sin embargo su potencial no solo estaacute en el hecho de que sean energiacuteas
limpias sino en la cantidad de recursos renovables para su generacioacuten Como sabemos tanto el
sol como el viento son fuentes inagotables disponibles praacutecticamente en cualquier zona por
periodos prolongados de tiempo A diferencia de las energiacuteas convencionales que requieren de
un punto especiacutefico para la extraccioacuten y posterior trasformacioacuten de energiacutea ya sea esta eleacutectrica o
caloriacutefica entonces iquestpor queacute no hemos optado auacuten por este tipo de energiacutea
Dentro de las principales desventajas de ambos tipos de energiacutea el costo inicial es uno de
los principales factores que aun impiden en muchos lugares el poder montar estos sistemas Por
otra parte tanto para generacioacuten como para el almacenamiento se requieren grandes cantidades
de espacios para poder generar la energiacutea necesaria como para cubrir la demanda actual
Ahora bien si hablamos de una inversioacuten a largo plazo realizando una buena planificacioacuten este
tipo de energiacuteas podriacutea ser beneficioso ya que comparado con los combustibles foacutesiles cuyo
costo depende de la disponibilidad tanto la energiacutea eoacutelica como la solar no tendriacutean esa
variacioacuten ademaacutes de no generar ninguacuten tipo de dantildeo al medio ambiente
58
Hoy en diacutea gracias a los avances tecnoloacutegicos y la mejora en los procesos de produccioacuten
la posibilidad de utilizar energiacutea limpia es cada vez maacutes viable y podriacutea resultar mucho maacutes
econoacutemica que el uso de los combustibles foacutesiles
Como bien sabemos el solo hecho de no generar contaminantes ya es una gran ganancia
ya que seguacuten estudios se afirma que gran parte de los agentes contaminantes provienen de la
utilizacioacuten de combustibles Entonces iquestcuaacuteles son las ventajas de estas fuentes de energiacutea frente
a las convencionales
En ambos casos tanto para la energiacutea solar como eoacutelica las ventajas son praacutecticamente las
mismas Son renovables limpias abundantes y pueden ser extraiacutedas en cualquier parte ademaacutes
de poder adaptarse a diferentes escalas Es decir en el caso de se quiera instalar en una sola casa
este tipo de sistemas nos da la posibilidad de utilizarlo tanto en un solo hogar como en una
cuidad completa Ademaacutes de otorgar flexibilidad en su instalacioacuten los costos de mantenimientos
son muy bajos tanto para hogares o pequentildeos negocios y grandes negocios En teacuterminos de
espacios pueden coexistir en cualquier medio es decir en plazas campos serraniacuteas pendientes
sin necesidad de alterar del ecosistema que se encuentra a su alrededor lo cual es de suma
importancia ya que si lo comparamos con las represas en donde se requiere una gran
infraestructura que puede llegar a generar la peacuterdida o destruccioacuten se zonas aledantildeas Con esto
no decimos que sustituir totalmente las energiacuteas convencionales sea una solucioacuten si no que maacutes
bien explorar las posibilidades abre un abanico de oportunidades que con tiempo e ingenio
podriacutean llegar a conseguir grandes resultados
El uso de energiacuteas renovables pues aprovechan los recursos naturales para suministrar
energiacutea La energiacutea solar (tanto la teacutermica como la fotovoltaica permite climatizar las
59
edificaciones de forma directa o a traveacutes de paneles o cubiertas solares No obstante conviene
buscar la combinacioacuten idoacutenea en funcioacuten de cada caso
2582 Energiacutea solar fotovoltaica
La energiacutea solar es la energiacutea que hemos aprendido a aprovechar gracias a la luz (energiacutea
fotovoltaica) o el calor del sol (teacutermica) para la generacioacuten de electricidad o la produccioacuten de
calor Es una fuente de energiacutea inagotable y renovable porque viene directamente del sol Este
tipo de energiacuteas se puede obtener a traveacutes de paneles solares muy similares a los espejos Estos
paneles estaacuten conformados por ceacutelulas fotovoltaicas que debido a la radiacioacuten solar que llegan
directamente a ellas convierten el calor de los rayos de sol en energiacutea eleacutectrica limpia y lista
para ser utilizada en diferentes aparatos eleacutectricos como ser el caso de los equipos de aire
acondicionado que como sabemos tienen un alto consumo energeacutetico tanto por la masa de aire
que mueven como por el tiempo que deben estar en funcionamiento
2583 Aplicaciones de la energiacutea solar fotovoltaica
La principal aplicacioacuten de una instalacioacuten de energiacutea solar fotovoltaica es la produccioacuten
de energiacutea eleacutectrica a partir de la radiacioacuten solar La produccioacuten de energiacutea puede ser a gran
escala para el consumo en general o a pequentildea escala para consumo en pequentildeas viviendas
refugios de montantildea o sitios aislados Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones
fotovoltaicas
1 Instalaciones fotovoltaicas de conexioacuten a red donde la energiacutea que se produce se utiliza
iacutentegramente para la venta a la red eleacutectrica de distribucioacuten
60
2 Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red que se utilizan para autoconsumo ya sea una
vivienda asilada una estacioacuten repetidora de telecomunicacioacuten bombeo de agua para
riego etc
Dentro de las aplicaciones de la energiacutea fotovoltaica no conectada a la red encontramos
en muchos aacutembitos de la vida cuotidiana La energiacutea fotovoltaica se utiliza en pequentildeos aparatos
como calculadoras como para el alumbrado puacuteblico en determinadas zonas para eliminar
motores eleacutectricos e incluso se han desarrollado automoacuteviles y aviones que funcionan
exclusivamente aprovechando la radiacioacuten solar como fuente de energiacutea
Dentro de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red existen las plantas de energiacutea
solar fotovoltaica Una planta de energiacutea fotovoltaica tambieacuten un parque solar es una gran
planta de generacioacuten de energiacutea disentildeada para la venta de su produccioacuten a la red eleacutectrica
Tambieacuten se le conoce como una granja solar especialmente si estaacute ubicada en aacutereas agriacutecolas
(Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
2584 Eficiencia energeacutetica de los paneles fotovoltaica
Dependiendo de la construccioacuten y del tamantildeo del espacio disponible los moacutedulos
fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de una cierta cantidad de radiacioacuten solar a
partir de una gama concreta de frecuencias de la luz pero esta depende del tipo de luz que llega
hasta los paneles solares
Por tanto existe una gran gama de radiacioacuten que auacuten no puede ser aprovechada no
obstante con los avances tecnoloacutegicos cada vez estamos maacutes cerca de lograr el
aprovechamiento total de las diferentes gamas de luz que ingresan a nuestra atmosfera Por lo
pronto el porcentaje que llega y que es captado por los paneles solares es suficiente para generar
61
una buena cantidad de energiacutea con la capacidad de cubrir una buena cantidad de aparatos
eleacutectricos dentro de un determinado ambiente (Energiacutea Solar ndash Feb 2019)
GRAacuteFICO 29 Moacutedulo fotovoltaico para generar electricidad
Fuente Quiles Pedro V Aguilar FC 2013
26 Confort en el edificio
261 Bienestar higroteacutermico
El bienestar de una persona de un edificio viene dado por tres factores principales
temperatura humedad y movimiento del aire Estos determinan que tan agradable es el ambiente
62
GRAacuteFICO 30 Diagrama bioclimaacutetico de Olgyay
Fuente Pedro J Hernaacutendez Diagrama Bioclimaacutetico de Olgyay - Arquitectura Confort Disentildeo
bioclimaacutetico - 3 marzo 2014
Para realizar un anaacutelisis de confort ideal para una persona sentada en estado de reposo se
consideran unos valores de temperatura entre 20 y 26 degC por ejemplo para el clima de Asuncioacuten
con una humedad relativa entre 30 y 80 aproximadamente Si no fijamos en el diagrama de
Olgyay podemos ver una relacioacuten entre la temperatura y humedad relativa y los diferentes
valores dentro del plano cartesiano que determina ciertos niveles para un estado de confort ideal
Entonces tenemos que si nos encontramos a niveles por encima de la zona de confort
estariacuteamos a una temperatura de calor excesivo y por lo tanto se requeriraacute de aparatos
climatizadores para lograr bajar la temperatura del ambiente sin embargo si nos encontramos
63
por debajo de la zona de confort quiere decir que la temperatura es muy baja y por lo tanto se
necesitaraacute agregar calor ambiente
Teniendo en cuenta estos valores y conociendo los estaacutendares ideales de temperatura y
humedad para un estado de confort ideal entonces tambieacuten debemos analizar la psicometriacutea de la
construccioacuten y su entorno ademaacutes de los datos factores citados anteriormente de temperatura
humedad y movimiento del aire Para lograrlo se tendraacuten que estudiar las caracteriacutesticas
termodinaacutemicas del aire que analizaremos a continuacioacuten
262 Temperatura adecuada del Aire para un estado de confort
GRAacuteFICO 31 Tabla de referencia de valores adecuados para un estado de confort ideal seguacuten
los paraacutemetros de la ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
64
La temperatura ideal promedio para un estado de confort ideal oscila entre 20 y 23 grados
seguacuten el caacutelculo realizado por la herramienta climate concultant para la localidad de Asuncioacuten
Este caacutelculo esta realizado en funcioacuten a lo que determina el manual de ASHRAE en
cuanto a los niveles ideales o adecuados en relacioacuten con las teacutecnicas de la calefaccioacuten
ventilacioacuten aire acondicionado y refrigeracioacuten
GRAacuteFICO 32Temperatura Promedio de confort ideal Rangos maacuteximos y miacutenimos registrados
en Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
65
GRAacuteFICO 33 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 1
Fuente Software Climate Consultant
GRAacuteFICO 34 Temperaturas a lo largo del antildeo Vista 2
Fuente Software Climate Consultant
66
Si nos fijamos en la tabla de referencias podemos ver por ejemplo como en enero
tenemos altas temperaturas casi todo el diacutea como se puede observar en la zona roja que seguacuten
nuestra tabla de referencias nos marca valores de 27 a 38 grados
Esta herramienta se puede utilizar para determinar las temperaturas maacuteximas y miacutenimas
durante todo el antildeo y asiacute poder realizar disentildeos de acuerdo con la necesidad del clima de la zona
de estudio
263 Cuadro psicomeacutetrico de la Ciudad de Asuncioacuten
GRAacuteFICO 35 Cuadro Psicomeacutetrico de las estrategias planteadas para un estado de confort ideal
en la Ciudad de Asuncioacuten
Fuente Software Climate Consultant
67
Cuadro psicomeacutetrico de las estrategias propuestas de acuerdo con los niveles de comfort
deseados utilizando tanto teacutecnicas pasivas como refuerzos tecnoloacutegicos como ser el caso de los
AA
La herramienta ldquoClimate consultantrdquo nos da una serie de datos que nos ayudaran a
realizar disentildeos maacutes eficientes en funcioacuten de las condiciones actuales de cada zona seguacuten su
clima orientacioacuten con respecto al sol estaciones del antildeo etc Es por ello por lo que es esta tabla
puede considerarse de las maacutes importantes dentro de la herramienta ya que en ella se pueden
detallar una serie de estrategias que nos ayudaran a la realizacioacuten de disentildeos mucho maacutes
efectivos en teacuterminos bioclimaacuteticos automaacuteticamente nos muestra que estrategias de disentildeos
podemos utilizar para aumentar nuestra zona de confort De tal manera a simplificar el edificio
Si tenemos en cuenta todas las opciones planteadas podemos obtener el 100 de confort
aceptable
264 Humedad Relativa
GRAacuteFICO 36 Porcentaje de tiempo pasado en varios niveles de comodidad de humedad
categorizado por el punto de rociacuteo
68
Fuente Paacutegina weathersparkcom ndash Clima promedio en Asuncioacuten ndash Paraguay durante todo el
antildeo
El nivel de humedad para un estado de confort se encuentra en el punto de rociacuteo en
donde el sudor se evapora y el cuerpo sigue enfriaacutendose Cuando el punto de rociacuteo baja el
ambiente se siente maacutes seco asiacute como podemos visualizar en el graacutefico en contrapartida cuando
el punto de rociacuteo aumenta el ambiente se siente maacutes huacutemedo
Para el clima de Asuncioacuten los niveles de humedad son bastante variables tal es asiacute que podemos
tener eacutepocas muy huacutemedas como enero febrero y diciembre y eacutepocas con un nivel de humedad
muy bajo como agosto por ejemplo En la tabla podemos observar que en febrero la humedad
aumenta a un 85 y en agosto apenas llega a los 6 Siendo estos los picos maacutes extremos en
teacuterminos de niveles de humedad
Un rango que oscile entre el 30 y el 60 nos situacutea en la zona de confort Si la humedad
aumentara seraacute necesario aumentar la temperatura ya que a mayor temperatura el ambiente se
vuelve maacutes seco y por el contrario si la humedad es muy baja conviene disminuir la
temperatura
Es por esa razoacuten que lo ideal es buscar regular la humedad del ambiente de forma pasiva
con estrategias de ventilacioacuten natural o bien con el material evolvente adecuado proteccioacuten
adecuada de las caras de la edificacioacuten que esteacuten propensas a recibir calor De otra forma habriacutea
que recurrir a tecnologiacuteas como deshumidificadores o aparatos climatizadores de bajo consumo o
tecnologiacutea tipo inverter de consumo variable
265 Refrigeracioacuten
Desde eacutepoca muy remotas el hombre ha buscado la manera de refrigerar objetos
alimentos y espacios tal es asiacute que se cuenta que el antiguo Egipto las paredes que estaban
69
construidas en bloques eran extraiacutedas por miles de esclavos para llevarlos al desierto durante la
noche esto con el fin de enfriar los pedazos de piedras y devolverlos a su lugar antes de que
despierte el Faraoacuten
Como sabemos el clima en el desierto tiene picos muy extremos diacutea es calor es casi
insoportable mientras que en la noche las temperaturas bajan notablemente Por ello estos
bloques eran extraiacutedos y colocados en la arena de manera tal que las rocas pudiesen enfriarse a
una temperatura muy baja Cuando eran devueltas al lugar y colocados de vuelta en las paredes
debido al calor que habiacutean perdido y quedado en un estado de friacuteo la temperatura interior bajaba
a 26degC aproximadamente mientras que en el exterior la temperatura era del doble que el interior
(Trejo G P Reyes H 2009)
Hoy gracias a la tecnologiacutea el ser humano ha perfeccionado esta teacutecnica con los
modernos aparatos climatizadores que conforme pasa el tiempo los encontramos mucho maacutes
modernos y efectivos tanto en esteacutetica consumo energeacutetico y funcionamiento
Por lo cual durante este apartado hablaremos de queacute son baacutesicamente los aires acondicionados
como funcionan y como han ido cambiando
2651 iquestComo funciona un aire acondicionado
Un aire acondicionado no genera aire frio por siacute solo un aparato climatizador lo que hace
es enfriar el aire contenido en un determinado ambiente a traveacutes de la recirculacioacuten del aire por
las serpentinas del evaporador
El sistema maacutes conocido es el llamado convencional o por compresioacuten directa en donde
existe un intercambio directo entre el gas refrigerante y el aire a acondicionar es decir el aire del
70
recinto se enfriacutea por expansioacuten directa del refrigerante Funciona a traveacutes de dos unidades una
unidad evaporadora y una unidad condensadora
El condensador se encarga de realizar el intercambio de fase del gas para que a traveacutes de
tuberiacuteas de cobre pueda enfriar la serpentina del evaporador y este a su vez enfriar el aire que
pasa a traveacutes de el para devolverlos al medio de origen
En el siguiente graacutefico podemos notar el evaporador enviacutea el refrigerante en forma de
gas al condensador en donde se comprime hasta cambiar a un estado liacutequido por accioacuten del
compresor luego este retorna al evaporador en forma liacutequida pasando por la vaacutelvula de
expansioacuten la cual debido a la presioacuten que ejerce sobre el gas refrigerante en estado liacutequido lo
convierte nuevamente en estado gaseoso para su ingreso nuevamente al evaporador en donde
pasa a traveacutes de las serpentinas para luego volver al condensador y completar el circuito que se
repite una y otra vez hasta llegar a la temperatura deseada
GRAacuteFICO 37 Ciclo de Refrigeracioacuten Transportar energiacutea en forma de calor de un ambiente a
otro
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
71
El evaporador absorbe por medio de una rejilla de retorno el aire del ambiente el cual
pasa a traveacutes de la serpentina previamente enfriadas por el intercambio de fase del gas
refrigerante y lo devuelve al medio este proceso se repite cuantas veces sea necesario hasta que
el aire llegue a la temperatura deseada Aproximadamente dependiendo del tipo de aire
acondicionado tamantildeo o capacidad el aire en cada recirculacioacuten baja en promedio entre 7 y 8
grados Celsius de temperatura Lo que determina el tiempo es el volumen de aire que se deberaacute
enfriar y la temperatura inicial en la cual se encuentra el ambiente Por ejemplo un Equipo mini
Split de 12000 btu tiene la capacidad de mover 1 Tn de calor por hora
2652 Aire Acondicionado tecnologia Inverter
Si hablamos en teacuterminos de sustentabilidad lo que se busca lograr es una eficiencia
energeacutetica en todos o la gran mayoriacutea de aparatos de uso cotidiano o uso comuacuten de tal forma a
optimizar los recursos energeacuteticos En aire acondicionado una de las tecnologiacuteas que maacutes se
adaptan a un modelo de sustentabilidad es el equipo del tipo inverter
Los aires acondicionados tipo inverter son aquellos que funcionan seguacuten la necesidad de
friacuteo del recinto a ser climatizado Este tipo de sistema regula la velocidad del compresor de tal
forma a que pueda mantener la temperatura deseada sin que el compresor trabaje al maacuteximo de
su capacidad en un solo arranque es decir trabaja de forma constante sin tener que llegar a picos
de consumo energeacuteticos bruscos durante la parada o arranque del equipo
72
GRAacuteFICO 38 Funcionamiento de un sistema inverter
Fuente Arnabat I 2016 ndash Caloryfriocom
A diferencia de los equipos convencionales en los equipos inverter la temperatura se
mantiene agradable durante todo el tiempo como el arranque del equipo es suave a medida que
se requiere enfriar el recinto el consumo y por ende el nivel de frio va aumentando o
disminuyendo de acuerdo con lo que va marcando el termoacutemetro o termostato de ambiente
Dentro de las principales ventajas de este tipo de tecnologiacuteas se encuentra el ahorro
energeacutetico por lo expuesto anteriormente que consume seguacuten la necesidad y no tiene picos de
arranque para encendido o apagado del equipo lo que a su vez lo hace maacutes silencioso Otra de
sus ventajas es el estado de confort constante debido a que la temperatura siempre se mantiene
constante seguacuten la necesidad de frio del ambiente Con este tipo de equipos el ambiente siempre
esta agradable no se siente un friacuteo excesivo ni calor inmediatamente cuando para el compresor
como lo es el caso de los equipos convencionales
2653 Edificios Pasivos y Aires Acondicionados
Los edificios pasivos buscan la eficiencia energeacutetica a traveacutes de un disentildeo sustentable
utilizando teacutecnicas y estrategias de construccioacuten que permitan un estado de confort de acuerdo
con el uso de materiales envolventes orientacioacuten del sol aberturas y cerramientos de alta
calidad Pero hoy diacutea es muy difiacutecil construir en funcioacuten de estas teacutecnicas o estrategias sin tener
en cuenta las demaacutes tecnologiacuteas como por ejemplo la iluminacioacuten calefaccioacuten y refrigeracioacuten
73
A pesar de que se pueden tener aire y luz ventanales tragaluces entrada de luz natural en
diferentes puntos siempre seraacute necesario agregar luces ya sean estos de tipos Led de bajo
consumo o no De la misma manera en ciudades calurosas como Asuncioacuten el hecho de
complementar con aparatos climatizadores para llegar a un estado de confort ideal no seraacute una
opcioacuten sino maacutes bien una necesidad y es por eso que maacutes que eliminar este tipo de sistemas o
tecnologiacuteas lo que debemos hacer es buscar aquellas que se adapten a los deseos de minimizar el
consumo energeacutetico a traveacutes de sistemas mucho maacutes sustentables
Como esta maestriacutea es multidisciplinaria nos da la oportunidad de combinar los
conocimientos de ingenieriacutea en el aacuterea de climatizacioacuten y arquitectura sustentable de tal forma a
encontrar una solucioacuten a la problemaacutetica de consumo energeacutetico y generacioacuten de islas de calor en
ciudades como Asuncioacuten
Los sistemas de aire acondicionado del tipo inverter se adaptan perfectamente a esta
situacioacuten Por un lado tenemos edificios existentes con sistemas de climatizacioacuten viejos y hasta
en algunos casos obsoletos y por otro lado nuevos disentildeos y construcciones en puerta que
deberiacutean basarse en las nuevas tendencias de construccioacuten bioclimaacuteticas aplicando teacutecnicas
sostenibles en todo el proceso de construccioacuten desde la estructura en siacute asiacute como en las
tecnologiacuteas como ser el caso de los aires acondicionados que deberaacuten ser incorporado en sus
edificaciones
Para ambos casos el estudio de disentildeo pasivo y nuevas tecnologiacuteas seraacute una tarea que
deberaacuten realizar por lo que en esta investigacioacuten se trabajoacute con el edificio de post grado de la
universidad americana en donde se cuenta un sistema de climatizacioacuten del tipo convencional
OnOff en donde lo que buscamos es reciclar el edificio y las instalaciones de tal forma a
74
adaptarlo a un modelo energeacuteticamente eficientes Con propuestas tanto de disentildeo como de
tecnologiacuteas
Capitulo III ndash Caacutelculos Generales
31 Transferencia de calor a traveacutes de los materiales paredes y ventanas
312 Conductividad teacutermica de los materiales
La ventana tiene 15m de largo y 1 m de ancho el vidrio tiene una constante de conductividad
teacutermica de 084 La temperatura maacutexima en promedio en los meses maacutes caacutelidos del verano esta
alrededor de 38degc y la temperatura dentro del recinto se calcula alrededor de 27 degC (Valor
extraiacutedo del termostato de ambiente)
313 Tabla de Datos y nomenclaturas
Tabla 1 Datos y Nomenclaturas con sus definiciones
Fuente Elaboracioacuten propia
314 Caacutelculos de Metros cuadrados
Nomenclatura Definicioacuten Valores Unidad
ΔQ Calor Transferido en el intervalo de tiempo Δt JSeg = W
Δt Intervalo de tiempo Seg
Tc Temperatura del Foco Caliente 38 degC
Tf Temperatura del foco Frio 27 degC
A Area trasversal m2
El Espesor del ladrillo 015 m
Ev Espesor del vidrio 002 m
Eh Espesor del hormigon 015 m
kl Constante de conductividad teacutermica del ladrillo 08 (WmsdotdegK)
Kh Constante de conductividad teacutermica del hormigon 14 (WmsdotK)
Kv Constante de conductividad teacutermica del vidrio 1 (WmsdotK)
75
Se tomoacute como muestra un aula del 5to piso del edificio de post grado de la Universidad
Americana Del cual una de sus paredes da al norte y la otra al oeste Las medidas fueron
extraiacutedas del plano PCI de la Universidad
Tabla 2 Medidas de las caras Norte y Oeste aula esquina 5to piso
Fuente Elaboracioacuten propia
Asiacute como el caso anterior de la tabla 2 Para este caacutelculo se tomaron datos de la misma aula De
donde se midieron la cantidad de ventanas que dan a las caras norte y oeste
Tabla 3 Medidas y cantidad de Ventanas Aula 5to piso
315 Aplicacioacuten de foacutermulas
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total m2
Norte 646 3 1938
Oeste 787 3 2361
Area m2 51
Paredes
Orientacioacuten Largo (m) Altura (m) Total Cant Ventanas Total m 2
Norte 15 1 15 2 3
Oeste 15 1 15 3 45
Ventanas
ΔQ = KA (Tc-Tf)
Δt E
Foacutermula
J = w m2 = degC -degC = W
Seg mk m
Foacutermula
76
Tabla 4 Tabla Auxiliar de conversioacuten
Fuente Elaboracioacuten propia
316 Cantidad de Calor transmitida por el material
Resultados preliminares
K A Tc Tf
ΔQ = 08 1938 ( 38 - 28 ) = 969 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte
016
E
K A kl Kh
ΔQ = 08 2361 ( 38 - 28 ) = 1181 w
Δt
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste
016
E
K A Kv 0
ΔQ = 1 3 ( 38 - 28 ) = 1500 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Norte
E
002
K A Kv 0
ΔQ = 1 45 ( 38 - 28 ) = 2250 w
Δt
Ventanas de Vidrio cara Oeste
002
E
W BTU
1 341
Kcal BTU
0252 1
W Kcal
1 086
77
Tabla 5 Resultados de caacutelculos de conductividad teacutermica de los materiales
32 Caacutelculo de cargas especiacuteficamente en AA
Como en este documento vamos a analizar solamente el aacuterea de post grado de la
Universidad Americana a continuacioacuten se detalla una serie de datos recopilados del lugar en
donde explicaremos el estado actual del edificio en cuanto a cantidad de aparatos climatizadores
y por ende a cantidad de BTUs En las siguientes tablas podemos observar los siguientes datos
Primeramente tenemos un cuadro de aacuterea en metros cuadrados aquiacute se calculoacute solo el
aacuterea climatizada actualmente es decir no se tuvieron en cuenta pasillos ascensores escaleras ni
bantildeos porque estos espacios ademaacutes de no estar climatizados estaacuten abiertos con suficiente
circulacioacuten de aire y por ende no necesita tecnologiacutea de refrigeracioacuten
En el segundo cuadro podemos ver la capacidad de personas por piso esto se obtuvo de
la sumatoria de capacidad maacutexima de alumnos y funcionarios por ambiente de acuerdo con lo
que expresa el plano PCI actualizado al 2019 cabe aclarar que estos espacios no han sufrido
modificaciones considerables desde entonces hasta la fecha
Para el caacutelculo de BTU por persona se realizoacute el siguiente anaacutelisis
De la norma UNE-EN ISO 7730 podemos sacar las siguientes tasas metaboacutelicas (energiacutea
emitida en forma de calor) de una persona realizando diversas actividades (Carlos - Nergiza -
2012)
Reposo tendido (08met 46Wm2) 83W
Reposo sentado (1met 58Wm2) 104W
Resultados W Kcal BTU
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Norte 969 1127 3304
Pared de Ladrillo Comuacuten cara Oeste 1181 1373 4026
Ventanas de Vidrio cara Norte 1500 1744 5115
Ventanas de Vidrio cara Oeste 2250 2616 7673
78
Actividad sedentaria (oficinahellip) (12met70Wm2) 126W
Considerando estos datos se procedioacute a convertirlos a BTU de la siguiente manera
Tabla 6Promedio de BTU que genera una persona
Fuente Elaboracioacuten Propia
Por lo tanto se utilizoacute el valor de 350 en promedio por persona teniendo en cuenta que la mayor
parte del tiempo las personas estaraacuten sentadas
321 Planillas de relevamiento de datos seguacuten datos fiacutesicos in situ y plano PCI de la
Universidad Americana de aires acondicionados y cantidad de ocupantes por piso
Watts BTU
1 3414135
83 283373205
104 35507004
126 43018101
Promedio 356208085
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU
Total
Persona
Q AA Capac AA QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Recepcioacuten 61 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 984 56650 3350
Cafeteria 37 20 350 7000 1 60000 60000 53 53 1622 40300 19700
Oficinas Varias 85 7 350 2450 2 60000 120000 53 106 1412 78950 41050
Aula 60 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1000 66250 6250-
Oficina 1 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 2 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total PB 337 77 350 26950 7 60000 420000 53 371 1291 330250 89750
Planta Baja
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 11 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 12 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 13 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 14 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 15 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 16 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 17 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 18 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Primer Piso
79
Tabla 7 Planillas de relevamiento de datos y caacutelculos de AA por piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 21 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 22 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 23 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 24 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 25 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 26 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 27 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 28 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Segundo Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 31 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 32 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 33 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 34 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 35 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 36 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 37 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 38 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Tercer Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 41 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 42 38 40 350 14000 1 60000 60000 53 53 1579 48200 11800
Aula 43 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 44 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 45 83 70 350 24500 2 60000 120000 53 106 1446 99200 20800
Aula 46 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Aula 47 59 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1017 65350 5350-
Aula 48 35 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1714 43750 16250
Total 399 320 350 112000 10 60000 600000 53 53 1529 471100 128900
Cuarto Piso
Planta
Area
Climatizada
m2
Capacidad
personas
BTU
Persona
BTU Total
Persona Q AA Capac AA
QT de BTU
Ambiente
Consumo
Kwh x AA
Consumo
Total kwh
BTUm2
QT de BTU
Ambiente
(ideal)
Diferencia
BTU
Aula 51 36 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1667 44650 15350
Aula 52 74 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1622 80600 39400
Aula 53 51 35 350 12250 1 60000 60000 53 53 1176 58150 1850
Aula 54 83 40 350 14000 2 60000 120000 53 106 1446 88700 31300
Aula 55 61 35 350 12250 2 60000 120000 53 106 1967 67150 52850
Oficina 56 59 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1017 54850 5150
Oficina 57 35 5 350 1750 1 60000 60000 53 53 1714 33250 26750
Total 399 195 350 68250 10 60000 600000 53 53 1516 467250 132750
Quinto Piso
80
Fuente Elaboracioacuten propia
Tanto la cantidad como la capacidad de los AA por ambiente se obtuvo de un
relevamiento del lugar Por otra parte el consumo que figura en la tabla corresponde a la
potencia de arranque de estos estos equipos climatizadores en donde cada equipo necesita de 53
kw para arrancar el compresor pero como son equipos convencionales OnOff los mismos tienen
un golpe de arranque cada que el compresor acciona yendo de 0 a 53 en cada arranque Cabe
aclara ademaacutes que estos equipos no son del tipo inverter y por ende el consumo es constante es
decir que mientras funcione esa seraacute la potencia que requeriraacute por hora para su funcionamiento
El caacutelculo de los BTU por metro cuadrado actual se realizoacute dividiendo la cantidad total de
BTU actual por los metros cuadrados habitados
Como se puede observar las capacidades de todos los aires acondicionados son de 60000 BTU
en algunas salas tenemos hasta dos equipos acondicionadores de aire duplicando asiacute la cantidad
de BTU
El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera cantidad de BTU dividido metros cuadrados
arrojaacutendonos los datos que vemos en la tabla
A modo de comparativa se realizoacute otro calculo en paralelo donde se consideroacute la cantidad
de personas y los metros cuadrados por ambiente El caacutelculo se realizoacute de la siguiente manera
cantidad de metros cuadrados por 900 btu maacutes cantidad de personas por 350 btu Entonces
tenemos (Qm2 x 900 btu) + (Qp x 350 btu) en donde
Qm2 Cantidad de metros cuadrados
Qp Cantidad de personas
Resultando asiacute la cantidad ideal de BTU por ambiente
81
Para el caacutelculo de BTU se consideroacute 900 btum2 ya que Asuncioacuten es una ciudad con un clima
caacutelido gran parte del antildeo en donde normalmente las empresas de climatizacioacuten recomiendan
utilizar entre 900 y 1000 btu por cada metro cuadrado en ambientes residenciales y del tipo
comercial de poca concurrencia Como resultado este anaacutelisis nos arrojoacute un valor de btu total que
lo comparamos con el actual De ahiacute podemos notar que la cantidad actual estaacute muy por encima
del caacutelculo realizado lo cual refleja que los equipos estaacuten sobredimensionados Esto se debe en
gran medida por la incidencia del sol en dos de las caras del edificio la cara que da al norte y la
que da al oeste en donde la incidencia del sol es mucho mayor en horas de la tarde
33 Anaacutelisis de confort
A modo de informacioacuten teniendo en cuenta el libro del modelo ASHRAE (2009) en
donde menciona que la zona de confort teacutermico para las personas que utilizan vestimenta normal
y se encuentran en estado de reposo o realizando un trabajo ligero se encuentra de 20 degC a 26 degC
(68 degF a 80 degF) y entre porcentajes de humedad relativa del 30 al 70 siendo el porcentaje
maacutes deseable un 50 se procede a realizar un caacutelculo estimativo de la cantidad de BTU por
metro cuadrado que se requiere para llegar a la temperatura deseada Como estamos hablando de
un espacio en donde el movimiento de las personas seraacute miacutenimo y la estructura estaacute construida
con concreto mamposteriacutea y ventanas de vidrios blindex este valor nos daraacute un resultado
bastante real seguacuten las condiciones del ambiente
Cuando se realizar un caacutelculo de carga teacutermica para determinar el tipo y la capacidad de
aparatos climatizadores lo que debe tener en cuenta en liacuteneas generales son los siguientes
factores Tamantildeo del lugar cantidad de ventanas tipo de envolvente o tipo de paredes altura
tipo de techo temperatura maacutexima en verano orientacioacuten que caras estaacuten maacutes expuestas a la
82
radiacioacuten solar color de paredes y techo ubicacioacuten del edificio uso que se le daraacute cuaacuteles son las
necesidades que debe cumplir
34 Balance teacutermico
341 3 Balance energeacutetico
El anaacutelisis para determinar la cantidad de carga sensible y latente dentro de una
edificacioacuten se realiza mediante un balance energeacutetico En la arquitectura pasiva lo primordial es
el control de las variables climaacuteticas considerando todos los factores internos como materiales
utilizados en la construccioacuten artefactos luces y agentes externos como el clima que puedan
influir en la variacioacuten de los niveles de confort El control de este se logra con la utilizacioacuten de
materiales adecuados que favorezcan la disminucioacuten teacutermica por radiacioacuten solar como el tipo de
vidrio aislaciones o protecciones naturales que disminuyan o impidan la entrada de calor
otorgando un ambiente de confort agradable (Celis DrsquoAmico 2000)
GRAacuteFICO 39 Plano del 5 piso del Edificio de post grado de la Universidad Americana
83
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
GRAacuteFICO 40 Plano del aula objeto de anaacutelisis Quinto piso Edificio de post grado de la
Universidad Americana
Fuente Plano PCI Actualizada al 2019 de la Universidad Americana
Las medidas del aacuterea son extraiacutedas del plano del plano arquitectoacutenico se realizoacute un
balance teacutermico considerando las caras que van al norte y oeste ya que las caras que dan al sur y
al este no reciben radiacioacuten directa por estar dentro del recinto La cara sur colinda con la
escalera de emergencia y la cara este colinda con otra aula
En este caacutelculo se consideroacute la capacidad de conduccioacuten de los materiales tanto paredes
como ventanas de vidrios la cantidad de personas seguacuten el maacuteximo propuesto en el plano
arquitectoacutenico y el porcentaje de radiacioacuten solar a traveacutes de las cubiertas de vidrios que en este
caso seriacutean las ventanas
Los valores que podemos observar en la tabla en cuanto a los coeficientes de
conductividad y radiacioacuten son datos ya estudiados que el apartado de anexos seraacute detallado las
84
tablas de donde se obtuvieron Los demaacutes caacutelculos son aplicacioacuten directa de foacutermula de
conductividad teacutermica convirtieacutendolos a valores en BTUh para determinar la capacidad de
aparato climatizador se requiere para este tipo de ambiente con las condiciones actuales De este
caacutelculo tambieacuten podemos obtener el valor de calor que incide a traveacutes de las caras norte y oeste
siendo estas las de mayor incidencia solar
342 Caacutelculo de Carga teacutermica en para en anaacutelisis de Aires Acondicionados
A modo de muestra se procede a realizar el anaacutelisis de carga teacutermica de una de las aulas
del edificio objeto de estudio para determinar la cantidad de calor en BTU que recibe el recinto
tanto calor exterior como interior Con este caacutelculo determinamos la capacidad de aparatos
climatizadores que debe ir por ambiente Aunque en este caso como es un edificio ya en uso lo
que haremos es comparar con la capacidad existente en ese lugar
85
Metros Cuadrados del Ambiente 51
Conduccioacuten por Paredes
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Espesor Calor Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) m (Btuh) (Ws)
Norte Ladrillo comuacuten 15 cm 1938 15 08 317 015 615238 923
Ventana con vidrio simple 45 15 100 397 002 1339286 268
Oeste Ladrillo comuacuten 15 cm 2361 15 08 317 015 749524 1124
Ventana con vidrio simple 3 15 100 397 002 892857 179
Total 35969 1571
Conduccioacuten por Techo
Orientacioacuten Material Superf Te-Ti Cond Term Cond Term Calor
(m2) (degC) (Kcalm2 h degC) (Btum2 h degC) (Btuh)
5084 15 14 556 4237
Total 4237
Radiacioacuten por Vidrios
Orientacioacuten Superf Coef Int Rad Sol Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m2) (Kcalm2 h) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Norte Vidrio Vlindex 3 1 130 390 1548
Oeste Vidrio Vlindex 45 1 403 1814 7196
Total - 8744
Personas
Cant Calor Sensible Calor Latente Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Sentado en reposo 35 55 10 1925 350 9028
Sentado y trabajo liviano 55 25 - - -
Trabajo oficina con cierta actividad 55 50 - - -
Trabajo liviano 60 70 - - -
Trabajo pesado 80 80 - - -
Trabajo muy pesado 120 120 - - -
Total 1925 350 9028
Artefactos Eleacutectricos
Pot Elec Cant Pot Elec Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(W) Artef (W) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
NotebookComputadora 200 1 200 172 683
Total 172 683
Renovacioacuten de Aire
Caudal Te-Ti Hee-Hei Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(m3h) (degC) (gKg) (Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
Caudal libre 0 15 - - -
Total - - -
Otras Cargas
Calor SensibleCalor Latente Calor Total
(Kcalh) (Kcalh) (Btuh)
-
Total - - -
Total General 58660
CAPACIDAD DE EQUIPOS A INSTALAR 58660
CAUDAL CFM 0
BTU POR METRO CUADRADO 1150
Consideraciones
- Condiciones externas
Temperatura BS degC 38
Humedad relativa 60
- Condiciones internas
Temperatura BS degC 23
Humedad relativa 60
UbicacioacutenNombre Sala de Clases 5to Piso Caras al Norte y Oeste
Techo interior de losa
Estado
Artefactos
86
Tabla 8 Planilla Balance teacutermico de un aula del quinto piso del edificio de postgrado de la
Universidad Americana
35 Caacutelculos de paneles solares fotovoltaicos
Con el fin de determinar el hecho de que es necesario la colocacioacuten de paneles solares
fotovoltaicos revisaremos unos datos que nos indican el nivel de incidencia solar en las
diferentes caras de un edificio
GRAacuteFICO 41 Cantidad de energiacutea que incide en cada uno de los cinco planos de la
arquitectura (Cubierta o plano
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
Tablas 9Cantidad de energiacutea en cada una de las fachadas
Fuente Riacuteos Silvio y Gill Emma 2020
87
Como podemos observar tanto en el graacutefico como en la tabla en ciudades como
Asuncioacuten en donde aproximadamente tenemos 8 meses de calor y por ende una fuerte radiacioacuten
solar La cantidad de energiacutea solar que incide en la planta techo praacutecticamente duplica a las
demaacutes caras Con esto podemos demostrar de que el hecho de colocar paneles solares en la
planta azotea seriacutea no solo una opcioacuten para la captacioacuten de energiacutea solar para uso energeacutetico
sino que tambieacuten serviriacutea de cobertura y proteccioacuten teacutermica siendo un sistema de aislacioacuten para
todo el techo (Riacuteos S y Gill E 2020)
Por ende se presenta el siguiente anaacutelisis de cantidad de paneles solares necesarios para
cubrir la demanda energeacutetica especiacuteficamente en aires acondicionados
351 Medidas existentes de los paneles solares fotovoltaicos detallados en miliacutemetros
Tablas 10 Capacidad y medidas de paneles fotovoltaicos
Capacidad vatios Ancho mm Largo mm Espesor mm
320 992 1950 40
275 992 1640 40
270 992 1640 40
265 992 1640 40
240 992 1475 40
200 992 1240 40
160 670 1475 35
130 670 1205 35
120 670 1115 35
100 670 945 35
80 670 770 30
60 505 770 30
50 505 650 25
40 505 550 25
30 345 605 25
20 345 470 25
10 185 415 18
88
Fuente Paacutegina Eco inventos
352 Especificaciones Teacutecnicas de paneles solares fotovoltaicos
Potencia maacutexima 330 Watts
Voltaje 3787 V
Amperaje 871 A
Voltaje a circuito abierto (Voc) 4679 V
Corriente a corto circuito (Isc) 918A
Dimensiones 1956 x 992 x 40 mm
Peso 228 kg
Temperatura ambiente 45 ordmC plusmn2 ordmC
Nota Las especificaciones eleacutectricas se indican bajo una irradiancia de 1000 W m2 y
temperatura de 25 ordmC
Fuente Datos reales de un panel solar ofrecido al mercado a traveacutes de Wireless Shop
353 Calculo para paneles solares en planta techo
Esto lo tomamos con el fin de poder hacer el siguiente anaacutelisis De tal manera que
cualquiera que revise esta investigacioacuten tenga la certeza de que estas medidas existen y que los
valores son reales en el mercado Los paneles solares en general no son muy grandes y
dependiendo del aacuterea total y de la inclinacioacuten sobre el techo es que podemos determinar la
cantidad de vatios que puede llegar a generar
A continuacioacuten veremos una serie de caacutelculos para determinar cuaacutento se necesitariacutea para
un aacuterea como la planta azote de la universidad en funcioacuten a la cantidad de consumo que se
89
requiere para cubrir la demanda energeacutetica de los aparatos climatizadores en donde
anteriormente ya determinamos cuanto es el consumo por hora
Un diacutea soleado seriacutea considerando el tamantildeo maacuteximo de la tabla mostrada anteriormente y
tomando un valor aproximado de espacio ocupado podemos tener lo siguiente
Un panel solar de medidas 992 x 1950 cm 1934 m2 redondeando 2 metros cuadrados
En un periodo de tiempo de 10 hs en promedio lo cual habiacuteamos visto anteriormente en el
apartado de cantidad de luz solar por diacutea Se obtendriacutea
320 w x 10 hs = 3200 w por diacutea
Esto en un panel solar de 2 metros cuadrados Ahora en 177 m2 y 76 m2 tendremos
320 w ----- 2 m2
X w ------- 253 m2
X= (253 x 320) 2 = 40480 w por hora
40480 w x 10 Hs = 404800 w
Siendo esto 4048 KW Dia
Capiacutetulo IV ndash Sustentabilidad
41 Ciclo de vida de los edificios
En todo el mundo tanto ingenieros como arquitectos realizan investigaciones de tal
manera a reinventar herramientas meacutetodos y teacutecnicas para lograr buenos disentildeos con el fin de
logran una buena planeacioacuten de edificios y por ende ciudades al igual que los anaacutelisis
econoacutemicos ya que al final el objetivo es generar un desarrollo social y econoacutemico De la misma
manera se hacen los estudios de impacto de ambiental ya que como habiacuteamos mencionado
anteriormente las edificaciones de manera directa o indirecta generar un tipo de contaminacioacuten
90
este uacuteltimo con mayor anaacutelisis ya que el ciclo de vida de una edificacioacuten es mucho maacutes
prolongado de cualquier otro artiacuteculo tecnologiacutea o aparato Una edificacioacuten tiene un ciclo de
vida que va desde su concepcioacuten disentildeo produccioacuten uso mantenimiento fin de vida uacutetil y en
consecuencia la proteccioacuten del medio ambiente se debe dar durante todas estas etapas de manera
preventiva y no correctiva con el fin de evitar un impacto ambiental negativo que no pueda
llegar a remediarse
Ahora bien iquestcoacutemo lo haciacutean en el pasado teniendo en cuenta que no existiacutean tecnologiacuteas
que pudieran contribuir a crear un ambiente confortable Aun siendo el periodo de vida uacutetil
mucho maacutes prolongado que los edificios de hoy en diacutea Desde mi punto de vista arquitectura
bioclimaacutetica utilizando la energiacutea de los recursos naturales en su estado puro Se disentildeaba de tal
forma a utilizar aberturas materiales entorno de tal forma a crear un sistema de confort natural
en donde todas las partes interactuaban entre siacute para crear un ldquotodordquo Autoabastecieacutendose de los
recursos disponibles y aprovechando al maacuteximo la energiacutea natural de sus fuentes Con esto no
quiero decir que volvamos al pasado y que construyamos con paredes de 30 o 60 cm ni que los
techos tengan 6 o 7 metros de altura si no que maacutes bien utilicemos los conceptos originales y
adaptemos a las necesidades de hoy (Hernaacutendez Moreno 2008)
42 El valor vs el costo de un edificio
Muchas veces creemos que el valor de un edificio estaacute en su tamantildeo el costo de los
materiales o el disentildeo esteacutetico en siacute pero este va mucho maacutes allaacute del costo monetario de
construccioacuten Existen otros factores que se deben tener en cuenta como ser el disentildeo eficiente en
teacuterminos de sustentabilidad el consumo energeacutetico el mantenimiento durante toda su vida uacutetil
el tipo de usos que se le daraacute su entorno y lo que implica el edificio para el entorno es decir que
91
valor que puede dar una edificacioacuten a una zona como ser los beneficios medios ambientales en
teacuterminos de isla de calor por ejemplo son algunos de ellos que se deben considerar Pareciera
ser tan simple y sencillo pero sigue siendo una utopiacutea en nuestro paiacutes Auacuten no hemos entendido
que la eficiencia energeacutetica a traveacutes de la arquitectura bioclimaacutetica es el camino para el
crecimiento inmobiliario durante los proacuteximos antildeos (A Varios ndash 2011)
Hoy con miras a un futuro maacutes sustentable y con la necesidad de cambiar paradigmas de
teacuterminos de construccioacuten y eficiencia energeacutetica como profesionales debemos pensar en pos de
un futuro en donde las ciudades sigan teniendo aacuterboles donde nuestros techos y nuestras paredes
no reflejen calor o un color gris opaco de concreto puro sino maacutes bien generar valor en teacuterminos
de calidad de vida medio ambiente disminucioacuten de contaminacioacuten visual creando muros verdes
y no paredes muertas techos de luz pero de luz solar a traveacutes de paneles que puedan captar esa
energiacutea limpia y abundante
43 Criterios ambientales en las edificaciones
Para que un edificio sea sustentable es necesario optimizar la demanda energeacutetica esto se
logra haciendo una evaluacioacuten de todas las partes baacutesicas que componen una edificacioacuten y buscar
alternativas menos invasivas utilizando recursos renovables o con un periodo de recuperacioacuten
mucho maacutes acelerado que los utilizados actualmente
A continuacioacuten veremos un listado recopilado de un artiacuteculo escrito por Guerra Menjiacutevar
(2012) de algunos aspectos para tener en cuenta para la lograr una mayor eficiencia energeacutetica y
optimizacioacuten y usos de recursos naturales
Mecanismo de agua El agua es un elemento fundamental para la vida por lo que
debemos cuidarla en todas sus presentaciones Uno de los desafiacuteos que tiene la
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arquitectura y la Ingenieriacutea es buscar la manera de aprovechar el agua de lluvia de tal
forma a poder reutilizarla evitando asiacute los desperdicios y las inundaciones Por lo que se
propone el uso de insumos ahorradores de agua y sistemas de captacioacuten de agua de lluvia
como una fuente alternativa ya sea para el consumo o para el sistema de riego
Sistemas de energiacuteas Como ya hemos mencionado en varios apartados el
aprovechamiento de energiacutea limpia como el caso de la energiacutea solar es de las mejores
opciones para reducir el consumo energeacutetico ademaacutes de minimizar los cortes de luz en
eacutepocas de tormentas o diacuteas de extremos calor en donde las cargas eleacutectricas de los
aparatos superar las de las estaciones eleacutectricas disponibles para la sociedad
Aprovechamiento de la luz natural Antiguamente la arquitectura utilizaba los recursos
que le ofreciacutea la naturaleza como ser luz natural Hoy nos hemos perdido en los focos
cientos de luces a tal punto de desperdiciar la luz que mejor alumbra El Sol Los nuevos
paradigmas de arquitectura bioclimaacutetica nos invitan a utilizar nuevamente estas
estrategias con el fin de aprovechar el potencial del sol no solo como fuente de energiacutea
sino que tambieacuten como fuente de luz
Sistemas constructivos Los edificios grises de concreto puro ya no son tendencia en el
mundo de las construcciones hoy la necesidad de recuperar el medio ambiente natural es
el nuevo desafiacuteo tanto para la arquitectura como para ingenieros de diferentes
especialidades como lo es el caso de los forestales que se ven en la tarea de poder crear
estructuras o formas de recubrimiento vegetal con el fin de crear paredes frescas y
agradables a la vista del ser humano
Urbanismo Mejorar los espacios puacuteblicos agregando corredores verdes orientando los
edificios de tal forma a no generar islas de calor o favorecer la sombra con respecto a las
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demaacutes edificaciones ocupar solo el espacio necesario dejando el resto como espacio
puacuteblico mantenido la naturalidad de la zona incorporacioacuten de elementos de importancia
ambiental
Quivera 2010 dijo ldquoUna buena orientacioacuten y ubicacioacuten facilita una buena relacioacuten del edificio
con el clima del lugarrdquo
Tanto la ubicacioacuten como la orientacioacuten de un edificio favorecen en gran medida al ahorro
energeacutetico y reducir el impacto ambiental negativo ademaacutes de obtener una serie de beneficios
bioclimaacuteticos Una buena ubicacioacuten puede traer varios beneficios como el uso del sol para
calentar agua o bien para la produccioacuten de electricidad con lo que se puede lograr la
disminucioacuten del consumo energeacutetico convencional sin afectar al entorno
Otros de los beneficios de la buena ubicacioacuten y la orientacioacuten son el aprovechamiento de
la luz solar como iluminacioacuten natural durante todo el antildeo y las corrientes de aire o viento para
ventilar los recintos Por otra parte la orientacioacuten con respecto al sol favorece a controlar los
picos de temperatura elevada de tal manera a prever con alguna alternativa natural como plantas
o caacutemaras de aire o con tecnologiacutea como acondicionadores de aire las zonas donde el calor
aumenta por incidencia directa del sol
Todo esto debe venir desde la concepcioacuten de la idea desde el estudio para la seleccioacuten de
sitio planeacioacuten disentildeo y calculo de tal manera que cuando se ejecute no genere ninguacuten tipo de
problemas o bien que al entregarse la obra se empiecen a notar las falencias en la edificacioacuten
Hernaacutendez ndash Delgado (2018)
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44 El disentildeo sustentable en arquitectura
A modo de resumen de acuerdo con lo que vimos durante este trabajo de investigacioacuten
bibliograacutefica podemos listar una serie factores y puntos para tener en cuenta a la hora de crear
un disentildeo sustentable (Hernaacutendez Moreno 2008)
Propone una serie de puntos a que aglomera todas las medidas para tener en cuenta y nos
da un panorama bastante claro de que base podemos tomar si queremos empezar a trabajar con
disentildeos eficientes y sustentables a sabiendas de que siempre es mejor hacerlo desde la
planeacioacuten del proyecto
GRAacuteFICO 42 Paraacutemetros a tener en cuenta para un disentildeo Sustentable en Arquitectura
Fuente Elaboracioacuten Propia
Baacutesicamente se resume en todos los puntos que habiacuteamos tocado anteriormente
simplemente describiendo algunos con otros ejemplos o bien con otra perspectiva que no estaacute
muy alejada de lo que veniacuteamos estudiando y analizando
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La necesidad de que la arquitectura adopte criterios de disentildeo y construccioacuten maacutes
sensibles cada diacutea va aumentando mucho maacutes y esta debe estar directamente ligada a la
proteccioacuten del medio ambiente que nos rodea respetando todas las normas y pautas creadas
especiacuteficamente para la proteccioacuten y conservacioacuten de este pero si impedir el crecimiento y
desarrollo econoacutemico y por ende inmobiliario (Domiacutenguez ndash Soria 2004
45 Disentildear edificios en funcioacuten de las condiciones del entorno
ldquoEl ser humano debe aspirar a que sus edificios se reconecten con el ecosistema asiacute sus
habitantes podraacuten reconectarse con la vidardquo (Ken Yeang - Arquitecto de origen malasio maacutes
importante del mundo en disentildeo ecoloacutegico)
Disentildear edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climaacuteticas de su ubicacioacuten y
aprovechando los recursos disponibles (sol vegetacioacuten lluvia vientos) Todo ello para
disminuir el impacto medioambiental e intentando reducir el consumo de energiacutea
46 Normativas y certificaciones
461 Normas Paraguayas de Construccioacuten Sostenible
De acuerdo con lo que hemos visto hasta el momento es imposible negar la necesidad de
actuar en funcioacuten de cambiar los paradigmas de la construccioacuten en funcioacuten a un sistema mucho
maacutes sustentable Si nos basamos en las normas de construccioacuten sostenible podemos ver como
esta detalla una serie de indicadores para considerar con el fin de cumplir con reglamentaciones
de sustentabilidad Para este trabajo de investigacioacuten se revisoacute y estudioacute el apartado 6 de islas de
calor de la norma INTN sobre construccioacuten sostenible en donde en eacutel inciso 71 ndash 712 donde se
detalla lo siguiente como requisito a cumplir con el fin de paliar los efectos de islas de calor en
las ciudades Efecto isla de calor a nivel del suelo y elementos de sombra - Efecto isla de calor a
nivel de la cubierta
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Requisitos ldquoRealizar la cobertura de espacios cerrados con techos verdes o materiales de alta
reflectancia ante la incidencia solar directa como miacutenimo el 75 para el nivel 1 o 90 para
el nivel 2 de la superficie de cubierta calculada descontando las superficies ocupadas por las
instalaciones equipos y las sombreadas por los paneles solares en caso de que hubierardquo
Como podemos ver las propuestas presentadas no solo forman parte de una innovacioacuten o
una nueva tendencia esteacutetica sino que hoy en diacutea son regulaciones que poco a poco seraacuten
exigencia para todas las ciudades con el fin de reducir los efectos de islas de calor
Como se menciona en el material elaborado por la Direccioacuten General del INTN todos
estos criterios deberaacuten tenerse en cuenta a lo largo de todo el proyecto es decir desde la
concepcioacuten de la idea a la hora de disentildear durante la ejecucioacuten hasta el momento de la entrega
final con el fin de minimizar los efectos dantildeinos que producen las construcciones ineficientes
Fuente Comiteacute teacutecnico de Normalizacioacuten Ctn 55 ldquoconstruccioacuten Sosteniblerdquo ndash 2015
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 Construccioacuten sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos
Generales - Diciembre2014 - Primera edicioacuten
462 Certificacioacuten LEED
La certificacioacuten LEED (Leadership in Energy amp Environmental Design) en espantildeol
significa Liacuteder en Eficiencia Energeacutetica y Disentildeo Sostenible es una norma creada para certificar
a aquellas edificaciones nuevas o recicladas que cumplan con ciertos estaacutendares de proteccioacuten
ambiental con el fin de disminuir la contaminacioacuten ambiental y otros fenoacutemenos como ser el de
islas de calor en las ciudades (Wenninger G Carolina 2017)
Como ya se mencionoacute este tipo de certificaciones no solo aplica para nuevas
construcciones sino para todos aquellos edificios que se quieran cambiar y mejorar en teacuterminos
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ambientales como ser nuestro caso de estudio en donde proponemos reciclar el edificio de Post
grado de la universidad americana y adaptarlo a un modelo bioclimaacutetico eficientemente
energeacutetico
A continuacioacuten veremos un grafico donde podemos observar alguna de las areas a
considerar para la certificacioacuten LEED que podriacutean incluirse dentro de nuestro caso de anaacutelisis
GRAacuteFICO 43 Areas Consideradas para la certificacioacuten LEED
Fuente Luis Martiacuten Martiacutenez 2020 Construccioacuten sostenible Certificado LEED y el agua
Tanto el sitio de anaacutelisis como energiacuteas y atmoacutesferas son las aacutereas en donde nuestro edificio
podriacutea certificar si se adapta seguacuten las propuestas que compartiremos a continuacioacuten
98
Capiacutetulo V - Propuestas
51 Propuesta de Disentildeo eficiente del edificio
Para que una edificacioacuten sea sustentable bioclimaacutetica y que se logre optimizar los
recursos promoviendo una cultura de uso eficiente de la energiacutea la clave estaacute en el correcto
disentildeo del proyecto
Es muy importante que desde la concepcioacuten de la idea se tengan en cuentas todos los
factores que hacen que un proyecto sea sustentable y que pueda reunir las caracteriacutesticas o
requerimientos que tiene una edificacioacuten bioclimaacutetica Un buen disentildeo necesita un buen caacutelculo
y por ende un buen anaacutelisis de lo que realmente se quiere obtener
Primeramente se debe tener bien claro cuaacutel es el fin del proyecto que es lo que se quiere
hacer coacutemo se quiere lograr y los medios disponibles para llegar al objetivo Cuando hablamos
de edificios bioclimaacuteticos estos reuacutenen una serie de requisitos que se debe cumplir para que un
proyecto califique correctamente Y se debe trabajar desde la ejecucioacuten de este Ahora bien si lo
que se quiere hacer es convertir un edificio convencional en bioclimaacutetico lo primero es analizar
la situacioacuten o estado actual del edificio objeto de estudio para determinar las acciones estrategias
que se podriacutean llevar a cabo para cumplir con el objetivo de transformarlo en un edificio
bioclimaacutetico o parcialmente bioclimaacutetico Continuando con el anaacutelisis del edificio de post grado
para convertirlo en un edificio bioclimaacutetico debemos detallar el estado actual del mismo
Ya contamos con el anaacutelisis en cuanto a equipos climatizadores ahora bien trabajaremos con
las propuestas de tal forma a convertir un edificio convencional en uno bioclimaacutetico sustentable
99
511 Anaacutelisis de la incidencia solar
Por medio del plano con localizacioacuten de acuerdo con la orientacioacuten Norte ndash Sur del edificio
como se observa en la imagen se denota los siguientes detalles
GRAacuteFICO 44 Orientacioacuten del Edificio de la Universidad Americana con respecto al Norte
Fuente Mapa ndash Google maps Direccioacuten de puntos cardinales ndash Elaboracioacuten propia
GRAacuteFICO 45 anaacutelisis de la incidencia solar cara Oeste
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
100
La cara principal da al oeste el costado o lateral del edificio da al norte y la cara posterior
o parte trasera da al este Esta uacuteltima si bien el sol de la mantildeana es el menos fuerte esta seccioacuten
de la edificacioacuten estaacute cubierta por una vivienda y unos aacuterboles ademaacutes de que la misma
arquitectura del edificio sirve de proteccioacuten por parte del lado norte por la tanto la incidencia
solar es miacutenima Asiacute como vemos en la fotografiacutea la cara este es la requiere menor atencioacuten
GRAacuteFICO 46 Fotografiacutea Vista Posterior Este y Norte del edificio de Post Grado
Fuente Fotografiacutea toma propia
52 Envolvente o proteccioacuten
Ahora bien para el caso de cara oeste tenemos una superficie totalmente expuesta al sol
de la tarde siendo este el maacutes caliente Por esa razoacuten es que se recomienda la cobertura o
proteccioacuten de esta Para ello se podriacutean optar por dos teacutecnicas por un lado la utilizacioacuten de
voladizo en la parte superior de tal manera a que pueda cubrir la vertical del sol en los meses de
101
verano en donde este tiene una trayectoria totalmente vertical con respecto al edificio generando
cierta sombra
La cara oeste fachada de la universidad es la que mayor radiacioacuten recibe durante el diacutea y
sobre todo en verano es por ello por lo que para este caso se propone una proteccioacuten solar del
tipo parasol horizontal que sirve de sombra y no impide la visualizacioacuten de adentro para afuera
ya no tapa completamente la visibilidad por la posicioacuten de las laacuteminas Con esto logramos
funcionalidad esteacutetica ademaacutes de disminuir notablemente la incidencia solar a traveacutes de la
radiacioacuten directa y por ende la disminucioacuten de la temperatura ambiente del recinto
A continuacioacuten vemos un ejemplo de parasoles horizontales del edificio del banco
Sudameris que con una elegancia y estilo cubren la fachada norte y oeste de este edificio que al
igual que nuestro objeto de estudio requiere cuidar la esteacutetica de su fachada
Como podemos observar en el ejemplo a continuacioacuten
102
GRAacuteFICO 47 Aleros al norte y una proteccioacuten horizontal al oeste
Fuente Silvio Riacuteos 2018 Isla de calor
Fachada cubierta por una serie de lamas horizontales metaacutelicas que protegen la piel interior
La siguiente opcioacuten es la de proteger completamente la fachada con parasoles como
podemos observar en la imagen
GRAacuteFICO 48 Disentildeo Fachada Oeste vista aeacuterea del Edificio de Post Grado
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
103
GRAacuteFICO 49 Disentildeo de Cara Oeste Parasoles verticales como proteccioacuten contra radiacioacuten
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp
GRAacuteFICO 50 Fotografiacutea de la fachada principal de la Universidad Americana
Fuente Google maps - Street View - Fotografiado por Viacutector Cerda mayo 2016
Otras teacutecnicas aplicables a este tipo de caso son los cerramientos de alta inercia teacutermica
Como se puede observar en la imagen la fachada se encuentra totalmente descubierta esto
genera que una gran masa de calor este constantemente entrando por este sector generando
mayor uso de aparatos climatizadores para paliar la necesidad de confort dentro del ambiente
Por ello los cerramientos de alta inercia teacutermica son una opcioacuten factible en donde la utilizacioacuten
de muros de ladrillo macizo permiten acumular la energiacutea recibida gracias a la inercia teacutermica
durante el diacutea acumular una cierta cantidad calor y cederla hacia el interior durante la noche
104
GRAacuteFICO 51 Fachada Esquina Noroeste
Fuente Fotografiacutea toma propia
GRAacuteFICO 52 anaacutelisis de incidencia solar cara norte
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
105
La fachada lateral que da al norte se expone solamente en invierno donde el sol tiende a
bajar como se ve en el siguiente graacutefico por lo tanto a diferencia de la cara frontal esta recibe la
radiacioacuten solar en invierno en donde resulta auacuten maacutes beneficioso ya que sirve como colector de
calor y por ende mantener el recinto a una temperatura agradable durante los diacuteas de friacuteo Como
esta uacuteltima estaacute cubierta por arboles cara anaacutelisis del disentildeo actual de acuerdo con las
definiciones de sistemas pasivos para este tipo de edificaciones No obstante para esta cara se
propone trabajarla de otra manera
Hemos hablado mucho de la tendencia en alta hacia la sustentabilidad y a la necesidad de
convertir edificios convencionales en bioclimaacuteticos con el fin de buscar una mayor eficiencia
energeacutetica Es por ello por lo que para la cara norte la mejor opcioacuten en cuanto a coberturas o
proteccioacuten teacutermicas es la de los muros verdes
A continuacioacuten se expone una serie de ideas que podriacutean ser factibles para cubrir las paredes de
una vegetacioacuten adecuada para este tipo de clima y zonas
53 Paredes verdes
106
GRAacuteFICO 53 Pared verde en el edificio Santalaia de Bogotaacute Foto Paisajismo Urbano
Fuente Isabel Martinez - 2019
En su artiacuteculo Isabel Martiacutenez menciona lo siguiente ldquoLos jardines verticales se han
convertido en espacios verdes integrados en las ciudades en muros y paredes de edificios no
solo como elementos decorativos sino tambieacuten dispensadores de oxiacutegeno y hogares para
pequentildeos animales desprotegidos por las inclemencias de las urbes contaminadasrdquo
Siguiendo con esa premisa iquestporque no podriacuteamos nosotros adaptar nuestros edificios a estos
sistemas tan funcionales y agradables a la vista Seriacutea una excelente opcioacuten para paliar las altas
incidencias solares en nuestros muros mantener un nivel de humedad agradable refrescar el
ambiente y hermosear el paisaje
GRAacuteFICO 54 Disentildeo Vista Norte ndash Pared cubierta de vegetacioacuten Con voladizo sobre ventanas
Fotografiacutea Esquina Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa SketchUp ndash Fotografiacutea toma propia
107
GRAacuteFICO 55 Vista Noroeste
Fuente Elaboracioacuten Propia en el programa Sketchup ndash Fotografiacutea toma propia
Cada vez maacutes ciudades optan por esta tendencia y seriacutea muy bonito que edificios
educativos como el de la universidad americana promovieran esta cultura sustentable en sus
edificaciones
Siguiendo con el objeto de anaacutelisis la estructura y disposicioacuten de la universidad reuacutene las
condiciones para montar este tipo de paredes sobre en su fachada lateral Y como mencionaba
anteriormente es un excelente tema de investigacioacuten y anaacutelisis para especialistas o estudiantes de
las disciplinas de agronomiacutea y afines con el fin de reducir los niveles de calor ademaacutes de crear un
paisaje agradable a la vista
108
GRAacuteFICO 56 El jardiacuten vertical interior de Ignacio Solano ndash Hotel Gaia B3 Bogotaacute
colaboracioacuten con Groncol
Fuente Alicante 17 junio 1977
Aquiacute vemos un ejemplo de coacutemo podriacutea quedar la fachada norte del edificio de post
grado El edificio que vemos tiene las mismas caracteriacutesticas de paredes lisas con varias
ventanas Con lo cual se puede determinar que nuestro edificio quedariacutea agradable a la vista y
funcionalmente cumpliendo con el cometido que es disminuir el calor y por ende el consumo en
cuanto a aires acondicionados
531 Sistema de Siembra
Como es una edificacioacuten ya existente es decir debemos adaptarnos al modelo actual y a
la estructura actual los recursos que disponemos son el mismo edificio y su entorno A fin de no
modificar la estructura original una de las opciones es utilizar un pequentildeo espacio lineal al
constado entre pared y vereda ya que existen ciertos tipos de platas que no requieren un aacuterea
109
considerable para ser sembrados pero si cierta profundidad por lo que la propuesta es como se
muestra en la imagen
GRAacuteFICO 57 Disentildeo cantera para vegetacioacuten de paredes verdes
Fuente Elaboracioacuten propia en el programa Sketchup
Crear una cantera en donde sembrar con abonos especiales de tal manera a que no corran
por el lado de la vereda y que pueda ser contenido en el mismo Como el tipo de vegetacioacuten debe
ser enramada estaacute por naturaleza subiraacute por las paredes hasta cubrir la totalidad de esta
532 Estructuras de soporte para paredes verdes
GRAacuteFICO 58 Estructuras metaacutelicas soportes para jardines verticales
110
Fuente Fotografiacutea de Joseacute Saacuteez ndash Creativecommonsorg
Otra de las opciones es la de montar unas estructuras que contengan soporten y
mantengan la vegetacioacuten por los muros del edificio Es importante estudiar bien el tipo de
plantas que se iraacuten a colocar por las paredes ya que hay muros que no tienen proteccioacuten contra
humedad por lo que un muro verde podriacutea ser contraproducente Es por ello por lo que
primeramente debemos analizar las condiciones del recinto Si tiene aislacioacuten contra la humedad
si soportaraacute la carga externa ya sea de la estructura o de la misma vegetacioacuten
Las estructuras tienden a ser un poco maacutes costosas que el caso anterior pero los
beneficios tambieacuten son mucho mayores ya que el grosor de esta y el hecho de que naturalmente
genera una caacutemara de aire entre pared plantas y estructuras hace que sea mucho mejor aislante
teacutermico
Otro dato para tener en cuenta es el sistema de riego En el caso anterior de la cantera
externa con una canilla exterior al edificio y con la misma lluvia ya podriacuteamos contar con el
agua necesaria para que la vegetacioacuten crezca y se expanda En el caso de una estructura con
niveles el sistema de riego debe ser uniforme y con un sistema adaptado al tipo de vegetacioacuten y
estructura Por ejemplo sistema de riego por goteo
GRAacuteFICO 59 Estructura para muros verdes Esquena ejemplo
Fuente Archdaily Meacutexico
111
54 Vegetacioacuten
Se propone una mayor cantidad de vegetacioacuten alrededor del edificio sobre todo en las
caras norte y oeste las cuales estariacutea recibiendo radiacioacuten solar durante gran parte del diacutea
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y
la fatigardquo(Arquitectura y empresa)
GRAacuteFICO 60 Coacutemo bloquear el sol y el calor con vegetacioacuten
Fuente Paacutegina Ovacen La forma de la arquitectura ante el sol y el efecto del viento
Se puede mejorar el clima interior con ciertas especies de plantas dependiendo la intensidad de
la radicacioacuten solar y el entorno
Propuesta
Mitigacioacuten del calor debido al efecto de ldquoislasrdquo (pavimento o edificios) en zonas
urbanas mediante el manejo de vegetacioacuten (Hernaacutendez Moreno - Delgado Hernaacutendez 2010)
Como se puede observar en el mapa la avenida Brasilia que pasa frente a la universidad es una
muy concurrida tanto por automoacuteviles autobuses y transeuacutentes La vegetacioacuten alrededor de la
universidad no solo evitariacutea el paso del calor hacia el recinto si no que disminuiriacutea la isla de
112
calor generada en los alrededores por el traacutensito vehicular diario y serviriacutea de caminero verde
para los transeuacutentes que se movilizan a pie
GRAacuteFICO 61 Vista aeacuterea de la universidad Americana
Fuente Google Earth
Una interesante propuesta es crear camineros verdes o plantar una especie de aacuterboles
como se observa en la imagen a continuacioacuten de tal forma a no obstruir la visibilidad y crear una
barrera de calor a las entradas principales del edificio
Asiacute como se observa en la imagen a continuacioacuten este tipo de aacuterboles en el jardiacuten frontal
podriacutea ser una buena opcioacuten por su forma Estas especies son de la familia de las coniacuteferas que
son los aacuterboles altos esbeltos similares a los pinos pero con un follaje tupidos normalmente de
un tallo principal y pequentildeas ramitas a lo largo de todo el aacuterbol Con este tipo de vegetacioacuten se
podriacutean disminuir la temperatura limpiar el aire y hermosear el paisaje
113
GRAacuteFICO 62 Arboles de la familia de las coniacuteferas Adecuados para espacios estrechos
Fuente Paacutegina Arquitectura y Empresa - Urbanismo Coacutemo elegir queacute aacuterbol plantar - Aacuterboles
adecuados para cada espacio -
ldquoLa OMS le atribuye a la vegetacioacuten efectos terapeacuteuticos como la reduccioacuten de tensioacuten y la
fatigardquo Fuente Arquitectura y empresa
55 Ventilacioacuten
El edificio cuenta con un patio central que permite la entrada de aire natural al edificio
desde la parte trasera hacia arriba como se visualiza en la foto los pasillos de las aulas se
encuentran abiertos al patio central lo cual hace que corra una brisa constantemente en todo el
interior del edificio
El patio central forma parte de una de las estrategias bioclimaacuteticas en donde gracias la
entrada y salida del aire se logra Enfriar Ventilar Iluminar Humedecer Purificar el aire
ademaacutes de ser una forma Confort visual para los que usuarios del recinto
114
GRAacuteFICO 63 Fotografiacutea de uno de los patios centrales del ala de post grado de la Universidad
Americana
Fuente Blog del estudiante Universidad Americana
GRAacuteFICO 64 Plano del Ala de Post grado de la Universidad Americana En ciacuterculo rojo se
visualizan los patios centrales aire y luz
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana
115
56 Climatizacioacuten
561 Sistemas de climatizacioacuten
Como hemos explicado anteriormente el edificio cuenta con un sistema de climatizacioacuten
convencional del tipo OnOff lo cual genera un alto consumo energeacutetico de la misma manera
hemos hablado de un sistema mucho maacutes sustentable como lo es el inverter como el sistema de
instalacioacuten para ambos tipos de equipos es el mismo no habiacutea ninguacuten problema estructural para
hacer el cambio de un sistema a otro
Ambos tipos utilizan las mismas cantildeeriacuteas espacios soportes y sistemas de drenajes El
uacutenico cambio seriacutea el de las unidades evaporadoras y condensadores Ademaacutes los equipos que se
encuentran actualmente ya tienen un periodo de uso de varios antildeos lo cual facilita el hecho de
realizar un cambio puesto que la vida uacutetil estaacute llegando a su liacutemite y por ende en cualquier
momento deberiacutea de pensarse en la posibilidad de hacer esta migracioacuten a otro sistema maacutes
sustentable como lo son los equipos inverter
La diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter radica especialmente
en el consumo energeacutetico y en el nivel de temperatura agradable constante
Como podemos observar en el graacutefico el sistema inverter no necesita encenderse y
apagarse cada que llega a la temperatura deseada sino mantiene un nivel de consumo y por ende
no genera peacuterdidas de temperatura en cada parada del compresor
116
GRAacuteFICO 65 Diferencia entre un sistema convencional y un sistema inverter
Fuente Mantenimientoszaragozacom
Si queremos llegar a un nivel de eficiencia energeacutetica en teacuterminos de aparatos
climatizadores y no tener que cambiar la estructura del edificio la mejor opcioacuten son los sistemas
inverter
562 Refrigerantes
Por otra parte continuando con el tema de los aires acondicionados otro de los elementos
relacionados a un estado de sustentabilidad son el uso de refrigerantes ecoloacutegicos los cuales no
podemos dejar de mencionar en esta investigacioacuten Si bien no estaacute del todo comprobado que un
equipo puede consumir menos o maacutes energiacutea si utiliza refrigerantes ecoloacutegicos o no uno de los
objetivos de este estudio es el de elaborar propuestas sustentables Una de ellas es la de ayudar a
proteger el medio ambiente y esto tambieacuten se puede lograr a traveacutes de la disminucioacuten o
eliminacioacuten de gases de efecto invernadero como lo son los refrigerantes R-22
A medida que vamos avanzando se descubren nuevas combinaciones de gases maacutes
amigables con el medio ambiente Actualmente existen los gases del tipo 410A que estas
catalogados como refrigerantes ecoloacutegicos libre de agentes contaminantes Con el uso de estos
117
refrigerantes podemos cumplir con otro de los requisitos de la certificacioacuten LEED que propone
la construccioacuten o reciclado de edificios ecoloacutegicamente sustentables
57 Paneles solares fotovoltaicos
De acuerdo con el caacutelculo de consumo energeacutetico en cuanto a la utilizacioacuten de aparatos
climatizadores pudimos ver que el mismo es muy elevado generando un excesivo gasto y un
uso desmedido de energiacutea eleacutectrica Si bien la fuente de energiacutea en asuncioacuten proviene de una
fuente de energiacutea renovable como lo es la hidraacuteulica lo que se propone es instalar unos paneles
solares fotovoltaicos exclusivamente para los aires acondicionados porque si bien proponemos
estrategias que mejoren los niveles de temperatura no podremos eliminar por completo el uso de
aparatos climatizadores Por ende seriacutea bueno contar con un sistema de captacioacuten de energiacutea
solar ya que se acuerdo a la ubicacioacuten y al uso como aacuterea teacutecnica de la planta azotea del edifico
contamos con las condiciones necesarias para la instalacioacuten de dicho sistema de reserva de
energiacutea Por otra parte como hemos visto en caacutelculos anteriores en la tabla 00 la cara que
recibe mayor radiacioacuten es la cobertura o tapa del edificio que seriacutea nuestra planta techo lo cual
nos da doble ventaja Por un lado un espacio para la instalacioacuten de paneles solares y por otra
parte los mismos paneles serviraacuten como cobertura para esta cara sirviendo de proteccioacuten
teacutermica y evitando el ingreso excesivo de calor a traveacutes de esta superficie
118
GRAacuteFICO 66 anaacutelisis de incidencia solar en la cubierta del edificio
Fuente Arq Analiacutea Villalba 2021 Asuncioacuten ndash Software Rinnho
GRAacuteFICO 67 Propuesta de paneles solares en planta azotea del edificio de Post Grado de la
Universidad Americana
119
Fuente Plano PCI de la Universidad Americana ndash Propuesta elaboracioacuten propia
En funcioacuten a los caacutelculos realizados previamente se propone utilizar un sector de la planta
azotea destinado a la colocacioacuten de paneles solares fotovoltaicos de tal forma a cubrir una parte
de la demanda energeacutetica generada especiacuteficamente por los aparatos climatizadores en donde de
acuerdo con los caacutelculos obtuvimos en el anaacutelisis de carga cantidad de aparatos climatizadores
por piso se encontro que el consumo aproximado total en aires acondicionados es de 3286 kwh
con esto podemos decir que con la utilizacioacuten de paneles solar lograriacuteamos cubrir la totalidad o
por lo menos una gran parte del consumo energeacutetico de los citados aparatos de tal manera a
reducir el consumo energeacutetico y potenciar el uso de energiacuteas limpias Ademaacutes de ser una fuente
inagotable que no depende de las liacuteneas de transmisioacuten eleacutectrica de la ciudad
Para el anaacutelisis de factibilidad econoacutemica seriacutea bueno realizar el caacutelculo costo beneficio a
largo plazo considerando la vida uacutetil tanto del edificio como de los aparatos climatizadores y los
paneles solares
Ejemplo de paneles solares en edificios similares
GRAacuteFICO 68 Expo Knews - Colectores Solares sobre el techo de la empresa Bimbo ndash Meacutexico
120
Sobre el edificio se colocaron 33 sistemas que generaraacuten 37 MW lo que hace factible
este sistema como medio de generacioacuten de energiacutea para equipos como los aires acondicionados
GRAacuteFICO 69 Montaje de paneles solares en techos de edificios
Fuente Eco inventos
121
Unidad VI ndash Resultados
61 Anaacutelisis o Discusioacuten
Esta investigacioacuten nos lleva a un aacuterea de estudio que abarca varias disciplinas es por ello
por lo que seriacutea ideal una serie de anaacutelisis partiendo de las bases estudiadas Como esta es una
maestriacutea multidisciplinaria lo que se propone es dejar aacutereas de oportunidad para posteriores
investigaciones como ser los siguientes casos
Para analizar el disentildeo la estructura y el envolvente seraacute necesario un arquitecto que
realice los caacutelculos en funcioacuten a los paraacutemetros estudiados de la misma manera para el anaacutelisis
del tipo de vegetacioacuten tanto para aacuterboles como para muros o techos verdes se propone trabajar en
conjunto con el sector agroacutenomo forestal para los caacutelculos de cargas paneles solares cargas
eleacutectricas y teacutermicas con ingeniero y como todo proyecto debe ser econoacutemicamente rentable y
viable es necesario un especialista en la parte econoacutemica que pueda realizar los anaacutelisis de
factibilidad econoacutemica como ser el VAN Y TIR del proyecto en siacute
Para hacer un anaacutelisis econoacutemico sea cual sea el tipo de inversioacuten se requieren analizar
tres aspectos VAN TIR y Pay Back Period Ademaacutes de considerar datos como variacioacuten
econoacutemica intereacutes y demaacutes En el caso del TIR por ejemplo el consumo de luz o energiacutea
eleacutectrica por aparatos de aire acondicionado se debe calcular cuaacutento seriacutea el ahorro o gasto de
acuerdo con lo que decida o no invertir Y por uacuteltimo el Pay Back Period para saber en cuanto
tiempo se recupera la inversioacuten
En cuanto al TIR y Pay Back Period de acuerdo con el tipo de proyecto revisar el tipo de
financiamiento para saber de doacutende obtener los recursos y que conviene maacutes si pagarlo con
deuda o capital propio
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La investigacioacuten ademaacutes podriacutea dar pie a estudios econoacutemicos maacutes completos con varias
brechas de estudios lo que se podriacutea seguir investigando de acuerdo con las zonas tipo de
edificaciones y tipo de inversioacuten
62 Conclusiones
A lo largo de esta maestriacutea tuve la oportunidad en adentrarme mucho maacutes en aacutembitos que
no son propios de mi carrera profesional o de mi aacuterea de estudio y gracias a ello pude enriquecer
mis conocimientos con respecto a temas de intereacutes como la arquitectura bioclimaacutetica Como
docente y como ingeniera especializada en el aacuterea de climatizacioacuten este proyecto fue beneficioso
ya que me ayudo a completar los conocimientos a traveacutes del conjunto de disciplinas que abarca
la maestriacutea El formar equipo con otros profesionales de distintas aacutereas fue una experiencia
fantaacutestica que ya logreacute abrir mi mente a maacutes aacutereas de oportunidades que anteriormente no creiacutea
poder desarrollar Por otra parte el hecho de trabajar daacutendole eacutenfasis a lo sustentable hizo que
pudiera abrirme a nuevos conceptos estrategias y teacutecnicas que antes no conociacutea o no trabajaba
Profesionalmente creo que este proyecto no solo me favorece como participante de
maestriacutea sino tambieacuten a desarrollarme como persona puesto que el tema de la sustentabilidad en
un problema que nos atantildee a todos Es por ello por lo que creo que este trabajo no solo me
beneficia para obtener el tiacutetulo sino que tambieacuten a cualquier que lo lea o lo use para futuros
proyectos de investigacioacuten
Es por ello por lo que puedo concluir que gracias a este proyecto en los trabajos que me
toquen emprender a futuro podreacute beneficiar a quienes me toque asesorar o dar respuestas
profesionales ya que con los resultados alcanzados he podido visualizar un panorama maacutes
general de la situacioacuten actual en teacuterminos de desarrollo urbano social y medio ambiental
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Podemos decir entonces que para que un paiacutes pueda desarrollarse tanto social como
econoacutemicamente es necesario cambiar los paradigmas que se tienen en cuanto al uso eficiente de
los recursos Asiacute como se menciona (BAJCINOVCI 2016) ldquoIt is crucial to study adopt adapt
and implement bioclimatic architectural design principles which will enrich efficiency and
reduce overall energy consumption The main reason is the energy efficiency indoor air quality
and thermal comfort dilemmardquo Traducido al espantildeol ldquoEs crucial estudiar adoptar adaptar e
implementar principios de disentildeo arquitectoacutenico bioclimaacutetico lo que enriqueceraacute la eficiencia y
reduciraacute el consumo general de energiacutea La razoacuten principal es la eficiencia energeacutetica calidad del
aire interior y dilema del confort teacutermico
Un edificio acadeacutemico con miras a un futuro sustentable deberiacutea repensar el disentildeo de sus
recintos y consecuentemente en el impacto que produce en el entorno de tal forma a dar un
ejemplo a sus estudiantes y promover una cultura de sostenibilidad Las propuestas que se
presentaron estaacuten basadas en las estrategias estudiadas a lo largo del moacutedulo Si bien existen
varios factores que se pueden tener en cuenta para hacer un anaacutelisis mucho maacutes exhaustivo lo
que pudimos ver es como a simple vista uno puede identificar aacutereas de oportunidad para
proponer estrategias o sistemas ya estudiados ya que esta maestriacutea se inscribe en el marco de la
denominada ldquoeducacioacuten continuardquo que ha pasado a ser una forma de mantener actualizados los
conocimientos y repensar en coacutemo hacer que el planeta sea a su vez mas sostenible
ldquoEsta es una tendencia que viene muy fuerte Ya se estaacute convirtiendo en la meta de
muchos desarrollos inmobiliarios en el mundo pero requiere un cambio de paradigma y
soluciones que sean restaurativas y regenerativasrdquo
El proceso para involucrarse en la bioconstruccioacuten inicia con un disentildeo oacuteptimo con
apostar por la arquitectura bioclimaacutetica y tener una seleccioacuten maacutes consciente de materiales
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Posteriormente se puede ir maacutes allaacute y equipar con sistemas de alta eficiencia y de generacioacuten de
energiacutea renovable (Ulises Trevintildeo director de bioconstruccioacuten y energiacutea alternativa) Se
describen de acuerdo a los objetivos del trabajo
125
Bibliografiacutea
Autores Varios 2011 ldquoGuiacutea Del Estaacutendar Passivhausrdquo Edificios de Consumo energeacutetico casi
nulo Madrid
Autores Varios julio 2009 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Grupo de trabajo creativo Barcelona
Bajcinovci B December 2016 ldquoEnvironmental and Climate Technologiesrdquo vol 18 pp
54ndash63 Achieving Energy Efficiency in Accordance with Bioclimatic Architecture
Principles Faculty of Civil Engineering and Architecture University of Prishtina FNA
Bregui Diellit pn 10000 Prishtina Kosovo
Barranco O Recibido 21 de noviembre de 2014 Aceptado 25 de febrero de 2015 ldquoLa
arquitectura bioclimaacuteticardquo Artiacuteculo de Investigacioacuten - Universidad del Atlaacutentico
Barranquilla Colombia
Blasco L ldquoAvances en Energiacuteas Renovables y Medio Ambienterdquo Vol 12 2008 Aportes de la
arquitectura sustentable en el sector residencial sobre el balance energeacutetico-ambiental
argentino asades Impreso en la Argentina ISSN 0329-5184
Britto Correa C ldquoAdequaccedilatildeo do projeto de arquitetura ao meio ambiente naturalrdquo Arquitetura
bioclimaacutetica (sf)
Celis DacuteAmico F noviembre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica conceptos baacutesicos y panorama
actualrdquo Boletiacuten ldquoHacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios
bioclimaacuteticosrdquo Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera 4 28040 MADRID
ESPANtildeA ISSN 1578-097X
126
De Oliveira L 2006 ldquoArquitetura Bioclimaacutetica e a Obra de Severiano Porto Estrateacutegias de
Ventilacaacuteo naturalrdquo Dissertacao apresentada a Escola de Engenharia de Sao Carlos da
Universidade de Sao Paulo
Dantas J Caacutendido L Barros J Setembro de 2016 ldquoSinergia entre Construccedilatildeo verde
Construccedilatildeo enxuta e bim para internacionalizaccedilatildeo da construccedilatildeo uma revisatildeo sistemaacutetica
da literaturardquo XVI encontro nacional de tecnologia do ambiente construiacutedo Desafios e
Perspectivas da Internacionalizaccedilatildeo da Construccedilatildeordquo Satildeo Paulo
Domiacutenguez A Soria FJ junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo Ediciones
UPC
Dureacute S ldquoGeneracioacuten de Energiacuteas Tradicionales y alternativasrdquo 2019 Trabajo de Investigacioacuten
para clase Virtual Universidad Siglo 21 Asuncioacuten - Paraguay
Guerra Menjiacutevar M R mayo de 2013 ldquoArquitectura Bioclimaacutetica como parte fundamental para
el ahorro de energiacutea en edificacionesrdquo Editorial Universidad Don Bosco antildeo 3 No5
Reporte de Investigacioacuten 123
Hernaacutendez Moreno S Delgado Hernaacutendez D abril 2018 ldquoManejo sustentable del sitio en
proyectos de arquitectura criterios y estrategias de disentildeordquo Quivera Revista de
Estudios Territoriales Disponible en httpsquiverauaemexmxarticleview10210
Fecha de acceso 25 feb 2020
Hernaacutendez Moreno S Agosto 2008 ldquoEl Disentildeo Sustentable como Herramienta para el
Desarrollo de la Arquitectura y Edificacioacuten en Meacutexicordquo Universidad de Guanajuato
Vol 18 no 2
Linares Llamas P Abril 2009 ldquoEficiencia energeacutetica y medio ambienterdquo Economiacutea y Medio
Ambiente ICE
127
Domiacutenguez L A Soria FJ Junio 2004 ldquoPautas de disentildeo para arquitectura sosteniblerdquo
Edicions UPC
Matesanz Parellada A Setiembre 2008 ldquoEficiencia Energeacuteticardquo Laacutemina 1 Relacioacuten entre
Directivas Europeas e iniciativas de la Administracioacuten Espantildeola paacutegina web
httphabitataqupmestemasa-eficiencia-energeticahtml
Neila J octubre 2000 ldquoArquitectura bioclimaacutetica en un entorno sostenible buenas praacutecticas
edificatorias Hacia una arquitectura y un urbanismo basados en criterios bioclimaacuteticosrdquo
Edita Instituto Juan de Herrera Av Juan de Herrera Madrid ndash Espantildea
Pedroso D Guilherme L Cattelan R Barros da S A Mohamad G abril 2016 ldquoCobertura
verde um uso sustentaacutevel na Construccedilatildeo civil - Green roof sustainable use in
constructionrdquo Artiacuteculo
Real Academia Espantildeola ldquoEtimologiacutea de la palabrardquo Paacutegina web
httpsdleraeeseficienciam=30_2
Saacutenchez B - Montantildees M ldquoArquitectura bioclimaacutetica Conceptos y teacutecnicasrdquo (sf) Revista
Digital y Editorial Eco Habitar Paacutegina Web httpsecohabitarorgarquitectura-
bioclimatica-conceptos-y-tecnicas
Soler y Palau Publicado en agosto 09 2018 ldquoiquestQueacute es la arquitectura bioclimaacutetica Casas
eficientes y ecoloacutegicasrdquo Pagina Web
httpswwwsolerpalaucomesesblogarquitectura-bioclimatica
Trebilcock M diciembre 2009 ldquoProceso de Disentildeo Integrado nuevos paradigmas en
arquitectura sustentablerdquo arquiteturarevista - Vol 5 ndeg 265-75 Depto Disentildeo y Teoriacutea
de la Arquitectura Universidad del Biacuteo-Biacuteo Avda Collao 1202 Concepcioacuten Chile
128
Viceministerio de Minas y Energiacutea ldquoPlan Nacional de Eficiencia Energeacutetica de la Republica de
Paraguayrdquo Publicado lunes 06 de julio de 2015 Paacutegina Web
httpswwwssmegovpyvmmeindexphpoption=com_contentampview=articleampid=1732
Urbano M Ciurana Josep M 13 abril 2012 ldquoAhorro y eficiencia energeacuteticardquo Arquitectura
Bioclimatismo Jardiacuten Ecoloacutegico Paacutegina BiU arquitectura y paisaje
Structuralia 21 Mayo 2019 iquestQue entendemos por arquitectura Bioclimaacutetica Paacutegina
httpsblogstructuraliacomque-entendemos-por-arquitectura-bioclimatica
Dureacute S 2020 ldquoMapa Conceptual Paraacutemetros Fiacutesicos que se deben considerar en la arquitectura
Bioclimaacuteticardquo Asuncioacuten Paraguay
Arquitectura Sostenible Publicado el 11 septiembre 2018 ldquoLa arquitectura bioclimaacutetica disentildear
edificios en funcioacuten de las condiciones del entornordquo Paacutegina
httpsarquitectura- sostenibleesla-arquitectura-bioclimatica-disenar-edificios-en-
funcion-de-las-condiciones-del-entorno
Sala de prensa Anaacutehuac Noticias 06 de febrero del 2019 ldquoExcelencia acadeacutemica Arquitectura
bioclimaacutetica para salvar al planetardquo Paacutegina
httpsmeridaanahuacmxnoticiasarquitectura-bioclimatica-para-salvar-al-planeta
C Carrazco y D Morilloacuten 2004ldquoAdecuacioacuten bioclimaacutetica de la vivienda de intereacutes social del
noroeste de Meacutexico con base al anaacutelisis teacutermico de la arquitectura vernaacuteculardquoVol8 Nordm
1
Cordero X Guillen V 10 de Febrero 2013 ldquoDisentildeo y validacioacuten de vivienda bioclimaacutetica para
la ciudad de Cuenca
Hernaacutendez Moreno S 2010 Delgado Hernaacutendez D Manejo sustentable del sitio en proyectos
de arquitectura Criterios y estrategias de disentildeo Quivera
129
Eco inventos abril 2020 ldquoDallas planta aacuterboles en las rutas estudiantiles para reducir las islas de
calorrdquo httpsecoinventoscomarboles-rutas-estudiantiles-reducir-islas-de-calor
Four Square 2009 Blog de Fotografiacuteas Universidad Americana
httpsesfoursquarecomvuniversidadamericana4c65d96619f3c9b6f7669effphotos
Arquitectoscom 2009 Blog estudiantes de Arquitectura Universidad Americana
httpsarquitectoscompy2009013d-ampliacion-ala-post-grado
Hildebrandt Gruppe 07122015 ldquoEficiencia energeacutetica - Elementos que definen el confort
higroteacutermico en un edificiordquo Paacutegina
httpwwwhildebrandtclelementos-que-definen-elconfort-higrotermico-en-un-edificio
Programa informaacutetico Google Earth
Quiles PV Aguilar FC 21032013 Funcionamiento de un equipo de aire acondicionado
hiacutebrido con conexioacuten simultaacutenea a red y a paneles fotovoltaicos Dpto de Ingenieriacutea
Mecaacutenica y Energiacutea Universidad Miguel Hernaacutendez
Riacuteos Silvio y Gill Emma marzo del 2020 Autoclimatizacioacuten Aspectos teacutecnicos de la transmisioacuten
de la energiacutea en la edificacioacuten Caacutetedra libre de Autoclimazacioacuten y Vivienda Asuncioacuten
Nergiza 08082012 iquestCuaacutenta energiacutea se escapa de tu cuerpo en forma de calor Paacutegina
httpsnergizacomcuanta-energia-se-escapa-de-tu-cuerpo-en-forma-de-calor
Vaacutezquez L noviembre 2015 Energiacutea solar Fotovoltaica y teacutermica Diferencias y aplicaciones
Paacutegina web httpwwwdiariodecienciascomarenergia-solar-fotovoltaica-y-termica-
diferencias-y-aplicaciones
Twenergy 24 junio 2019 Ecologiacutea y reciclaje Medio ambiente Jardines verticales paredes y
techos verdes para una ciudad maacutes sostenible Paacutegina
httpstwenergycomecologia-y-reciclajemedio-ambientejardines-verticales-paredes-y-
techos- verdes-para-una-ciudad-mas-sostenible-1279
130
Planas O Uacuteltima revisioacuten 2 de junio de 2020 Energiacutea solar pasiva Teacutecnicas ventajas y
ejemplos Ingeniero Teacutecnico Industrial especialidad en mecaacutenica Paacutegina Energiacutea Solar
httpssolar- energianetque-es-energia-solarenergia-solar-pasiva
Roper L David 2009 World Photovoltaic Energy Swanson R MPhotovoltaics Power Up
ldquoPhotovoltaic Effectrdquo Mrsolarcom ldquoThe photovoltaic effectrdquo Encyclobeamiasolarboticsnet
ldquoLa fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclearrdquo El perioacutedico de la energiacutea
Aquaeorg Diferencias entre solsticio y equinoccio Espantildea ndash Madrid Paacutegina
httpswwwfundacionaquaeorgque-es-
Paisajismo Urbano Disentildeo y construccioacuten de ecosistemas verticales Espantildea Paacutegina
wwwpaisajismourbanocom
Loacutepez B Tara Trabajo final de grado jardines verticales departamento de construcciones
arquitectoacutenicas Escuela teacutecnica superior de arquitectura Valencia Espantildea
Aacutevila M 05 de marzo 2014 Edificios Proteccioacuten solar en fachada Paacutegina ArchDaily
httpswwwarchdailycoco02-341756edificios-proteccion-solar-en-
fachadasad_source=searchampad_medium=search_result_all
Martiacutenez Pita I 25 mayo 2019 Ecosistemas verticales nueva forma de crear paredes verdes en
las ciudades Madrid Paacutegina httpswwwefeverdecomnoticiasecosistemas-verticales-
nueva-forma-crear-paredes-verdes-ciudades-2
Norma paraguaya INTN NP 55 001 14 diciembre 2014 - Primera edicioacuten Construccioacuten
sostenible Sitio y Arquitectura Requisitos Generales
Carbonell M 9 de noviembre de 2020 Radiacioacuten solar directa e indirecta - Hogar Sense
131
Loacutepez Valleacutes A Curso 2017-2018 ldquoEstudio y anaacutelisis de paraacutemetros Bioclimaacuteticos Caso
praacutectico las Fachadas del edificio c1 de la escuela Teacutecnica superior de ingenieriacutea de la
Edificacioacuten de la upvrdquo Departamento de construcciones arquitectoacutenicas
Ovacen ldquoForma de la arquitectura incentivada por la eficiencia energeacuteticardquo Paisajismo
httpsovacencomforma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica
Delbene C A Compagnoni Ana M 2017 Disentildeo Bioambiental El sitio el clima y el paisaje
como herramenta Jornada de Construccioacuten Sustentable Buenos Aires Argentina
httpswwwbuenosairesgobarsitesgcabafilestomo_1-diseno_bioambiental_1pdf
Fernaacutendez Blanco E 06 de agosto 2015 Construccioacuten sostenible Toda una gama de meacutetodos
para generar y ahorrar energiacutea II Paacutegina
httpinarqadiajstarquitecturaestag=arquitectura-bioclimatica
Riacuteos S 2018 Isla de calor para un seminario de sostenibilidad en Asuncioacuten
Wenninger G Carolina 2017 Anaacutelisis del confort ambiental de dos edificaciones con
Paraacutemetros ambientales en Asuncioacuten Paraguay
Ordontildeez Garciacutea A 8 de setiembre 2019 Arquitectura Bioclimaacutetica iquestUn concepto pasado de
moda Paacutegina httpswwwseiscuboscomblogvigencia-arquitectura-bioclimatica
Ediclima Bienestar teacutermico Instalacioacuten de Sistemas de Climatizacioacuten Paacutegina
httpswwwediclimaesbienestar-termico
Arq Villalba Analiacutea 2021 Maestriacutea en Investigacioacuten del Haacutebitat y la vivienda sustentable
Universidad Americana Asuncioacuten Paraguay
132
Koenigsberger lngersoll Mayhew Szokolay 2015 Vivienda y edificios en zonas caacutelidas y
tropicales Madrid
Arnabat I 25 de abril de 2016 iquestCoacutemo funciona el aire acondicionado Infografiacutea Paacutegina
caloryfriocom
httpswwwcaloryfriocomaire-acondicionadocomo-funciona-el-aire-acondicionado-
infografiahtml
Sempergreencom Beneficios de un jardiacuten vertical Paacutegina
httpswwwsempergreencomessolucionesfachadasbeneficios-de-un-jardin-
vertical~text=Un20jardC3ADn20vertical20ofrece20numerososparte20d
e20la20construcciC3B3n20bioclimC3A1tica
Beneficios de la instalacioacuten de los jardines verticales y ecosistemas verticales en las ciudades
Paacutegina httpswwwecoyaabcombeneficiosjardinesverticales