Estudian cómo mejorar la eficiencia energética de edificios escolares del nordeste argentino

Desde el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) desarrollaron un estudio para optimizar el diseño arquitectónico  de edificios escolares en la provincia de Chaco. Mediante modelos de simulación, se generó una propuesta que puede reducir hasta un 70% los requerimientos de refrigeración y mejorar el confort térmico y lumínico mediante el aprovechamiento de recursos naturales.

La Dra. María Laura Boutet, miembro del Instituto de Investigación para el Desarrollo Territorial y del Hábitat Humano (IIDTHH, UNNE-CONICET) abordó la temática de arquitectura escolar para repensar su diseño con el objetivo de acompañar la actualización de las reglamentaciones de los organismos públicos. Se consideraron los regímenes de ocupación y las necesidades de la población escolar según el rango etario de atención, poniendo foco en las variables ambientales y las particularidades del microclima del nordeste argentino.

Los resultados del estudio fueron publicados en la Revista Hábitat Sustentable, editada por la Universidad del Bío-Bío en Concepción (Chile), en coautoría con el Dr. Alejandro Luis Hernández, director del Instituto de Investigaciones en Energía No Convencional (INENCO, CONICET-UNSa.). Mediante modelos de simulación, generaron una propuesta de optimización ambiental en edificios destinados al Nivel Inicial que reduce hasta un 70% los requerimientos de refrigeración.

La clave fue el uso de estrategias de diseño arquitectónico bioclimático: “Se trata del aprovechamiento de recursos naturales para lograr condiciones de bienestar interior mediante estrategias pasivas, sin incorporar elementos electromecánicos en el funcionamiento de la edificación, reduciendo el daño ambiental y en pos del ahorro energético”, sostuvo Boutet, doctora en Ciencias Área Energías Renovables por la Universidad Nacional de Salta.

La investigadora explicó que las características de microclima cálido-húmedo de la región crean una problemática común en los edificios institucionales: el uso de vidrio para buscar un diseño de tipo corporativo genera sobrecalentamiento, y el cerramiento o cobertura de las ventanas para paliarlo reduce además el ingreso de luz natural. Por partida doble, el confort térmico y lumínico de los usuarios se ve afectado.

“Frente a este comportamiento antagónico entre la luz y el calor empecé primero a investigar sobre el vidrio como material de construcción, y después encontré en los edificios educativos un amplio campo de acción. La pregunta fue cómo lograr bienestar térmico y lumínico en las aulas, pero al mismo tiempo ahorrar energía”, señaló.

En la investigación se consideraron estimaciones de áreas vidriadas óptimas para el aprovechamiento pasivo de la energía solar, se realizaron análisis de condiciones de ventilación, se revisaron los materiales de muros, pisos y techos y se estudió el sitio de emplazamiento y orientación del edificio a fin de determinar cómo los factores de temperatura y humedad interaccionan, con el objetivo de generar una nueva propuesta edilicia.

El estudio tuvo el acompañamiento del Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de la provincia del Chaco, en el marco de un Acuerdo de Trabajo con la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la UNNE, reconociendo la necesidad de actualizar las reglamentaciones vigentes para la infraestructura escolar en un contexto crítico.

“Estamos atravesando el problema de la crisis energética que se potencia con el cambio climático y la gran variabilidad de temperaturas que estamos sufriendo, con fenómenos meteorológicos cada vez más intensos y las olas de calor, que afectan también el rendimiento de los estudiantes”, afirmó Boutet.

Modelos de simulación

Boutet sostuvo que “los estándares y los rangos que se deberían tomar para el confort térmico y lumínico provienen de normativas internacionales, y en climas distintos a los nuestros, en otras realidades y configuraciones geográficas”. Por ello, los resultados del estudio representan un antecedente científico de utilidad para promover la actualización de los reglamentos de construcción de edificios escolares en el nordeste argentino en base a un diseño sustentable.

La validación de propuestas de optimización ambiental de un jardín de infantes tomado como caso de estudio fue desarrollada con programas de simulación. Mediante el software Simedif V2.0 se realizó la carga de los datos de la edificación, del sector urbano y se introdujeron las variables meteorológicas del lugar para así obtener la situación térmica más aproximada en base a la realidad microclimática. En simultáneo, se utilizó la interfaz Radiance de Ecotect que permitió determinar el comportamiento del edificio, analizando la iluminación de origen solar y su aprovechamiento.

“Son herramientas muy valiosas para los ingenieros y arquitectos, nos permiten evaluar y testear los diseños antes de proyectar o construir. Son muy potentes para cargar los datos de la edificación o sector urbano, introduciendo variables climáticas. Una vez que se calibra el modelo se pueden testear distintos escenarios en otros periodos de tiempo no medidos, y así poder determinar los porcentajes de mejora de eficiencia energética que se pueden obtener”, precisó Boutet.

La doctora añadió que para un óptimo manejo de la herramienta es necesario contrastar los datos que arroja el simulador con datos medidos in situ, para verificar que el modelo sea fiable. Además, durante el estudio también se incorporaron variables subjetivas a través de encuestas y entrevistas para relevar las condiciones de confort que perciben los usuarios.

Estos avances fueron capitalizados en el producto final de la tesis doctoral de Boutet: “Se trata de una planilla de cálculo transferible a los proyectistas de edificios escolares. Es el resultado de este proceso de monitoreos, análisis estadísticos de mediciones realizadas, para generar propuestas de mejoras a través de simulaciones y llegar así a definir correlaciones de factores de vidriado por orientación, que relacionan distintas variables de diseño como son, el área de envolvente edilicia opaca y vidriada y la absortancia solar de las superficies exteriores, entre las más significativas”.