LA VIVIENDA SOLAR PASIVA. CONTROL CLIMÁTICO (I). Sistemas Captores: MURO TROMBE

El control ambiental en arquitectura, responde desde la antigüedad a una serie de pautas simples pero ingeniosas que todavía reconocemos en la arquitectura popular. En el artículo de este blog YAZD. EL CONTROL CLIMÁTICO DE LAS CIUDADES DEL DESIERTO IRANÍ apuntaba mi convicción de que más allá de los avances tecnológicos, los sistemas pasivos son elementos fundamentales en el control climáticos de cualquier edificio.

Los sistemas pasivos de control climático son aquellos que no utilizan ninguna fuente de energía artificial para su funcionamiento y tienen como función optimizar el control de la energía natural. Son mecanismos que, en algunos casos, se pueden incorporar a los edificios ya existentes (incluso apartamentos en bloques de viviendas), y que unidos a una buena elección de materiales de construcción y decoración, y a una correcta iluminación y vegetación, nos posibilitaran habitar  espacios saludables integrados con las energías naturales.

Está confirmado que el acondicionamiento natural permite oscilaciones de temperatura mayores que la de edificios climatizados artificialmente con similares o superiores sensaciones de confortabilidad

Existen distintos tipos de sistemas pasivos de control climático, una primera clasificación podía ser la siguiente:

Aunque el análisis climático de un edificio es complejo, de forma genérica podemos repasar algunos ejemplos simples de utilización de estos sistemas.

Los SISTEMAS CAPTORES son los que captan, de una forma directa o indirecta, la energía de la radiación solar y la transfieren en forma de calor.

Factores como el tamaño, número y distribución de los huecos y la correcta orientación del edifico son fundamentales y complementarios para el correcto funcionamiento de estos sistemas. De esta forma el primer sistema de captación directa de la energía serán las propias ventanas y huecos del edificio; recursos utilizados tradicionalmente como galerías acristaladas adosadas a fachadas, son ejemplos de la eficacia del efecto invernadero en el control climático y energético.

Uno de los sistemas de captación más interesante de este grupo son los muros captadores cuya misión es potenciar la energía del sol para convertirla en un sencillo sistema de calefacción o refrigeración.

Existen muchos tipos de muros captores como los “muros de agua”, “muros invernaderos” etc., pero quizás uno de los más interesantes es el denominado MURO TROMBE, que gestionado correctamente nos permite el control de la temperatura a distintas horas del día así como en los periodos de invierno o verano.
El muro Trombe, debe su nombre al ingeniero francés Félix Trombe que en 1956 construyó la primera casa de almacenamiento de energía en una pared de su casa en Odeillo, Francia, aunque las paredes de almacenamiento de agua son mucho más antiguas

En líneas generales es un cerramiento compuesto por dos capas: un muro orientado al sol construido con materiales de alta inercia térmica o pintado de colores oscuros, y otro compuesto por un vidrio grueso o de acristalamiento doble; entre los dos cerramientos existe un pequeño espacio o cámara que permite la circulación del aire provocando un efecto invernadero. 

El funcionamiento es muy simple y se basa en el principio de convección; el aire caliente tiende a ascender y el frío a descender, por lo que el sistema se mantiene en funcionamiento constante sin necesidad de empujar el aire con ventiladores y bombas. 

Tanto el muro como el acristalamiento, cuentan con dos grupos de conductos (superiores e inferiores), cada uno de los cuales tiene sus respectivas compuertas y cuyo correcto manejo garantizará el funcionamiento del sistema.

En invierno los rayos del sol inciden sobre el vidrio calentando el aire que hay en la cámara, de esta forma, el muro de la fachada va acumulando calor que transmite al interior de la vivienda a través de los orificios que permanecerán con las compuertas abiertas, mientras que las del vidrio exterior permanecen cerradas; cuando el sol deja de incidir, el muro empezará a soltar calor (ya que estará más caliente que el ambiente) calentando el interior de la vivienda durante la noche, momento en el que se cerraran las compuertas del muro interior.

En verano no interesa que el aire caliente se acumule y, para ello, tendremos abiertas las compuertas superiores e inferiores del vidrio y cerradas las del muro, creando una corriente en la cámara por la que saldrá el aire caliente.

Como hemos comentado el concepto de muro trombe se puede aplicar en cualquier caso con independencia de la tipología o diseño arquitectónico, vemos algunos ejemplos de incorporación de este sistema

Existen múltiples combinaciones de los sistemas de captación por muros invernaderos, de agua, trombes, etc. Una variación curiosa, son los “tanques de agua de almacenamiento solar”, que colocados en el interior de la vivienda junto al muro acristalado, actúan como amortiguadores de las oscilaciones de temperatura; además de su función principal, los tubos solares pueden utilizarse como piezas esculturales decorativas o divisores espaciales de habitaciónes, se pueden llenar con agua teñida para aumentar la eficiencia de absorción y para proporcionar versatilidad al diseño.

Una idea interesante, aunque no totalmente pasiva, es la que se incorpora en el proyecto del “Pabellón Residencial de la Universidad Estatal” de Colorado en Fort Collins, y que sus autor, Marc Snyder de 4240 Arquitectura, denomina “parapetos trombe”.

Como hemos visto el muro trombe ocupa el lado sur del edificio, lo que supone una limitación en la apertura de huecos y vistas desde esa dirección; los parapetos trombre, se colocan en la azotea o terraza superior de la pared norte del edifico, aunque siguen orientados al sur, lo que permite no condicionar la utilización espacial y la apertura de huecos en la fachada sur.

Aunque interesantes, los parapetos Trombe tienen limitada su eficacia y no son estrictamente pasivos. 

El muro Trombe tradicional funciona principalmente por radiación y convección natural, y se enfrenta directamente al espacio que se pretende para calentar, en el parapeto Trombe, el muro está situado en la terraza sin enfrentarse a ninguna estructura, por lo que la convección de aire tiene que ser forzada para transferir el calor desde el muro de almacenamiento a los espacios en el edificio, al tener que hacer descender el aire caliente y elaborar el aire frío se necesita un ventilador de alimentación.

Aun así el edifico es un magnífico ejemplo de control climático y tratamiento del aire con sistemas pasivos, incorporando elementos fundamentales como las torres de viento. 

Para ver el proyecto completo: www.csupavilion.com.