EL MURO TROMBE

El muro trombe es un colector de energía solar compuesto de una superficie vidriada o de plástico transparente, una cámara de aire y una masa térmica.

El sol incide en la superficie vidriada produciendo, por el efecto invernadero, el calentamiento del aire dentro de la cámara. La masa de tierra (adobe o ladrillo) ubicada detrás de la cámara de aire, impide el enfriamiento y fuga del aire caliente y almacena el calor producido, el que luego es irradiado dentro de la vivienda. El aire calentado en la cámara circula por convección e ingresa a la vivienda por conductos especialmente previstos.

Ventajas

Uso intensivo de materiales locales. Bajo costo Facilidad de construcción No requiere combustible, aplica la captación solar pasiva. No contamina el ambiente

CONSTRUCCIÓN DEL MURO TROMBE

SENCICO construyó experimentalmente 7 prototipos de Muro Trombe, en viviendas rurales ubicadas en diversas localidades de Puno. Previamente a la construcción del sistema, se deberá verificar que la edificación no presente grietas ni vanos sin cerramiento por los que se facilite el ingreso y salida de volúmenes apreciables de aire, de ser el caso, se deberán tomar las medidas correctivas correspondientes.

MURO TROMBE HORIZONTAL

El diseño del primer prototipo, construido en la localidad de Jaylihuaya, considera una ubicación horizontal del sistema y exterior a la vivienda, teniendo en cuenta que en nuestro país la trayectoria del sol alcanza un cenit casi coincidente con la perpendicular a plomo, por tanto una ubicación horizontal de la superficie vidriada permite captar mayor cantidad de energía.

Para definir la ubicación de un sistema de muro Trombe horizontal se deberá tener en cuenta que éste no debe estar muy alejado de la vivienda, puesto que a mayor distancia se incrementan las posibilidades de pérdida de calor en el tramo de conducción. Por otro lado, se realizarán las excavaciones pertinentes, de forma tal de garantizar la evacuación de agua de probables lluvias que puedan deteriorar el sistema y/o afectar el funcionamiento del mismo.

Colocación de doble capa de plástico negro para evitar el paso de la humedad del suelo.

Ladillos de arcilla colocados en hileras, como soporte de la capa posterior de adobe.

Paja “ichu”, en los espacios entre las hileras de los ladrillos. Para conformar una capa de aislamiento térmico.

Capa de unidades de adobe colocados en hileras y apoyados en los ladrillos de arcilla.

Colocación de tabiques de madera fijados con mortero de yeso, para crear celdas interiores conectadas entre sí, que eviten la circulación innecesaria del aire y por ende la pérdida de calor por circulación.

Colocación de plástico de invernadero sujeto a los tabiques y asegurado con listones de madera.

La cámara de invernadero tiene pequeños orificios en la parte inferior para ingreso del aire del exterior que facilitará la circulación desplazando el aire caliente.

Se instala una tubería PVC de 100 mm que conduce el aire caliente proveniente del calefactor hacia la vivienda. La salida de aire caliente se colocará a nivel del piso de la vivienda. La tubería de conducción deberá estar debidamente protegida del frío. Para tal efecto puede considerarse tubería enterrada o protegida con tecnopor.

El sistema estará provisto de tapas de aislamiento (en la experiencia se ha utilizado tapas de tecnopor de 2” cubiertas de tela)  que  se colocarán encima de la cámara invernadero  en el momento del día en que se inicie el atardecer y el sol no sea tan favorable. Estas tapas tienen la función de conservar la temperatura durante la noche.

MURO TROMBE VERTICAL

SENCICO construyó seis prototipos experimentales de muro trombe vertical, en las localidades de Chiyacollo (Ilave),  Juliaca (Puno) y Cutimbo y Mallkamayo (Collacachi)

El muro trombe vertical está conformado por bastidores de madera  de 1.5m de altura x  3m de largo y 8 cm de profundidad, con divisiones cada 0.50m, conformando 6 cámaras.   Las divisiones del bastidor permiten un mejor aprovechamiento  de la energía almacenada evitando pérdidas por circulación de mayores masas de aire.

El bastidor de madera se empotra dentro del muro una profundidad de 2.5cm, y se sujeta con clavos de 4”. Las juntas interiores formadas entre el bastidor y el muro de adobe se sellan con mezcla de tierra común, puzolana y paja. Las juntas exteriores también se sellan con yeso, en todo el perímetro del bastidor.

Se realizan perforaciones en cada cámara hacia el interior de la habitación, para circulación del aire. Una perforación inferior, de diámetro 1”, cercana al piso de la habitación, y otra superior, de 1 ½”, próxima al bastidor.

Luego de realizar la limpieza de los materiales residuales acumulados dentro del bastidor, se coloca el cerramiento de vidrio, de 4mm, sellado con silicona en todo el perímetro del bastidor.

Muro trombe vertical instalado en una vivienda de adobe Ilave -

Puno Muro trombe vertical instalado en una vivienda de ladrillo Juliaca -

Puno

MURO TROMBE PORTÁTIL

Como una alternativa de calefactor natural para calentamiento de ambientes en horas del día (horario de oficina), la Gerencia de Investigación y Normalización del SENCICO, instaló un muro trombe portátil en la azotea de la sede de la Gerencia Zonal SENCICO – Puno.El prototipo está conformado por base de triplay pintado de negro, bastidores y soporte de madera, superficie vidriada y extractor de aire. La colocación del extractor de

aire tiene por finalidad facilitar el descenso del aire caliente desde la azotea hasta la primera planta.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN REALIZADAS

Por encargo  de la Gerencia de Investigación y Normalización del SENCICO,   SENAMHI Puno efectuó las mediciones de temperatura necesarias para evaluar la efectividad del Muro Trombe Vertical como calefactor natural para vivienda rural. Se tomaron registros de temperatura veinticuatro horas consecutivas, durante 4 días, en viviendas con y sin muro trombe y al exterior de las mismas.

Como resultado de la evaluación, ha quedado demostrado que el Muro Trombe es una alternativa válida para mejorar  el confort de temperatura de las viviendas en zonas de frío intenso. Se han registrado incrementos de temperatura promedio de 17 °C en las horas de mayor frío (entre las 12 de la noche y 6 de la mañana). 

Se ha  determinado, asimismo, que   el muro trombe regula la temperatura  al interior de la vivienda, manteniéndola  aproximadamente entre los 9°C y 20°C.

Un muro Trombe o muro Trombe-Michel es un muro o pared orientada al sol, preferentemente al norte en el hemisferio sur y al sur en el hemisferio norte, construida con materiales que puedan acumular calor bajo el efecto de masa térmica (tales como piedra, hormigón, adobe o agua), combinado con un espacio de aire, una lámina de vidrio y ventilaciones formando un colector solar térmico.

Edward Morse patentó el diseño en 1881 (US Patent 246626), pero este fue ignorado hasta 1964. En los años 1960 el diseño fue popularizado por las construcciones que usaban los principios de la casas solares pasivas en Font-Romeu-Odeillo-Via, Francia, por el ingeniero Félix Trombe y el arquitecto Jacques Michel.

Contenido

[ocultar] 1 Funcionamiento 2 Construcción

3 Esquemas de funcionamiento

4 El concepto del muro Trombe

5 Elementos básicos de diseño

o 5.1 Variaciones usuales

6 Ver además

7 Bibliografía

8 Enlaces externos

[editar] Funcionamiento

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

[editar] Construcción

Es un dispositivo que puede perfectamente construir cualquiera con un mínimo de conocimientos de construcción. Aunque dependiendo del acabado y de los materiales usados, concretamente los cristales y aislantes, puede dar un rendimiento más o menos óptimo.

[editar] Esquemas de funcionamiento

En estos sencillos esquemas podemos ver cómo circulan las corrientes de aire frío (flechas azules) y aire caliente (flechas rojas), dependiendo de la posición de las trampillas (amarillas) que hay en el muro del edificio (naranja).

Calentamiento de la vivienda en invierno.

Posición cuando no se utiliza

[editar] El concepto del muro Trombe

Durante el día, los rayos del sol atraviesan la lámina de vidrio calentando la superficie oscura del muro y almacenando el calor en la masa térmica de este. En la noche, el calor se escapa del muro tendiendo a enfriarse principalmente hacia el exterior. Pero como se encuentra con la lámina de vidrio (es semiopaca a la radiación infrarroja) el calor es entregado al interior del local. Debido a esto la temperatura media diaria del muro es sensiblemente más alta que la media exterior. Si la superficie vidriada es mejorada en su aislamiento térmico (mediante doble o triple vidrio) la pérdida de calor hacia el exterior es mucho menor elevando la temperatura del local a calefactar. Esto permite que mientras en el exterior hay bajas o muy bajas temperaturas el interior del local se encuentre en confort higrotérmico y adecuadamente diseñado y calculado se puede lograr una temperatura constante de 18 o 20 °C en el interior de la casa.

En el diseño original, la superficie de captación solar era muy pequeña y había mucha pérdida de calor al ambiente exterior, debido a que la resistencia al paso del calor entre la superficie del colector y el interior es la misma en ambas direcciones.

[editar] Elementos básicos de diseño

Ejemplos de casas solares pasivas en Argentina. La casa solar de Mendoza.

Ejemplos de casas solares pasivas en Argentina. La casa solar de La Plata (Ver Muros de agua.

Un muro Trombe moderno posee ventilaciones (orificios) en la parte inferior y superior del muro para permitir que el aire menos caliente ingrese por la parte inferior, luego circule en la cámara de aire entre la superficie exterior del muro y el vidriado y con más calor salga por el orificio superior hacia el ambiente interior. Esto bajo el fenómeno físico denominado convección. Como la masa térmica del muro acumuló el calor del día este irá entregando lentamente el calor al interior del local a lo largo de la noche. Los orificios de ventilación deben poseer rejillas o esclusas a modo de puertillas para regular el flujo del calor y evitar

un flujo inverso nocturno que enfríe el ambiente interior en vez de calentarlo. Otra alternativa es cambiar el muro por una lámina metálica con aislamiento térmico en la cara interior conformando un colector solar de aire caliente que permite calentar un mayor caudal de aire a mayor temperatura y acumular este calor en la estructura del local. Para esto los muros y techos deben poseer un buen nivel de aislamiento térmico en la cara exterior de los mismos para minimizar las pérdidas de calor del local a climatizar. También pueden incorporarse ventilaciones en la parte superior e inferior del vidriado exterior para refrescar el ambiente interior durante el verano evitando un sobrecalentamiento del muro.

Durante la noche la masa térmica puede ayudar a amortiguar y reducir significativamente las pérdidas de calor. En los diseños más actuales se utilizan nuevas tecnologías que permiten un aislamiento térmico transparente conservando el calor capturado durante el día y en consecuencia reduciendo las dimensiones del muro Trombe respecto de las dimensiones del local. Este aislamiento no solo reduce las pérdidas de calor nocturnas sino que permite bajar los costos mejorando la ganancia de calor diurna.

[editar] Variaciones usuales

Las modificaciones usuales del muro Trombe incluyen:

ventanillas o banderolas para permitir salir el aire caliente hacia el exterior en verano. Esto permite que el muro Trombe facilite la extracción y ventilación natural en el interior de la casa refrescándola.

ventanas en el muro Trombe. Estas bajan la eficiencia térmica del sistema pero permiten llevar iluminación natural al ambiente interior o por razones estéticas.

Electro-ventiladores controlados por termostatos mejoran el flujo del aire caliente.

cortinas fijas o móviles, permiten reducir las pérdidas de calor nocturnas.

cortinas venecianas para sombrear el colector solar durante los meses de verano.

cobertura aislante en el vidriado para la noche.

tubos, caños o tanques de agua pueden formar parte del muro Trombe para aportar calor al sistema de agua caliente o como parte del sistema de agua caliente solar o ACS.

tanques para peces como masa térmica.

usando una superficie selectiva para incrementar la absorción de la radiación solar por la masa térmica.

[editar] Ver además

Muros de agua Casa pasiva

Arquitectura sustentable

Arquitectura bioclimática

Sistemas solares pasivos

ASADES

Lista de edificios solares pioneros .

Sistema Barra . En inglés Barra system [1]

Chimenea solar

[editar] Bibliografía

David Wright. (2008). The Passive Solar Primer. Sustainable Architecture. Edit Schiffer. Atglen, Pa. ISBN: 978-0-7643-3070-4.

[editar] Enlaces externos

Asociación Argentina de Energías Renovables y Ambiente NREL.gov Laboratorio de Energías Renovables. Departamento de energía (EE.UU.)

Categorías : Arquitectura sustentable | Sistemas de climatización | Muros | Bioconstrucción

Chimenea solarDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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La casa solar de La Plata integra estrategias de diseño para minimizar el uso de energía en climatización. Tales como: muros de agua, agua caliente solar, aislamiento térmico, ventilación cruzada, ventilación selectiva, protección solar, techo ventilado, chimenea solar, secado solar de ropa, refrescamiento solar.

Una chimenea solar - designada a menudo una chimenea termal - es una manera de mejorar la ventilación natural de edificios usando la convección del aire calentado por energía solar pasiva.

Una descripción simple de una chimenea solar, es la de un eje vertical que utiliza energía solar para realzar la ventilación natural del apilado de pisos en un edificio.

Contenido

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1 Descripción 2 Torre fría con corriente descendente pasiva

3 Véase también

4 Referencias

[editar] Descripción

Esta chimenea solar permite la circulación del aire a través de un intercambiador de calor geotérmico para proveer refrescamiento pasivo a una casa.

En su forma más simple, una chimenea solar consiste en una chimenea pintada de negro. Durante el día la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente en la chimenea.

La succión creada en la base de la chimenea se puede utilizar para ventilar y para refrescar el edificio.

En buena parte del mundo es más simple aprovechar los vientos predominantes del sitio, pero en días calmos y calientes este tipo de chimenea puede proporcionar la ventilación donde de otra manera no habría ninguna.

Hay sin embargo un número de variaciones solares de la chimenea. Los elementos básicos del diseño de una chimenea solar son:

El área del colector solar: Esta superficie se puede situar en la parte superior de la chimenea o puede incluir el eje del tiro entero.

La orientación, el tipo de pintura, el aislamiento y las características térmicas de este elemento son cruciales para captar, conservar y utilizar la energía solar.

El eje principal de la ventilación: La localización, la altura, la sección representativa y las características térmicas de esta estructura son también muy importantes.

Los orificios de entrada y salida: Las dimensiones, localización así como aspectos aerodinámicos de estos elementos son también significativos en el rendimiento.

Aprovechando el mismo principio de funcionamiento se han propuesto sistemas de generación solar eléctrica con un gran invernadero en la base para calentar el aire que luego

sube a gran velocidad por una alta chimenea donde se ubican los aerogeneradores. También se la denomina usina ciclónica.

[editar] Torre fría con corriente descendente pasiva

Torre fría del Centro de visitantes del Parque Nacional Zion, provisto de aire acondicionado pasivo.

Esquema de funcionamiento del sistema de refrescamiento pasivo de la casa solar en La Plata, Argentina. Sistema chimenea solar + techo solar.

Una tecnología relacionada de cerca con la chimenea solar es la torre de enfriamiento evaporativa por corriente descendente. En áreas con un clima caliente y árido, este sistema puede contribuir a proporcionar aire acondicionado sustentable a los edificios.

Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos (NREL [1]).

[editar] Véase también

Desarrollo sostenible Arquitectura sustentable

Paisaje sustentable

o Ambiente natural

Arquitectura orgánica

Arquitectura bioclimática

o Casa pasiva

Almacenamiento de calor

Muros de agua

Muro Trombe

Captador de viento

Torre de vientos

o Casa energía plus

o Edificio baja energía

o Edificio energía cero

o Edificio energéticamente eficiente

Lista de edificios solares pioneros

o

Superaislamiento

Síndrome del edificio enfermo

Instalaciones de los edificios

o Energías renovables

o Energía solar

o Energía eólica

o Ariete hidráulico

[editar] Referencias

Bansal, N. K.; Rajesh Mathur & M. S. Bhandari (July 1993). «Solar chimney for enhanced stack ventilation». Building and Environment (Elsevier Science Ltd.) 28 (3): pp. 373-377. doi:10.1016/0360-1323(93)90042-2. http://eprint.iitd.ac.in/dspace/bitstream/2074/2258/1/bansalsol93.pdf.

Afonso, Clito; Oliveira, Armando (June 2000). «Solar chimneys: Simulation and experiment». Energy and Buildings (IOP Publishing Limited) 32 (1): pp. 71-79. doi:10.1016/S0378-7788(99)00038-9. ISSN 0378-7788.

Szikra, Csaba (April 2004). «Hybrid ventilation systems» (PDF). Consultado el 10-03-2007.

Pearlmutter, D.; E. Erell, Y. Etzion, I. A. Meir, H. Di (March 1996). «Refining the use of evaporation in an experimental down-draft cool tower». Energy and Buildings (Elsevier) 23 (3): pp. 191-197. doi:10.1016/0378-7788(95)00944-2. http://www.bgu.ac.il/CDAUP/evaporative/evapo1.html.

Dai, Y. J.; K. Sumathy, R. Z. Wang, and Y. G. Li (January 2003). «Enhancement of natural ventilation in a solar house with a solar chimney and a solid adsorption cooling cavity». Solar Energy (Elsevier Science B.V.) 74 (1): pp. 65-75. doi:10.1016/S0038-092X(03)00106-3.

Czajkowski, Jorge y Gómez, Analía. 1994. Diseño bioclimático y economía energética edilicia. Fundamentos y métodos. Ed. UNLP, Colección Cátedra. La Plata, Argentina.

Publicaciones científicas cronológicas sobre chimeneas solares [2]

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