Muro trombe

MURO TROMBE:

Los requerimientos básicos para un muro solar y almacenador de energía son la fachada vidriada al norte para obtener la captación máxima de energía solar y la masa térmica, situada de 10 a 15 cm, o más atrás del acristalamiento, que sirve para almacenar y distribuir el calor. Es decir, el muro solar trombe consta de una pared acumuladora pintada de color oscuro por su cara exterior y orientada hacia el norte. Delante de esta se halla una pantalla de vidrio (doble) a una distancia de aproximadamente 10 a 15 cm. El muro trombe, aprovecha de energía solar incidente tanto por medio de la capacidad acumuladora de la masa del muro como también por medio del efecto de invernadero del vidrio situado delante del muro.

Para el mejor funcionamiento de los muros solares, será necesario que tengan aberturas de ventilación tanto en la parte inferior como en la parte superior. Luego estas aberturas emplearán válvulas de retención para evitar la circulación en sentido contrario durante la noche.

Estos muros de almacenamiento térmico, reciben el nombre de muros trombe, desde que el Dr. Félix Trombe, a principios de 1960, construyó varias casas en los Pirineos Franceses provistos de este sistema.

El material a utilizarse es de hormigón, ladrillo, piedra, adobe y sillar. Su espesor estará entre los 30 y 45 cm. Los que suministrarán más calor.

El principal inconveniente que presentan los muros solares es su pérdida de calor hacia el exterior. Para reducir ésta resulta conveniente la utilización de doble capa de vidrio para eliminar las pérdidas en la mayor parte de los climas en los que el invierno no sea demasiado duro (menos de 14° C-día). En cuanto el aire entre el paramento y el acristalamiento se calienta, comienza a ascender y fluye a través de las aberturas a la altura del techo y de este modo calienta el espacio. Este ciclo de movimiento natural del aire se denomina circuito convectivo (o termo circulación).

- Las aberturas en la pared también han de ser provistas de compuertas de retención para impedir un flujo convectivo inverso durante la noche, que enfriaría el aire ambiental.

- El grado de efectividad de un muro acumulador viene determinado por el espesor, el material y el calor de la superficie.

Aspectos de funcionamiento

El muro de Trombe trabaja básicamente absorbiendo radiación solar en la cara exterior y transfiriendo este calor a través de la pared por conducción. Es posible añadir orificios de ventilación en la pared para distribuir el calor dentro de una habitación, por convección (termo circulación), exclusivamente durante las horas de luz (día). Consiste básicamente de una pared gruesa entre unos 20 y 40 centímetros (elemento confinador), y enfrente un vidrio (cristal) solo o doble. El vidrio se coloca entre unos 20 a 150 cm. de la pared para generar un espacio pequeño o cámara de aire, en la cual no se pueda producir efectos conductivos. Adicionalmente es colocada una película oscura sobre la pared en la parte exterior para absorber parte del espectro solar visible y emite una pequeña porción del rango infrarrojo. Esta absorción transforma esta luz en calor en la superficie de la pared y disminuye la reflexión. Por lo general las paredes son de hormigón, aunque pueden ser de ladrillo, piedra o adobe, en general elementos de baja difusividad térmica para que exista un gran almacenamiento de energía durante el día y en la noche mediante un proceso lento ésta sea transmitida al interior de la casa o de la vivienda. Es conveniente que el vidrio adicionalmente también tenga un componente aislante para que en la noche el calor ganado no se vaya a salir.

Factores importantes a considerar en el diseño y construcción de un muro de Trombe

Para un buen dimensionamiento del muro hay que tener en cuenta el clima, la latitud y obviamente de las necesidades de calefacción (pérdidas de calor), que se pueden definir como los factores externos. Además, los elementos que en este intervienen: el muro (espesor y material), la superficie de vidrio, el número y dimensiones de los orificios, ya que de esto dependerá la eficiencia del muro (factores internos).

Factores externos: Con la explicación de estos factores se verá posteriormente un criterio sencillo para dimensionar el muro.

o El clima: La cantidad de calor perdido por el muro depende necesariamente de la diferencia entre la temperatura externa e interna del cuarto. Entre más grande sea la diferencia mayor será las pérdidas, por eso, para climas muy fríos se deberá sobredimensionar el muro.

o Latitud y orientación: La energía solar incidente sobre la fachada sur en invierno para latitudes por encima del ecuador (Figura 1) y sobre la fachada norte para las latitudes por debajo del ecuador, cambia según la latitud, por eso, como regla general es preciso incrementar el tamaño del muro a medida que se aumenta de latitud, ya que se recibe menos calor. Es importante también tener en cuenta la trayectoria del sol durante las diferentes épocas del año (Figura 2).

Figura 1 Figura 2

La orientación del muro, para las personas del hemisferio norte, debe estar ubicado, de forma ideal, a 5° del verdadero sur, aunque a 15° funciona bien o a 30°, que no es tan efectivo. A 15° en verano reduce los problemas de sobrecalentamiento. Para las personas del hemisferio sur, debe ser al contrario; el muro debe ubicarse hacia el norte.

Criterio:

El criterio básico para dimensionar un muro de Trombe es que éste transmita a lo largo del día suficiente energía térmica (calor), esto supone que la energía trasmitida por el muro debe ser suficiente para mantener una temperatura media en el interior de 18°C a 24°C durante 24 horas. A partir de este criterio se puede establecer proporciones necesarias por unidad de superficie útil. Entiéndase superficie útil como aquella superficie “encerrada” en la habitación

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