El consumo de energía en edificaciones es claramente un factor importante que influye en la factura energética a nivel mundial, de hecho, representa el 40% del consumo total.

Entre las variables que aportan al incremento de consumos energéticos en edificios se encuentran principalmente los sistemas de aire acondicionado tanto para calentar como para enfriar espacios. Estos sistemas se han convertido en un componente indispensable en la generación de ambientes confortables en muchas viviendas a nivel mundial y aún más en lugares con climas cálidos como la costa ecuatoriana.

Se estima que el uso de sistemas de climatización en Ecuador no se encuentra al margen de esta tendencia mundial, según proyecciones del Green Cooling Initiative, aumentará del 15% en 2015 al 35% en 2030, lo cual se verá reflejado en un incremento de la demanda de energía a nivel residencial. Esto genera la necesidad de encontrar alternativas en el diseño de viviendas, que consideren las condiciones climáticas del lugar y que aprovechen los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos) en función de la disminución del consumo energético.

Una alternativa muy utilizada para crear condiciones de confort interior y que ha tomado fuerza en los últimos años es el aprovechamiento del viento como un medio pasivo para enfriar viviendas. En este contexto, las chimeneas solares son una excelente estrategia usada durante siglos para ventilación.

Una chimenea solar es un sistema de ventilación natural compuesto por un canal con una o más paredes transparentes, generalmente de vidrio, adosada a una parte de la vivienda que se denomina acumuladora.

La radiación solar se concentra con el fin de calentar el aire en el interior del ducto y como resultado se crea una diferencia de temperaturas en el aire, entre la parte superior que tiene mayor temperatura (punto de extracción) y la parte baja con menor temperatura (punto de suministro), produciendo un cambio en la densidad del aire e induciendo su movimiento que enfría paulatinamente el edificio.

Investigaciones enfocadas en desarrollar chimeneas más eficientes han demostrado que la combinación de chimeneas inclinadas (colocadas sobre el techo) y verticales (colocadas sobre muros), el correcto uso de materiales y dimensionamiento de las aberturas de suministro y extracción, ayudan a obtener mejores tasas de ventilación y enfriamiento de la vivienda.

Los materiales del acumulador deben ser de alta masa térmica o de cambio de fase, que actúan como una pila térmica que guarda el calor absorbido durante todo el día y lo libera durante la noche, así se garantiza una ventilación por 24 horas. Para maximizar la absorción de radiación solar, la superficie de estos materiales deberá estar pintada con colores oscuros.

Con el objetivo de evaluar el uso de chimeneas solares, como una estrategia para mejorar las condiciones de habitabilidad en viviendas sociales de Ecuador, el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables (INER) ha diseñado una chimenea solar, que está adaptada a las condiciones climáticas del país y cuenta con materiales locales. Los resultados muestran que se pueden obtener tasas de ventilación adecuadas para las viviendas en climas cálidos evidenciando el alto potencial de este tipo de sistemas de ventilación. (O)