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Ventilación cruzada, efecto chimenea y otros conceptos de ventilación natural

Ventilación cruzada, efecto chimenea y otros conceptos de ventilación natural
Hospital Sarah Kubitschek Salvador / João Filgueiras Lima. Image © Nelson Kon
Hospital Sarah Kubitschek Salvador / João Filgueiras Lima. Image © Nelson Kon

Nada es más racional que usar el viento, un recurso natural, gratuito, renovable y saludable, para mejorar la comodidad térmica de nuestros proyectos. La conciencia de la finitud de los recursos y la demanda de la reducción en el consumo de energía ha eliminado los sistemas de aire acondicionado como el protagonista de cualquier proyecto. Los arquitectos e ingenieros están recurriendo a este sistema más pasivo para mejorar el confort térmico. Es evidente que existen climas extremos en los que no hay escapatoria, o bien el uso de sistemas artificiales, pero en una gran parte de la superficie terrestre es posible proporcionar un agradable flujo de aire a través de los ambientes mediante sistemas pasivos, especialmente si las acciones se consideran durante la etapa del proyecto.

Este es un tema muy complejo, pero hemos abordado algunos de los conceptos que los ejemplifican con proyectos construidos. Una serie de sistemas de ventilación pueden ayudar en los proyectos: ventilación cruzada natural, ventilación natural inducida, efecto chimenea y enfriamiento por evaporación, lo que combinado con el uso correcto de elementos constructivos permite mejorar el confort térmico y disminuir el consumo de energía.

La ventilación cruzada natural es cuando las aberturas en un determinado entorno o construcción se disponen en paredes opuestas o adyacentes, lo que permite la entrada y salida de aire. Indicada para edificios en zonas climáticas con temperaturas más altas, el sistema permite cambios constantes de aire dentro del edificio, renovándolo y aún así, reduciendo considerablemente la temperatura interna.

Tomando a Lee House de Studio MK27 que utiliza marcos de ventana que permiten la apertura total, cuando se incorporan dentro de las paredes, la solución de diseño permitió que el volumen tuviera grandes aberturas en dos paredes opuestas entre sí, proporcionando una ventilación abundante y causando equilibrio térmico por constantes cambios de aire .

Casa Lee / Studio MK27. Image © Fernando Guerra
Casa Lee / Studio MK27. Image © Fernando Guerra

La ventilación natural inducida se refiere a los sistemas de inducción térmica que se utilizan para llevar a cabo la refrigeración por aire. El aire caliente es más ligero que el aire frío, en este caso, en un entorno externo o interno, el aire caliente sube y el aire frío baja. En este sistema de ventilación, las aberturas se colocan cerca del suelo para que el aire frío entre en el espacio empujando la masa de aire caliente hacia arriba, donde las salidas de aire se colocan en el techo, como los galpones y el claristorio.

Hospital Sarah Kubitschek Salvador / João Filgueiras Lima. Image © Nelson Kon
Hospital Sarah Kubitschek Salvador / João Filgueiras Lima. Image © Nelson Kon

Un excelente ejemplo de este modelo es el Hospital Sarah Kubitschek en Salvador Brasil, diseñado por el arquitecto brasileño João Filgueiras Lima, quien a través de cobertizos metálicos curvados, con extensiones grandes y diferentes, sucesivamente repetidos, ventilan los ambientes mediante la liberación de aire caliente e impurezas a través de las aberturas superiores, garantizando la luz natural. Vale la pena enfatizar que en los proyectos relacionados con la Salud, se evita el uso de sistemas que se apropien de la ventilación cruzada, ya que puede provocar la transmisión de bacterias por la propagación del aire.

Reichstag / Norman Foster. Image<a href='https://www.flickr.com/photos/dorena-wm/4751295490/in/photostream/'>© Renate Dodell via Flickr </a> Licença CC BY-ND 2.0
Reichstag / Norman Foster. Image© Renate Dodell via Flickr Licença CC BY-ND 2.0

En edificios verticales, el flujo de ventilación vertical a través del efecto chimenea se usa constantemente. El aire frío ejerce presión bajo el aire caliente forzándolo a subir, así como a la ventilación inducida. Sin embargo, en este caso, las áreas abiertas por el centro del proyecto o las torres permiten que el mismo aire circule a través del ambiente, saliendo a través del techo, el claristorio, las aberturas cenitales o los escapes de viento. La cúpula del nuevo Parlamento alemán, Reichstag, diseñada por Norman Foster es un ejemplo de este sistema de ventilación. A través de una cumbre con cierre de vidrio externo y cono invertido con paneles espejados hacia el centro permite la circulación de aire en el edificio, que se libera por la apertura en la parte superior.

Estratégias bioclimáticas do Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image Cortesia de EDU
Estratégias bioclimáticas do Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image Cortesia de EDU
Edificio de la Empresa de Desarrollo Urbano (EDU) en Medellín. Imagen © Alejandro Arango
Edificio de la Empresa de Desarrollo Urbano (EDU) en Medellín. Imagen © Alejandro Arango

En la construcción de la nueva sede de la Compañía de Desarrollo Urbano (EDU) en Medellín, una piel exterior compuesta de elementos prefabricados de alta calidad permite conducir a una chimenea solar interna para refrescar el aire frío del exterior. Esto se hace con materiales simples que generan control de masa térmica y conceptos termodinámicos (fuerzas convexas y térmicas) que generan un cambio en la temperatura del aire fluido constante, del frío al cálido, creando corrientes de aire en los espacios de trabajo.

Palacio de la Asamblea de Chandigarh / Le Corbusier. Image © Laurian Ghinitoiu
Palacio de la Asamblea de Chandigarh / Le Corbusier. Image © Laurian Ghinitoiu

El sistema de enfriamiento evaporativo, utilizado en el trabajo de Le Corbusier en Chandigarh y Oscar Niemeyer en Brasilia, utiliza la disponibilidad de grandes espejos de agua o lagos, estratégicamente posicionados hacia corrientes de aire predominantes, frente a edificios con aberturas, después de flotar sobre el agua el viento sigue con un cierto porcentaje de humedad, garantizando frescura a los climas áridos.

Además de los sistemas de ventilación, también deberían considerarse mecanismos constructivos.

Esquema de ventilación por brises. Imagen © Matheus Pereira
Esquema de ventilación por brises. Imagen © Matheus Pereira

Brise Soleil o parasoles son excelentes mecanismos para garantizar la ventilación natural, que además de la luz y el control solar, si se diseñan y se colocan adecuadamente en combinación con las condiciones del viento solar y local, pueden garantizar una excelente calidad térmica interna. También permiten el control, si los muebles, o incluso en caso de elementos filtrados (cobogós, placas perforadas, mashrabiyas, entre otros) provocan ventilación directa con posibilidad de cálculo en porcentaje según el tamaño de las aberturas.

Esquema de apertura de ventanas. Imagen © Matheus Pereira
Esquema de apertura de ventanas. Imagen © Matheus Pereira

La consideración de los tipos de aperturas es indispensable. De manera práctica, pensemos en un entorno que, si se elige una ventana con dos hojas de vidrio deslizante, se entiende que al abrir, solo el 50% de la abertura permitirá que entre el viento. Con el mismo tamaño del tramo, si optamos por una ventana con una o dos hojas abiertas, la ventilación será integral. Según el tipo de ventana, sello o puerta elegida, influirá directamente en la dirección de los vientos (vertical, horizontal o inclinada) y el porcentaje de la masa de aire hacia el interior.

Esquema de ventilación. Imagen © Matheus Pereira
Esquema de ventilación. Imagen © Matheus Pereira

Las barreras también deben ser consideradas. Piensa en un entorno con una doble altura de techo, una abertura (puerta) en el área inferior y otras dos aberturas (ventanas) colocadas en la pared opuesta en el centro y el punto más alto, y en el centro, una pared de media altura. Por supuesto, la pared central actuará como una barrera y ordenará la dirección de los vientos. Otros elementos constructivos pueden ayudar a resolver el problema, como el reemplazo de mampostería con ladrillos perforados - cobogós.

Las diferentes alturas de las aberturas y barreras (paredes, alféizar, paneles o muebles) dispuestas por el espacio también influyen directamente en el nivel y la velocidad de los niveles de ventilación. En cada proyecto, se debe prestar atención a su disposición de acuerdo con el tipo y el nivel de ventilación requerido.

Bibliografía 

ABNT 15.575. Guía para arquitectos en la aplicación de la Norma de Desempeño. Disponible en: <http://www.caubr.gov.br/wp-content/uploads/2015/09/2_guia_normas_final.pdf>. Acesso em 31 Dez 2017.
GIVONI, Baruch. Climate Considerations in Building and Urban Design.  New York: Van Nostrand Reinhold, 1998.
ROMERO, Marta Adriana Bustos. Princípios bioclimáticos para el diseño urbano.  2ª ed. São Paulo: Pro E, 2000.
VAN LENGEN, Johan. Manual del arquitecto descalzo. 1ª ed. São Paulo: B4 Editores, 2014. p.46-53.

Sobre este autor/a
Matheus Pereira
Autor
Cita: Pereira, Matheus. "Ventilación cruzada, efecto chimenea y otros conceptos de ventilación natural" [Ventilação cruzada? Efeito chaminé? Entenda alguns conceitos de ventilação natural ] 17 feb 2018. Plataforma Arquitectura. (Trad. Caballero, Pilar) Accedido el . <https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/889075/ventilacion-cruzada-efecto-chimenea-y-otros-conceptos-de-ventilacion-natural> ISSN 0719-8914