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Tecnología de Construcción Natural: Aprenda Cómo el Aire Acondicionado Natural Puede Climatizar Su Casa de Forma Eficiente, Sostenible y Económica, Proporcionando Conforto Térmico
Los pozos canadienses, también conocidos como provenzales (por su uso en la región francesa de Provenza), son sistemas de construcción simples de climatización geotérmica. Están compuestos por redes de tuberías localizadas en el subsuelo exterior de las residencias, conectadas a ellas y que operan bajo el principio de la inercia térmica para ajustar la temperatura del aire utilizado en la casa.
Este sistema de construcción no consume energía eléctrica, por lo que, tras su instalación, la climatización de nuestra casa será más económica. Tecnología natural de bajo costo, ecológica, eficiente y sostenible.
Instalación de un Sistema de Construcción de Pozo Canadiense
Existen lugares donde son más efectivos en invierno y otros donde son más eficaces en verano. Ahora descubrirás la diferencia.
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Su principio de funcionamiento es simple: el aire que se acumula en las tuberías enterradas está más frío que el aire de la casa en verano, pero más caliente en invierno. Tenemos, sin consumo eléctrico, un intercambio de calor que aprovecharemos para calentar en invierno y refrescar en verano.
Lo más eficaz y económico es instalar el pozo canadiense durante la construcción de la residencia, ya que la instalación posterior puede resultar costosa.
Este sistema reduce de manera significativa la demanda energética. Es una estrategia bioclimática muy eficaz para mejorar la eficiencia energética de un edificio.
Inercia Térmica
Esta propiedad indica la cantidad de calor que un cuerpo puede conservar y con qué velocidad lo cede o lo absorbe. Es una propiedad utilizada en la construcción para conservar la temperatura del interior de los ambientes a lo largo del día. Durante el día, las paredes se calientan y por la noche ceden calor al lugar; en verano, absorben el calor del entorno a través de un sistema de ventilación y por la noche se enfrían con un sistema similar.
En el caso de los pozos canadienses, su principio de funcionamiento es sencillo. La temperatura de la superficie presenta una diferencia con la del ambiente, esta diferencia se acentúa y se mantiene estable aproximadamente a dos metros de profundidad, donde la temperatura generalmente se mantiene entre 18ºC y 24ºC. Esto se acentúa dependiendo del lugar geográfico y de las condiciones climáticas. Esta temperatura es conocida como temperatura media y, si es agradable, será adecuada para conectar el edificio a la tierra. A 15 metros de profundidad, la temperatura es constante durante todo el año.
Un pozo canadiense está compuesto por una serie de tubos colocados a una profundidad determinada – intercambiador de calor, que recorren una determinada cantidad de metros bajo la tierra. En estas tuberías, circula aire, provocando un intercambio de calor entre el aire que circula y la tierra que lo rodea.
Funcionamiento
Funcionamiento en Invierno
En los meses de invierno, el aire exterior está más frío. La temperatura a dos metros de profundidad es mayor que la de la superficie, por lo tanto, cuando el aire frío del exterior circula por las tuberías subterráneas, se calienta. El aire caliente llega a la casa, reduciendo el gradiente de temperatura, permitiendo que la calefacción se conecte a una temperatura menor o, incluso, que no sea utilizada.
Funcionamiento en Verano
Durante el verano, la temperatura del aire es mayor que la temperatura bajo la tierra. Por lo tanto, cuando el aire pasa a través de las tuberías, cede calor a la tierra y se enfría, llegando a la casa varios grados más frío, creando un ambiente confortable.
Comportamiento Térmico del Suelo
El subsuelo, debido a su gran masa, mantiene una estabilidad térmica mucho mayor que la atmósfera a lo largo del año, lo que evita picos de frío y calor. Así, en verano, cuando hace calor en el exterior, el subsuelo se mantiene a temperaturas frescas. Por otro lado, en invierno, cuando la temperatura exterior cae mucho, el subsuelo se mantiene cálido o al menos más caliente que el exterior.
Esta estabilidad, sin embargo, no es uniforme. Aumenta progresivamente, siendo menores las diferencias entre verano e invierno, a medida que aumenta la profundidad. Se estima que a alrededor de 10 o 15 metros de profundidad la temperatura sea prácticamente constante durante todo el año. A profundidades de unos 2 metros, ya encontramos valores de temperaturas funcionales cercanas a los valores de bienestar (18ºC – 24ºC) de las residencias.
Otra característica térmica del subsuelo es su desfase respecto a la temperatura externa del aire. Así, tras los meses cálidos, cuando comienzan los días fríos, buena parte del subsuelo aún mantendrá una mayor proporción de calor relativo que el aire. Del mismo modo, cuando comienzan los días cálidos, el subsuelo aún mantiene una frescura mayor, resultado del invierno. Esto se debe a la gran cantidad de masa que tiene el subsuelo, lo que hace que tarde mucho más tiempo en ganar o perder calor en comparación con el aire. Esta es la característica de gran almacén térmico que los pozos provenzales o canadienses aprovechan.
Partes de los Sistemas de Construcción Pozo Canadienses
Los pozos provenzales o canadienses poseen las siguientes partes:
Punto de Captación del Aire
Este es el punto en el que el sistema toma el aire del exterior. Esta captación debe estar situada ligeramente elevada (1m o 1,5m) para evitar la captación de aire contaminado. Por esa misma razón, se eligen áreas donde el aire se mantiene en movimiento, evitándose las depresiones donde el aire queda estancado.
Estas dos medidas se toman para evitar, sobre todo, la captación de gas radón. El gas radón es un gas radiactivo que se genera de forma natural en toda la corteza terrestre, aunque con mayor intensidad en áreas volcánicas y graníticas. En concentraciones altas, es perjudicial para la salud, por eso debe ser evitado. Como es más pesado que el aire, tiende a acumularse en depresiones y agujeros cuando no hay corrientes de aire que puedan dispersarlo. La colocación adecuada del captador de aire externo, junto con la estanqueidad del sistema que impide que este gas se infiltre en el interior de las tuberías, evita que la contaminación de este tipo de gas afecte a los pozos provenzales o canadienses.
La entrada también debe contar con una rejilla que imposibilite el acceso al sistema de insectos, roedores o cualquier otro animal que pueda hacer nido en su interior o depositar excrementos y suciedad que puedan contaminar el sistema.
Filtros
Son responsables por purificar el aire y, con ello, evitar la entrada de polvo y suciedad en el interior de los ductos.
Intercambiador de Calor
Es el elemento que transfiere el calor del subsuelo al aire. Se trata, en última instancia, de la tubería enterrada. La longitud y el diámetro de este conducto pueden variar en función de aspectos como profundidad y naturaleza del terreno, potencia del elemento que succiona el aire, necesidades térmicas, etc. De capital importancia es la naturaleza del terreno y su capacidad de transmitir calor (conductividad térmica). Por ejemplo, suelos arenosos secos transmiten peor el calor que los arcillosos. También la humedad del suelo es muy importante, ya que el suelo empapado de agua, independientemente de su composición, tendrá una gran capacidad de transmitir calor, pues el agua, por sí sola, tiene esa capacidad.
Cuanto mayor sea la longitud del tubo, más transferencias térmicas aire-suelo ocurrirán. Los valores más usados varían entre 10 y 100 metros de longitud. Para el diámetro de la tubería, los valores recomendados varían entre 20 y 40 cm de diámetro.
El conducto o tubería debe ser impermeable y estanque, liso, resistente mecánicamente a la presión y a la deformación del terreno. También debe resistir a la corrosión. Por último, debe tener buena conductividad térmica (es decir, que permita pasar el calor a través de sí mismo o, en otras palabras, que sea el menos aislante térmico posible) para que permita las transferencias de calor entre el terreno y el aire del interior de la tubería.
Esta tubería también debe tener una leve inclinación. Esto es necesario porque, en algunos momentos del año, pueden ocurrir condensaciones en el interior de la tubería. Por ejemplo, en verano, en los momentos que preceden a una tormenta, puede entrar en la tubería del intercambiador aire caliente y húmedo. En el intercambiador, al disminuir la temperatura del aire, inevitablemente ocurrirán condensaciones. Para evitar el acúmulo de agua en las tuberías, estas se colocan con un cierto grado de inclinación, lo que provocará la caída de estas por gravedad hasta un punto de drenaje. Si este elemento no se considera, ni se incluyen filtros, el acúmulo de polvo con materia orgánica y humedad llevaría a la proliferación de hongos y bacterias.
También la forma del intercambiador puede variar, adaptándose al terreno disponible y a las necesidades térmicas. Así, existen diversos diseños, como aquel en que el conducto intercambiador rodea la residencia, aprovechando el perímetro de la misma, o los que se sitúan concentrados en una área cuadrangular de un terreno adyacente a la casa, y en los cuales los tubos adquieren diferentes disposiciones (tubos en paralelo en forma de rejilla, tubo serpenteante, etc.).
Punto de Drenaje
El agua condensada en las tuberías, debido a la inclinación, se dirige al punto de drenaje donde es eliminada del sistema.
Elemento de Circulación del Aire
El aire necesita un elemento que lo impulse y lo haga circular por las tuberías enterradas. En este punto, y dependiendo de lo que se pretende alcanzar, pueden utilizarse elementos activos (mecánicos) o pasivos (chimenea solar).
Como elemento activo, puede tratarse de un pequeño ventilador o extractor de potencia adecuada que succiona el aire de las tuberías y lo hace circular.
Como pasivo, existe la posibilidad del uso de chimeneas solares domésticas. En este mecanismo, el sol calienta la chimenea y el aire que contiene, lo que provoca que este se vuelva más ligero, suba y salga al exterior por la abertura superior. Esto crea una depresión en la base de la chimenea solar, es decir, una «falta de aire» que provoca una corriente en dirección a la chimenea. Si la chimenea solar se coloca de forma adecuada, es posible hacer que este efecto de succión provoque la circulación del aire en las tuberías enterradas del pozo provenzal. Este sistema puede ser eficaz para los meses de calor, en los que el pozo provenzal se usa para refrigerar. Sin embargo, su uso no será conveniente en invierno, bajo este esquema.
En cualquier caso, los extractores mecánicos y la chimenea solar no se excluyen mutuamente, pudiendo complementarse perfectamente para obtener una mayor economía.
El aire atemperado por los pozos provenzales canadienses puede ser conectado al sistema de ventilación de la residencia. En este caso, la salida del pozo se conecta a la toma de aire del mismo. También es compatible su uso con sistemas de flujo doble y recuperador de calor.
Ventajas de los Pozos Canadienses
Los pozos canadienses y provenzales, al ser un sistema ecológico, natural y de bajo consumo, cuentan con una serie de ventajas que pueden sintetizarse en los siguientes puntos:
- Menos Inversión: Requieren una inversión mucho menor que un sistema de climatización reversible convencional. Además, si se instalan en el momento de la construcción de la casa, los costos se reducen aún más.
- Funcionamiento de Baja Energía: Su funcionamiento requiere muy poca energía, limitándose el gasto al funcionamiento del extractor de aire, cuando dispone de él.
- Mantenimiento Reducido: El mantenimiento de los sistemas de construcción de pozos provenzales o canadienses es reducido, limitándose a la limpieza de la tubería con limpiadores adecuados si es necesario, al cambio de los filtros periódicamente, a la purga del depósito de condensado, si hay, y a un mantenimiento mínimo del sistema de impulsión del aire.
- Sistema Natural y Ecológico: Al utilizar un recurso local, abundante y totalmente natural, se evita activar toda la cadena de actos de impacto ambiental que suponen traer de lejos un equipo de climatización artificial, así como, sobre todo, la energía o los combustibles necesarios para hacerlo funcionar, todo para lograr el mismo efecto que se consigue con un pozo provenzal.
- Saludable para los Habitantes: Mantiene un buen nivel de renovación del aire, conservando aún un nivel de humedad saludable (a diferencia de muchos sistemas de climatización que resecan demasiado el aire).
Desempeño de los Pozos Canadienses en Verano e Invierno
Los sistemas de construcción de pozos provenzales/canadienses, por sí solos, son muy eficientes en la refrigeración durante el verano, pudiendo sustituir perfectamente los sistemas convencionales de aire acondicionado. La comparación del gasto de energía entre los pozos provenzales (unExtractor de bajo consumo cuando el sistema de extracción es mecánico) y los grandes consumos de los acondicionadores de aire convencionales inclina claramente la balanza a favor de los primeros.
En invierno, sin embargo, los pozos pueden ser insuficientes por sí solos para proporcionar el calor necesario para la climatización de un edificio, dependiendo de la latitud. No obstante, pueden ofrecer un preacondicionamiento muy importante del aire, lo que resultará en un ahorro sustancial, ya que el salto térmico que el sistema de climatización artificial tendrá que proporcionar se reducirá. En zonas tropicales de altitud, por ejemplo, donde las noches son frías y los días son templados o cálidos, la situación puede ser diferente. En invierno, en zonas cercanas a los polos, son eficaces por sí solos para mantener descongelados los edificios que se desocupan en invierno.
Las imágenes de este artículo fueron tomadas de: angelsinocencio.com.
qual material pode ser usado como intercambiador de calor?
Com a combinação de arvores aumenta a eficiência, pois no processo de fotossíntese há maior evaporação e aumenta a dispersão ao meio externo do solo.
Se realmente cumprir o que promete, vale sim o investimento.