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Tecnología de construcción natural: aprenda cómo el aire acondicionado natural puede climatizar su hogar de manera eficiente, sostenible y económica, brindando confort térmico
Los pozos canadienses, también conocidos como provenzales (por su uso en la región francesa de Provenza), son sistemas constructivos de climatización geotérmica sencillos. Están formados por redes de tuberías ubicadas en el sótano exterior de las viviendas, conectadas a ellas y que funcionan bajo el principio de inercia térmica para regular la temperatura del aire utilizado en la vivienda.
Este sistema constructivo no consume electricidad, por lo que tras su instalación la climatización de nuestro hogar nos resultará más económico. tecnología natural bajo costo, ecológico, eficiente y sostenible.
Instalación de un sistema de construcción de pozos canadiense.
Hay lugares donde son más efectivos en invierno y otros donde son más efectivos en verano. Ahora descubrirás la diferencia.
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Su principio de funcionamiento es sencillo: el aire que se acumula en las tuberías enterradas es más frío que el aire de la casa en verano, pero más cálido en invierno. Disponemos, sin ningún consumo eléctrico, de un intercambiador de calor que utilizaremos para calentar en invierno y refrescar en verano.
La opción más efectiva y económica es instalar el pozo canadiense durante la construcción de la casa, ya que la instalación posterior puede resultar costosa.
Este sistema reduce significativamente la demanda de energía. Se trata de 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 rapidez lo cede o lo absorbe. Es una propiedad utilizada en la construcción para mantener la temperatura interior de los ambientes durante todo el día. Durante el día las paredes se calientan y por la noche desprenden calor al lugar; en verano absorben el calor del ambiente mediante un sistema de ventilación y por la noche se refrescan con un sistema similar.
En el caso de los pozos canadienses, su principio de funcionamiento es sencillo. La temperatura superficial presenta una diferencia con la del ambiente, esta diferencia se acentúa y se mantiene estable a aproximadamente dos metros de profundidad, donde la temperatura generalmente se mantiene entre 18ºC y 24ºC. Esto se acentúa dependiendo de la ubicación geográfica y las condiciones climáticas. Esta temperatura se conoce como temperatura media y si es agradable será la adecuada para la puesta a tierra del edificio. A 15 metros de profundidad, la temperatura es constante durante todo el año.
Un pozo canadiense está formado por una serie de tubos colocados a una profundidad determinada: intercambiadores de calor, que recorren una determinada cantidad de metros bajo tierra. En estas tuberías circula aire, provocando un intercambio de calor entre el aire que circula y la tierra que lo rodea.
Operación
Operación de invierno
En los meses de invierno, el aire exterior es más frío. La temperatura a dos metros de profundidad es más alta que la temperatura de la superficie, por lo que cuando el aire frío del exterior circula por tuberías subterráneas, se calienta. El aire caliente llega a la vivienda reduciendo el gradiente de temperatura, permitiendo conectar la calefacción a menor temperatura o incluso no utilizarla.
Operación de verano
Durante el verano, la temperatura del aire es más alta que la temperatura bajo tierra. Por tanto, cuando el aire pasa por 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 durante todo el año, lo que evita picos de frío y calor. Por lo tanto, en verano, cuando hace calor afuera, el subsuelo permanece a temperaturas frescas. En cambio, en invierno, cuando la temperatura exterior baja mucho, el subsuelo se mantiene cálido o al menos más cálido que el exterior.
Esta estabilidad, sin embargo, no es uniforme. Aumenta progresivamente, siendo las diferencias entre verano e invierno cada vez menores a medida que aumenta la profundidad. Se estima que en torno a los 10 o 15 metros de profundidad la temperatura es prácticamente constante durante todo el año. A profundidades de alrededor de 2 metros ya hemos encontrado valores de temperatura funcional cercanos a los valores de bienestar (18ºC – 24ºC) de las viviendas.
Otra característica térmica del subsuelo es su diferencia con respecto a la temperatura del aire exterior. Así, después de los meses calurosos, cuando comienzan los días fríos, gran parte del subsuelo seguirá manteniendo una mayor proporción de calor relativo que el aire. Asimismo, cuando comienzan los días calurosos, el subsuelo aún mantiene un mayor frescor, consecuencia 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. Ésta es la característica de un gran almacén térmico que aprovechan los pozos provenzales o canadienses.
Partes de los sistemas canadienses de construcción de pozos
Los pozos provenzales o canadienses tienen las siguientes partes:
Punto de captura de aire
Este es el punto en el que el sistema aspira aire del exterior. Esta toma debe ubicarse ligeramente elevada (1m o 1,5m) para evitar captar aire contaminado. Por este mismo motivo se eligen zonas donde el aire se mantenga en movimiento, evitando depresiones donde el aire se estanca.
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 zonas volcánicas y graníticas. En concentraciones elevadas es perjudicial para la salud, por lo que conviene evitarlo. Al ser más pesado que el aire, tiende a acumularse en depresiones y agujeros cuando no hay corrientes de aire que puedan dispersarlo. La correcta colocación del colector de aire externo, junto con la estanqueidad del sistema que evita 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 deberá contar con una reja que imposibilite el acceso al sistema de insectos, roedores o cualquier otro animal que pueda anidar en su interior o depositar excrementos y suciedad que puedan contaminar el sistema.
Filtros
Se encargan de purificar el aire y, por tanto, de evitar que entre polvo y suciedad en los conductos.
Intercambiador de calor
Es el elemento que transfiere calor del suelo al aire. En última instancia, se trata de tuberías enterradas. La longitud y diámetro de este conducto puede variar en función de aspectos como la profundidad y naturaleza del terreno, la potencia del elemento que aspira el aire, necesidades térmicas, etc. De capital importancia es la naturaleza del terreno y su capacidad para transmitir calor (conductividad térmica). Por ejemplo, los suelos arenosos secos transmiten peor el calor que los arcillosos. La humedad del suelo también es muy importante, ya que el suelo empapado en agua, independientemente de su composición, tendrá una gran capacidad de transmitir calor, ya que el agua, en sí misma, tiene esta capacidad.
Cuanto mayor sea la longitud del tubo, mayor será la transferencia de calor aire-tierra. Los valores más utilizados 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 estanco, liso, resistente mecánicamente a la presión y deformación del terreno. También debe resistir la corrosión. Por último, debe tener una buena conductividad térmica (es decir, debe dejar pasar el calor a través de sí mismo o, en otras palabras, debe ser el menor aislante térmico posible) para permitir la transferencia de calor entre el suelo y el aire interior de la tubería. .
Esta tubería también debe tener una ligera pendiente. Esto es necesario porque, en determinadas épocas del año, puede producirse condensación en el interior de las tuberías. Por ejemplo, en verano, en los momentos previos a una tormenta, puede entrar aire caliente y húmedo en las tuberías del intercambiador. En el intercambiador, cuando hay una caída de la temperatura del aire, inevitablemente se producirá condensación. Para evitar la acumulación de agua en las tuberías, estas se colocan con cierto grado de inclinación, lo que hará que caigan por gravedad hasta un punto de drenaje. Si no se tiene en cuenta este elemento, ni se incluyen filtros, la acumulación de polvo con materia orgánica y humedad provocaría la proliferación de hongos y bacterias.
También se puede variar la forma del intercambiador, adaptándose al terreno disponible y a las necesidades térmicas. Así, existen varios diseños, como aquel en el que el conducto de intercambio rodea la residencia aprovechando su perímetro, o los que se ubican concentrados en una zona cuadrangular de terreno adyacente a la casa, y en el que las tuberías adquieren diferentes disposiciones (tuberías en paralelo en forma de rejilla, tubo serpenteante, etc.).
Punto de drenaje
El agua condensada en las tuberías, debido a la pendiente, pasa al punto de drenaje donde es eliminada del sistema.
Elemento de circulación de 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 quiera conseguir, se pueden utilizar elementos activos (mecánicos) o pasivos (chimenea solar).
Como elemento activo puede ser un pequeño ventilador o extractor de potencia adecuada que aspira el aire de las tuberías y lo hace circular.
Como desventaja existe la posibilidad de utilizar chimeneas solares domésticas. En este mecanismo, el sol calienta la chimenea y el aire que contiene, lo que hace que se vuelva más ligero, suba y salga 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 hacia la chimenea. Si la chimenea solar se coloca adecuadamente, es posible que este efecto de succión haga circular el aire en las tuberías enterradas del pozo provenzal. Este sistema puede resultar eficaz durante los meses cálidos, en los que se utiliza el pozo provenzal para enfriar. Sin embargo, su uso en invierno no será conveniente con este esquema.
En cualquier caso, los extractores mecánicos y las chimeneas solares no son excluyentes y pueden complementarse perfectamente para obtener un mayor ahorro.
El aire atemperado por los pozos provenzales canadienses se puede conectar al sistema de ventilación de la residencia. En este caso, la salida del pozo está conectada a la entrada de aire del pozo. También es compatible su uso con sistemas de doble flujo y recuperación de calor.
Ventajas de los pozos canadienses.
Los pozos canadienses y provenzales, al ser un sistema ecológico, natural y de bajo consumo, presentan una serie de ventajas que se pueden resumir en los siguientes puntos:
- Menos inversión: Requieren una inversión mucho menor que un sistema de aire acondicionado reversible convencional. Además, si se instalan cuando se construye la casa, los costes se reducen aún más.
- Operación de baja energía: Su funcionamiento requiere muy poca energía, el gasto se limita al funcionamiento del extractor de aire, cuando esté disponible.
- Mantenimiento reducido: El mantenimiento de los sistemas de construcción de pozos provenzales o canadienses es reducido, limitándose a limpiar las tuberías con limpiadores adecuados si es necesario, cambiar los filtros periódicamente, purgar el depósito de condensado, si lo hubiera, y un mantenimiento mínimo del sistema de empuje de aire.
- Sistema natural y ecológico.: Al utilizar un recurso local, abundante y completamente natural, se evita activar toda la cadena de actos de impacto ambiental que implican traer desde lejos equipos de aire acondicionado artificial, así como, sobre todo, la energía o combustibles necesarios para su funcionamiento, todos para conseguir el mismo efecto que se consigue con un pozo provenzal.
- Saludable para los habitantes: Mantiene un buen nivel de renovación del aire, al mismo tiempo que mantiene un nivel saludable de humedad (a diferencia de muchos sistemas de aire acondicionado que secan demasiado el aire).
Comportamiento de los pozos canadienses en verano e invierno.
Los sistemas de construcción de pozos provenzales/canadienses, por sí solos, son muy eficaces para enfriar durante el verano y pueden sustituir perfectamente a los sistemas de aire acondicionado convencionales. La comparación del gasto energético entre los pozos provenzales (un extractor de bajo consumo cuando el sistema de extracción es mecánico) y el gran consumo de los aparatos de aire acondicionado convencionales inclina claramente la balanza a favor de los primeros.
En invierno, sin embargo, los pozos pueden resultar insuficientes por sí solos para proporcionar el calor necesario para climatizar un edificio, dependiendo de la latitud. Sin embargo, pueden ofrecer un precalentamiento muy importante del aire, lo que supondrá un ahorro sustancial, al reducirse el salto térmico que tendrá que proporcionar el sistema de climatización artificial. En las zonas tropicales de gran altitud, por ejemplo, donde las noches son frías y los días templados o calurosos, la situación puede ser diferente. En invierno, en zonas cercanas a los polos, son eficaces por sí solos para mantener descongelados los edificios que quedan desocupados en invierno.
Las imágenes de este artículo fueron tomadas de: angelsinocencio.com.
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