Los elementos estructurales de una casa ecológica
A continuación, vamos a ver una serie de elementos, seguramente no son los únicos, que pueden formar parte de la estructura de una casa ecológica, y que le permiten un mejor aprovechamiento de la energía y de los recursos que la rodean.
1. El muro Trombe
El principal inconveniente de la captación de energía solar por medio de una superficie absorbente interpuesta directamente entre el interior y el exterior es la dependencia total del número de horas de Sol.
Este hecho, unido al incontrolado proceso de acumulación de energía térmica en suelos y paredes, puede provocar la distribución irregular del calor a lo largo del día. Para mitigar este problema, se idearon los sistemas de captación indirecta de energía.
En este tipo de sistemas, la captación se realiza a través de un elemento que actúa como acumulador de calor. Desde este elemento, el calor se transmite al interior por conducción y por convección. Esto genera un retraso en la transmisión del calor y un amortiguamiento en la oscilación de las temperaturas debido a la inercia térmica del terreno.
Uno de los principales elementos de captación solar pasiva es el muro Trombe, que debe su nombre a la persona que lo desarrolló, Félix Trombe. Fue quien inició las investigaciones de este sistema junto con Jacques Michel en Francia en 1957.
¿Cómo funciona un muro Trombe?
La apariencia externa del sistema es la de una vidriera asociada a la pared de revestimiento exterior de la casa, que permanecen sin aislar y están pintados de color oscuro. El principio básico del funcionamiento de un muro Trombe es prácticamente el mismo que el de un invernadero.
Una pared típica de Trombe (examinada desde dentro hacia afuera de la casa) consiste en una gruesa pared de albañilería, casi siempre de hormigón, cubierta de un material oscuro absorbente de calor, cuyas funciones principales son la captación y la acumulación de la energía aportada por la radiación solar.
La pared Trombe casi siempre está orientada al sur en el hemisferio norte y al revés en el hemisferio sur; y enfrentada a esta pared una capa de vidrio (doble o sencilla) que forma la cara exterior del conjunto.
El cristal se sitúa separado de 3 a 6 centímetros del muro para crear una pequeña cámara de aire. El calor que atraviesa el cristal y la cámara de aire es absorbido por la superficie oscura, guardado en la pared y transportado por el aire, por una entrada hacia el interior de la habitación por convección y radiación, calentando la estancia convenientemente.
Este sistema se puede hacer cíclico, con una toma de aire inferior desde la habitación. Así, el aire que poco a poco se va enfriando en la habitación pasa de nuevo, completando un circuito, a través de la pared a la pequeña cámara de aire donde es nuevamente calentado y continua circulando por lo que de nuevo pasa a la habitación donde, poco a poco, se enfría.
2. Colectores solares térmicos
El aprovechamiento térmico de carácter doméstico (en general, en cualquier casa, aunque no sea «excesivamente» ecológica) se consigue principalmente mediante unos dispositivos llamados colectores. Son los encargados de recoger de la mejor manera posible la radiación solar térmica.
Los colectores pueden tener formas distintas y funcionar atendiendo a uno de los dos sistemas siguientes:
Los colectores de tubo de vacío
Los colectores de tubo de vacío son unas cámaras cilíndricas de vidrio, por cuyo interior circula un «fluido caloportador«.
Los fluidos caloportadores tienen la propiedad de aprovechar tanto la radiación directa como la difusa, reflejada en las partículas reflectantes que hay en la atmósfera, como nubes o vapor de agua. Incrementan la temperatura del circuito central donde se produce el aprovechamiento térmico.
Los colectores planos
Los colectores planos son una especie de caja térmica convenientemente aislada en cuya parte superior se encuentra un vidrio, simple o doble, según los casos. Su finalidad es captar la radiación directa dejándola pasar a unos tubos similares a los serpentines de la calefacción por los cuales circula, por diferentes sistemas, el líquido caloportador.
El sistema de colector plano se refuerza pintándolo con una clase de pintura especialmente preparada para captar la parte de las ondas solares más efectivas en la transmisión del calor.
3. Los acumuladores de energía solar
Los sistemas de acumulación son necesarios, siempre que se trabaja con procesos que dependen de la desigual distribución temporal de la obtención del recurso de que se trate (electricidad, luz, agua, etc.).
Estos dispositivos almacenan dicho recurso en los momentos en que su obtención es más abundante, y los descargan cuando se necesitan para el consumo. Los acumuladores son pues, imprescindibles en los sistemas y estructura de una casa ecológica.
Se trata, no sólo de captar el máximo de energía posible, sino de tenerla disponible en el momento en que se produce su consumo. Normalmente el horario de captación y el de uso no coinciden. Por esta razón, resulta evidente la necesidad de disponer de un sistema de acumulación del calor capturado.
Disponiendo de unos acumuladores de calidad y con las dimensiones correctas se puede usar este sistema tanto para el consumo de agua caliente como de calefacción.
La Energía Solar Activa
Para desarrollar la energía solar activa se requiere una tecnología más compleja. Su fundamento es la captación de la radiación por medio de un dispositivo llamado «colector».
Como vimos en el punto 2, la tecnología que se precisa para un sistema en el que simplemente se pretenda calentar agua está formada por los siguientes elementos:
- Un sistema colector. Formado por una superficie negra que capta la luz solar, un circuito por donde circula el fluido, una cubierta transparente, aislamiento térmico y una caja protectora
- Un sistema de almacenamiento. Formado por unos dispositivos para almacenar el agua caliente procedente de los paneles para su posterior uso
- Un sistema de distribución. Formado por una red de distribución de tuberías, válvulas y otros accesorios cuya finalidad es transportar el agua caliente desde el sistema colector al de almacenamiento y de ahí a los puntos de uso.
Energía solar fotovoltaica
La energía de las partículas que forman la luz (fotones) se puede aprovechar para producir electricidad. Corresponde a un proceso conocido con el nombre de efecto fotovoltaico.
En sentido estricto, la energía fotovoltaica no necesariamente está relacionada con la casa ecológica, sino que presenta un abanico mucho más amplio de posibilidades de uso.
Gran parte de su interés reside en los casos en que la demanda de suministro eléctrico, a pesar de ser reducida, resulta difícil de atender, ya que el punto de recogida se halla a gran distancia de la red de distribución.
Desde el punto de vista medioambiental, el efecto que causa este tipo de energía es el mismo que el que produce la energía solar térmica. Es decir, bastante bajo, aunque debería también evaluarse la huella de carbono que se produce durante su fabricación.
Su aplicación en el ámbito doméstico está ligada preferentemente a la electrificación en el sector rural, en la industria, en la agricultura y en algún tipo de aplicaciones puntuales, aunque con el descenso de los costos de fabricación y comercialización, se hace cada vez más conveniente para su uso en viviendas dentro de una ciudad, incluso integrado a la red de distribución de electricidad.
Ventajas de la energía fotovoltaica en una casa ecológica
La energía fotovoltaica es una energía bastante limpia con la que se puede disfrutar de autonomía durante bastantes años. En algunos casos cuando hay una fracción sobrante de la energía eléctrica que se produce, ésta se puede vender a las compañías eléctricas.
Como este tipo de instalaciones requieren muy pocos gastos de mantenimiento, en zonas alejadas de la red eléctrica, una instalación de energía solar fotovoltaica es más económica que un grupo electrógeno.
Con respecto al impacto ambiental, es decir la contaminación, los residuos y los ruidos, casi siempre resulta más rentable.
Hay que tener en cuenta que para calentar agua y para la calefacción general de la casa son más eficientes los colectores térmicos que los paneles solares fotovoltaicos. Por eso es conveniente completar una instalación solar con colectores.
A continuación: El reciclaje en la casa ecológica.
