37Cátedra Villarreal | Lima, perú | V. 10 | N. 1 |enero - junio| 2022 | e- issn 2311-2212
Sistemas de calefacción pasiva para lograr el confort
térmico en viviendas alto andinas de Perú
Passive heating systems to achieve termal comfort in high Andean homes
in Perú
ABSTRACT
indoor thermal comfort in high Andean homes. A review of articles
are located within the range of 3 000 to 5 000 meters above sea level,
Keywords: Passive heating, thermal comfort, bioclimatic strategies,
high Andean dwelling, solar irradiation.
RESUMEN
Palabras clave:
Universitaria de Postgrado de la Universidad Nacional Federico
Villarreal, Lima- Perú.
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Introducción
Las duras condiciones ambientales en la zona alto
andina del Perú, no permiten un adecuado confort térmico
para los habitantes en sus viviendas. Las condiciones
ambientales varían en el tiempo y son muy diferentes a
problemas es una tarea que debe buscar estrategias
bioclimáticas es decir un conjunto de soluciones capaces
de crear un nivel de confort satisfactorio en las viviendas
que se adapten a las condiciones ambientales a partir de
las características morfológicas, dimensionales, termo
físicas, temporales entre otras, de la zona.
donde las viviendas son construidas con materiales y
la zona rural, donde los habitantes son de bajos recursos
aldina del Perú, tienen que sobrevivir a una ola de frio
extremo, la temperatura ambiental puede alcanzar los
lugares las viviendas se construyen utilizando materiales
A pesar de la necesidad de calentar las viviendas
en estas zonas y de disponer de la energía solar para
satisfacer esta demanda, existe un desconocimiento de
aplicar estrategias bioclimáticas en la construcción de
viviendas para elevar las temperaturas al interior de sus
privadas, estatales y ONGs, realizan transferencia de
tecnología en base a estudios y experiencias realizados
sobre el clima, materiales locales, construcciones
bioclimáticas, y confort térmico. Materiales locales como
el adobe por ejemplo cuyos conocimientos ancestrales
de buenas prácticas constructivas se han perdido al
pasar los años y deben recuperarse añadiendo estudios
y técnicas modernas en su fabricación (Molina et al.,
UNI ante estos problemas que padecen los pobladores
de las zonas altoandinas, estudian y analizan el
comportamiento de las viviendas implementadas y
no implementadas en zonas altoandinas para lograr el
confort térmico requerido para lograr una calidad de
vida en lo que respecta principalmente a la salud de los
habitantes.
Producto de las primeras experiencias y del resultado
los materiales, procesos, acabados y fortalecimiento de
más el confort térmico en las futuras construcciones y
del territorio del Perú de acuerdo a criterios bioclimáticos
para las construcciones indicando las características de
cada zona a través de parámetros técnicos de diseño que
trata de mejorar a partir del diseño arquitectónico, las
referido a la percepción que expresa la satisfacción
de satisfacción o comodidad del habitante frente
condiciones ambientales son la temperatura, la
humedad relativa, la radiación y la velocidad del aire
experimentada por un ser humano está· relacionada,
principalmente, con el equilibrio térmico global de su
cuerpo. Tal equilibrio depende de la actividad física y
de la vestimenta del sujeto, así como de los parámetros
tiene que ver con la isotermia lograda si no que va más
hacia un enfoque integral que contempla la conservación
del calor, la ventilación adecuada de los ambientes de la
vivienda, el aprovechamiento de la energía solar, tanto
Las buenas prácticas de un diseño bioclimático
deberían basarse en estrategias referidas a las
condiciones particulares que presente el lugar, sus
parámetros con la geografía, vegetación, ruido y
contaminación, serán determinantes para desarrollar
el proyecto. Los factores climáticos como temperatura,
humedad relativa, velocidad del viento y radiación,
proporcionarán un vínculo con el medio ambiente
teniéndolos particularmente presentes para desarrollar
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como “vivienda bioclimática” debe de tener por lo menos
alguna técnica bioclimática aplicada en su construcción,
ya sea aislamiento de pisos, muros, techos, captación de
aunque eso no asegura que al interior de la vivienda
exista la comodidad térmica adecuada para las personas
otros, cuentan con proyectos desarrollados como el
estándar Passivhaus, que proponen 7 principios básicos,
algunas de ellas como el aislamiento térmico; eliminación
estanqueidad; ventanas y puertas de altas prestaciones;
optimización de las ganancias solares; modelización
energética de ganancias y pérdidas de calor, que han
surgido como propuestas innovadoras, que han logrado
una incidencia social, económica, medioambiental y
estrategias bioclimáticas como una alternativa, las cuales
son una composición de soluciones arquitectónicas a
partir del conjunto de técnicas y los materiales disponibles,
con miras a conseguir el resultado del confort deseado,
de acuerdo con las exigencias del usuario y a partir del
bioclimática propone hacer uso de la energía solar
captándola a través de la aplicación de estrategias pasivas
para calefaccionar el interior de las viviendas y lograr
energía solar, es muy bien recibido en las zonas rurales
debido a su bajo precio y otras características.
La calefacción pasiva es como se denomina a una
serie de técnicas que se llevan a cabo en la construcción
de las viviendas para aumentar al máximo su adaptación
al entorno y aprovechar de esta manera los recursos
naturales para que el lugar se mantenga cálido en invierno
viviendas que se construyen siguiendo estas técnicas.
técnicas de la calefacción pasiva como la envolvente
de vidrio, corcho granulado, poliuretano y poliestireno
como calefacción pasiva el muro Trombe, elemento muy
importante a la hora de conseguir un sistema sostenible
basa en la construcción de un muro con orientación hacia
el Sol que se hace de materiales que puedan almacenar el
calor y se combina con un espacio para el aire y una placa
de vidrio. Tiene ventilaciones que convierten a este muro
que resultaría más económico en un año comparado con
radiación solar a través de las estrategias de captación
solar pasiva o principios bioclimáticos.
La adopción de principios bioclimáticos en el diseño de
las casas ubicadas en zonas rurales altoandinas alejadas de
la ciudad ha sido presentada como un camino sustentable
y sostenible ante la problemática que la población ubicada
en estos lugares atraviesa durante la época de heladas, sin
aportes recientes de estrategias bioclimáticas.
de las estrategias bioclimáticas de calefacción pasiva
aplicadas a viviendas rurales para lograr el confort
térmico en zonas altoandinas.
Contenido
actual referente a las diferentes estrategias bioclimáticas
con especial atención a aquellas relacionadas con la
calefacción pasiva que busca lograr el confort térmico
en el interior de las viviendas altoandinas, de relevante
importancia en nuestro país. Se efectúo una revisión de
provincias en el Perú; características de las estrategias
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países; características de las estrategias de calefacción
aplicadas en viviendas alto andinas en Perú.
estrategias bioclimáticas que han venido
en alternativas de importancia para lograr el confort
térmico de los pobladores como por ejemplo el uso del
sillar o tufo volcánico en Arequipa, Perú.
lograr el confort térmico que incluyen simulaciones
trabajos aplicados a la zona altoandina.
Asimismo, se hace un recuento de las propuestas
de diseño, intervención y construcción de viviendas
rurales alto andinas ejecutadas con anterioridad a
través de diferentes organismos (Gobierno del Perú y
propuestas permitirán evaluar el impacto y los avances
que se tienen en este tema, lo que sin duda contribuirá
a tener un mejor panorama del contexto y conocer
las alternativas existentes, para descartar o valorar
las estrategias que según los resultados del estudio
contribuyan a alcanzar viviendas rurales con alto grado
de confort para el usuario y que la demanda de energía
requerida sea mínima.
Datos climáticos
Se obtuvieron una serie de datos climáticos de
los estudios analizados con respecto a la ubicación,
registros promedios de temperatura, humedad relativa,
precipitaciones al año, irradiación solar e índice de
muestran los datos de ubicación y las características
los departamentos de Puno, Huancavelica, Ayacucho,
departamentos de la zona alto andina y se caracterizan
por presentar climas polares y oceánicos ubicados a más
Características climáticas de 5 provincias en el Perú.
Nota
Datos climáticos Puno
(Puno-Puno)
Huancavelica
(Castrovirreyna-
Castrovirreyna)
Ayacucho
(Huambalpa-
Vilcashuamán)
Cusco
(Ancahuasi-
Anta)
Apurímac
(Sabaino-
Antabamba)
Latitud
Longitud
Tipo de clima
Humedad relativa
78
Irradiación total
Índice de claridad de
insolación de cielo
despejado, KT
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Asimismo, rangos de temperaturas promedios mínimo
Estrategias de calefacción aplicadas en
Se realizó una evaluación en revistas seleccionadas
de otros países sobre las estrategias de calefacción
donde se tuvo en cuenta el objetivo, la metodología
y los resultados obtenidos por cada autor como se
confort térmico al incorporar a las viviendas nuevos
materiales encontrando que la temperatura media
vidrio, corcho granulado, poliuretano y poliestireno
expandido consiguen una óptima temperatura interior,
proporcionando bienestar interior. Por su parte Aguilera
por doble acristalamiento, se logra una disminución del
encuentran que para el buen diseño de los sistemas de
valor más alto en el ancho y alto y un valor más bajo en
la profundidad del del sistema de captación solar para
lograr mejores resultados en el confort interior.
respecto al consumo de energía para lograr un confort
consumo total de energía de aproximadamente un
térmico de dos viviendas, una vivienda nueva o albergue
temperatura mínima alcanzada en la vivienda nueva sin
acondicionar.
Características de las estrategias de calefacción solar aplicadas en edicaciones de otros países, según diversos autores.
Objetivo Autor / País Metodología Resultados
adherible a las
condiciones de confort
Giraldo y Arango
el invernadero, son
interior.
media interior.
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Nota
acondicionamiento
ambiental.
enfocadas en el bioclima y
residentes del sector
con materiales aislantes
bienestar interior.
Reino Unido
con la casa convencional,
de vista del ahorro de
Reino Unido
materiales de aislamiento
el rendimiento del
observado.
Se midieron variables ambientales
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Estrategias de calefacción pasiva aplicadas en
viviendas alto andinas en el Perú
Dentro de los trabajos que evalúan las características
de las estrategias de calefacción solar aplicadas en
viviendas alto andinas en el Perú sobre las estrategias
lograr el confort térmico, donde se tuvo en cuenta el
objetivo, la metodología y los resultados obtenidos
trabajos se muestra que es posible lograr incrementar
la temperatura en el interior de viviendas altoandinas.
de aislamiento térmico (piso aislado, dobles puertas
de madera, ventanas con doble vidrio y coberturas de
reportan incrementos de temperatura en el interior
estudiada no alcanza confort térmico sin embargo
debido a la implementación de las tecnologías de
si alcanza confort térmico llegando a una temperatura
realizaron una evaluación del confort térmico al interior
la zona alto andina del Perú. La temperatura al interior
de HP durante las épocas de invierno tiene valores
analizó la construcción y adecuación de viviendas con
Huaytará, realizando mejoras en el confort térmico en
construcciones nuevas, y en viviendas existentes, entre
ellas los ductos solares, cielos rasos, pisos aislantes,
aproximadamente, donde la menor temperatura llega
desempeño térmico de un módulo de vivienda mejorada
optimizando la captación de la radiación solar, el
almacenamiento de calor y minimizando perdidas
térmicas. Para esto construyó un módulo de vivienda
mejorada, y se evaluó la temperatura, en diferentes
puntos de la vivienda por un periodo de 2 meses y se
habitabilidad de las viviendas mejoradas, alcanzando
Asimismo, en estos artículos se revisan otros aspectos
como la salubridad y estrategias de climatización pasiva.
se mejoran al mejorar el confort térmico en las viviendas
rurales alto andinas de las familias en los distritos de
encontró que el confort térmico en las viviendas rurales
aire, aislamiento térmico de los muros, aislamiento
y realizó pruebas cruzadas de espesor de aislamiento
con vidrio doble y triple, y simulaciones con las opciones
en comparación a una ventana de vidrio simple que
comparó el comportamiento térmico de dos viviendas
acondicionadas pasivamente en la comunidad de San
adobe, con claraboyas, que se ubican en el dormitorio
norte y la sala con piso aislado, con aislamiento en
el techo con un invernadero adosado a las paredes
invernadero, con invernadero adosado a las paredes de
los dormitorios, con claraboyas instaladas en el techo
más apropiado es el calentamiento solar pasivo porque
logra mejorar la temperatura al interior de las viviendas
haciendo uso de diversas técnicas bioclimáticas en su
construcción o adecuándolas a viviendas existentes.
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Tabla 3
Características de las estrategias de calefacción aplicadas en viviendas alto andinas en Perú, según diversos autores.
Objetivo Autor / País Metodología Resultados
ventanas con doble vidrio y
con cielo raso, en ambiente norte
lograron incrementos de los
características de cada
de habitabilidad
con estrategias de
la vivienda de adobe de
de las ventanas (con doble
vivienda.
alto andina del Perú
y estrategias dirigidas a
aislamiento en los cerramientos
de ventanas la demanda de
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asociada a la
Francisco de Raymina
de los dormitorios, con claraboyas
almacenamiento de
A diferencia de las viviendas
interior de las viviendas y sí es
Nota
Discusión
De los resultados presentados en la tabla 2 se observa
que en los análisis del confort térmico de viviendas en el
exterior se encuentra que es posible alcanzar un confort
térmico haciendo cambios en los materiales con los que
de logran mejoras en la temperatura media interior
una disminución en la energía consumida en el sistema
trabajos se alcanzó un mejoramiento en el consumo de
mejoras sustanciales en el confort térmico en las
los materiales que se emplean como los ductos solares,
toldo priorizando el uso de estrategias de climatización
pasiva, porque son más fáciles de adaptar a viviendas
existentes sin alterar las características formales y
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menciona que el método más apropiado para mejora
la temperatura interior es el calentamiento solar
pasivo con el uso de diversas técnicas bioclimáticas.
y triple, logra reducir la conductividad térmica hasta
la demanda energética por calefacción.
Conclusiones
Los resultados muestran que los sistemas o
estrategias de calefacción y condiciones de operatividad
(manejo nocturno de contraventanas hasta actividad
humana, uso de cocinas a gas y uso de dos sistemas
Las estrategias de climatización pasiva muestran
ser fáciles de adaptar a viviendas existentes sin alterar
las características formales y funcionales de la vivienda.
triples en la envolvente, logran disminuir la demanda
energética por calefacción, debido a la disminución
comparación a una ventana de vidrio simple que tiene
Los métodos que buscan el confort térmico en
trabajos de otros países también muestran una
tendencia hacia la calefacción pasiva, haciendo énfasis
principalmente en los materiales empleados y en el
vidrio, corcho granulado, poliuretano y poliestireno
expandido y aislamiento térmico en las ventanas con
doble acristalamiento como se observa en los trabajos
de investigación nacionales remarcando que en nuestro
país se buscan materiales típicos de la zona como el
adobe y materiales aislantes en la envolvente de las
viviendas con lana de roca y aislamiento térmico en las
ventanas con doble acristalamiento.
La investigación fue
La autora declara que no existen
publicación de este artículo.
Referencias
de climatización, de estrategias pasivas en
mediante un código de simulación. La
mitigation: thermal comfort improvement in
del confort térmico con la incorporación
de materiales sostenibles en viviendas en
Investiga Territorios,
materiales de la envolvente en el confort térmico
de las viviendas. Programa Mucho Lote II,
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transmitancias térmicas de la casa ecológica
andina Pucp del distrito de Langui, provincia
condiciones de confort térmico de las viviendas
de la zona bioclimática alto andina en el Perú.
[Tesis de pregrado, Universidad Andina del
performance de dos componentes bioclimáticas
de calentamiento aplicadas en un módulo de
vivienda de San Francisco de Raymina - Ayacucho
con el propósito de validarlas como técnicas de
estrategias bioclimáticas para viviendas rurales
Alto Andinas. [Tesis de Maestría, Universidad
para calefacción de viviendas altoandinas del Perú,
Tesis para optar el título profesional de Ingeniero de
en el diseño de sistema de calefacción solarpasivo.
térmico en una habitación de adobe con sistema
de almacenamiento de calor en los andes del
Perú. Revista de Investigaciones Altoandinas,
20
arquitectura. Diplomado internacional.
Revista de la construcción,
11
vivienda rural alto andina de la comunidad de
San Francisco de Raymina de Ayacucho. [Tesis de
evaluacion-bioclimatica-vivienda-andina-
comunidad-francisco-raymina-ayacucho.html
sistemática del desempeño térmico de un
módulo experimental de vivienda alto andina
para lograr el confort térmico con energía solar.
Tecnia, 30
para la vivienda rural de la zona bioclimática
Acondicionamiento Térmico
para Edicaciones Rurales Altoandinas. Lima, Perú:
CER-UNI.
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pasivos. [Tesis de pregrado, Universidad Privada
confort
térmica de un módulo de vivienda rural en
[Tesis de pregrado, Universidad Nacional de
rurales alto andinas y las condiciones de
salubridad de las familias en los distritos de San
[Tesis de Doctorado, Universidad Nacional
confort térmico en la vivienda de adobe en la zona
storage system for energy saving reconstruction
