Aprovechando la iluminación natural
Por Doctor Jorge Armando Ojeda Sánchez*
El recurso solar es abundante en la mayor parte de la República Mexicana cuya cantidad de energía ha sido aprovechada para brindar condiciones térmicas y de iluminación. Actualmente se utiliza para el calentamiento de agua con colectores solares o generación de energía eléctrica mediante paneles fotovoltaicos (solares). En climas cálidos, la arquitectura ha desarrollado estrategias pasivas para minimizar la cantidad de energía térmica debido a la exposición solar en casas habitación y edificios.
Entre las estrategias desarrolladas están los techos estanque, dispositivos de sombreado, dispositivos radiactivos, que aprovechan los principios físicos de transferencia de calor por conducción, convección y radiación para evitar ganar calor en la superficie del edificio. Por otro lado, los vanos y ventanas son elementos de las casas habitación y edificios, que son expuestos a las ganancias térmicas por exposición solar, cantidad de energía a considerar en la determinación de la capacidad de enfriamiento de un equipo de aire acondicionado, generalmente lo conocemos por toneladas de refrigeración.
En edificios y casas habitación, es frecuente que por diseño, se tengan grandes espacios de ventanas, que además de las ganancias térmicas, puede generar condiciones de iluminación incómodas. En este sentido, el aprovechamiento de la iluminación natural, para brindar condiciones adecuadas de iluminación para desarrollar nuestras actividades, es un área de interés de la arquitectura bioclimática, disciplina que desarrolla soluciones arquitectónicas acorde al clima del lugar para brindar condiciones habitables adecuadas. En edificios y casas habitación es frecuente encontrar grandes superficies acristaladas, por lo que soluciones como dobles fachadas o superficies con movimiento, regulan el paso de la luz natural.
Una de las soluciones que se reportan con una mayor frecuencia es el origami, arte japonés de doblar papel para generar formas, con investigaciones y aplicaciones desde las matemáticas puras, ingeniería aeroespacial, diseño industrial y la arquitectura, complementado por el kirigami, variante del primero, que genera formas a partir de cortes en un papel. Estas técnicas permiten que una superficie, por medio de movimientos, cambien de forma, modificando su área y habilitando aperturas o cierres de huecos. Aplicado a la arquitectura, con ayuda de mecanismos mecánicos o sensores electrónicos, generan superficies dinámicas que se deforman para admitir o regular la ventilación o la iluminación del exterior.
En el Laboratorio de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad de Colima, junto con alumnos de la Licenciatura y Maestría en Arquitectura, se ha abordado el desarrollo y estudio de superficies deformables para la regulación de la luz natural, basadas en el origami aplicando métodos propios del diseño industrial, mediante el análisis paramétrico, con software de diseño, incorporando datos climáticos del estado.
Con ayuda de software común para el arquitecto, i.e. AutoCAD, y plug-ins (programas que se instalan regular en una computadora) de acceso libre, se genera el análisis de estructuras octagonales, con principios del origami, donde se evalúa la cantidad de luz en un espacio habitable. Por otro lado, con el fin de evaluar este tipo de estructuras, se han aplicado sistemas mecánico electrónicos, para deformar una superficie con cortes sobre un vano, aplicando sensores de iluminación, motores eléctricos y la tarjeta electrónica Arduino (hardware libre). Aunque cada uno de los estudios realizados conlleva a retos, se promueve el pensamiento crítico y creativo de las y los estudiantes, evaluando la iluminación, para desarrollar análisis de confort lumínico, que, junto con el confort térmico, son un área de estudio de la Arquitectura Bioclimática.
Los siguientes productos de Seminario de Investigación, divulgación y tesis de Maestría en Arquitectura, de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad de Colima, asociados al desarrollo de esta investigación, pueden ser consultados en los estos enlaces:
Artículo en la revista Difu100cia:
http://difu100cia.uaz.edu.mx/index.php/difuciencia/article/view/366
Trabajo final de seminario de investigación- preview:
Trabajo de tesis de Maestría en Arquitectura:
*Profesor Investigador de Tiempo Completo de Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad de Colima
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