Proyecto de investigación: “Diseño y evaluación del comportamiento térmico y energético de edificaciones ubicadas en climas tropicales cálidos y húmedos”

Arquitectos e ingenieros mecánicos de Uninorte desarrollan una investigación, pionera en Colombia, que apunta al fomento del uso de materiales de construcción eficientes en ahorro energético para el enfriamiento de edificaciones en climas tropicales y húmedos.

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Contacto: Fabián Amaya (famaya@uninorte.edu.co), Antonio Bula (abula@uninorte.edu.co), ciencia_alcance@uninorte.edu.co

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Antecedentes

El sector de la construcción es uno de los mayores consumidores de energía en Colombia y el mundo. En climas tropicales, cálidos y húmedos, como el que caracteriza al Caribe colombiano y Barranquilla, el enfriamiento del interior de los recintos, indispensable para generar confort térmico, es considerado el factor de mayor consumo energético. Por ello es preciso desarrollar investigaciones orientadas a mejorar los diseños arquitectónicos actuales de la región Caribe en la perspectiva de lograr edificaciones más eficientes desde el punto de vista energético.

Puntualmente se requiere, entre otros estudios, analizar los materiales que envuelven las edificaciones para comprobar científicamente cuál es el comportamiento térmico y energético de los sistemas de construcción tradicionalmente usados en climas tropicales y húmedos, de modo que este conocimiento se aplique a la reducción del consumo energético en los procesos de enfriamiento de edificaciones.

De este modo se realizaría un estudio pionero en Colombia y América Latina, pues en estos países son pocas las investigaciones realizadas sobre el tema de eficiencia energética en edificaciones, contrario a lo que sucede en los países desarrollados, donde, frente a la crisis energética mundial y al cambio climático, es una área de estudio prioritario.

Presentación

Como parte de los estudios realizados en el Área Estratégica de Investigación en Energía, los grupos de investigación en Arquitectura y Diseño y Uso Racional de la Energía y Preservación del Medio Ambiente (Urema) de Uninorte realizan un estudio para analizar el comportamiento térmico de materiales de construcción regularmente utilizados en la región Caribe colombiana como envolventes de las edificaciones, con el propósito de recomendar al sector de la construcción y a la ciudadanía en general cuáles son los productos adecuados en ahorro energético en lo que se refiere a procesos de enfriamiento.

La investigación, luego de identificados los materiales y técnicas de construcción usuales en Barranquilla y el Caribe, comprende dos etapas:

1. Evaluación en el laboratorio, bajo condiciones controladas, de las propiedades térmicas de los materiales utilizados para generar envolventes. Se ha avanzado en la caracterización de más de 20 productos de construcción.
2. Medición del comportamiento térmico de los materiales estudiados bajo condiciones climatológicas reales del Caribe, como incidencia solar, humedad ambiental y vientos, para contrarrestar los resultados del laboratorio con los datos obtenidos in situ. Para concretar esta fase de la investigación, están en proceso de diseño y construcción, en el campus Uninorte, seis módulos o espacios de modelación en escala real recubiertos de productos envolventes, muchos de éstos suministrados por empresas interesadas en caracterizar sus materiales.

Resultados e impacto

• Se generará un catálogo o base de datos con los coeficientes térmicos de diferentes materiales envolventes usados tradicionalmente en el Caribe colombiano, de modo que los empresarios de la construcción cuenten con un documento que les permita conocer con certeza qué productos son los más adecuados para mantener las condiciones naturales de enfriamiento en edificaciones del trópico.
• Al contar con la evaluación térmica de productos de construcción autóctonos, se lograrán procesos de modelación o simulación de edificios ajustados a las condiciones del trópico. Actualmente no se concretan con éxito estos procesos, pues no existen datos de los materiales envolventes locales científicamente comprobados que alimenten los programas informáticos especializados en modelación de edificios. 
• Se elaborará un manual para el diseño de edificaciones de elevado desempeño energético, ubicadas en climas tropicales cálidos y húmedos.
• Los resultados será aplicables no sólo para zonas del trópico húmedo, sino también para climas más templados donde exista la necesidad de enfriar o climatizar edificaciones.
• El proyecto permitirá, por una parte, dinamizar el sector de la construcción del país hacia el uso de tecnologías enfocadas a la sostenibilidad en el sector; por otro lado, iniciar programas de educación ambiental para que los ciudadanos demanden a los constructores eficiencia energética en las edificaciones.

Investigadores: Fabian Amaya, MA., Antonio Bula, Ph.D., Manuel Moreno, Ph.D.

Grupos de investigación: 

Arquitectura y Diseño

Uso Racional de la Energía y Preservación del Medio Ambiente (Urema)

Fuente de financiación: Universidad del Norte. Área Estratégica de Investigación en Energía