Diseño, construcción y evaluación térmica de un módulo de vivienda rural en la localidad de Vilcallamas Arriba, distrito de Pisacoma, provincia Chucuito, región Puno

Abstract

Existe un fuerte incremento de la actividad constructiva en el país, el sector rural también es afectado por este crecimiento, el estado busca mejorar la calidad de las viviendas localizadas en zonas altoandinas, zonas caracterizadas por climas muy fríos y densidad poblacional muy baja. En este contexto se diseñó, construyó y evaluó una vivienda alto andina que elevó su temperatura media interior optimizando la captación de la radiación solar, el almacenamiento de calor y minimizando las perdidas térmicas. En la región Puno, provincia de Chucuito, distrito de Pisacoma las condiciones climáticas son extremas, las temperaturas oscilan entre 15°C y -5°C y radiaciones diarias de 6 kWh/(m^2 dia) en invierno. Las viviendas rurales de la zona constan típicamente de paredes de adobe, piso de tierra apisonada, techos de paja, tumbado o calamina metálica, ventanas pequeñas y no más de una, por lo general. Estas viviendas registraron temperaturas medias interiores de 4°C, bastante estables pero bajas, estas condiciones deterioran la salud y afectan en forma negativa al desarrollo humano de la población. Utilizando la elevada cuota energética de radiación solar diaria y la inercia térmica de la envolvente de adobe en las viviendas se puede mejorar las condiciones térmicas de habitabilidad de las viviendas, alcanzando temperaturas mínimas de 10°C en promedio. Se evaluó térmicamente una vivienda típica en la localidad para establecer los parámetros base de diseño durante un año en periodos intermitentes no menores que un mes, se utilizó criterios de arquitectura bioclimática como la orientación de las fachadas respecto al movimiento solar, áreas máximas de transmisión solar al interior, distribución de muros de adobe almacenadores y disminución de perdidas sea por envolvente o infiltraciones. Mediante el uso del programa de simulación térmica de edificaciones, EnergyPlus, se evaluarán cuantitativamente el comportamiento térmico interior que producirían las siguientes variables constructivas: Reducción de infiltraciones, dimensionamiento de secciones del envolvente transparentes y/o traslucidos y aislamiento de la capa exterior de envolventes opacos. Construida la vivienda, se evaluó la temperatura, en diferentes puntos de la vivienda por un periodo de 2 meses con el fin de comprobar la mejora en el desempeño térmico y calibrar los parámetros de simulación para mejorar la herramienta de diseño. El capítulo sobre el marco teórico abarca conceptos fundamentales de transferencia de calor enfocado en las edificaciones, modelos de confort térmico adaptativo y conceptos de soporte para simulación térmica de edificaciones. El capítulo sobre el marco metodológico abarca las estrategias de diseño, recolección de información base, elaboración de los modelos de simulación, monitoreo de una vivienda altoandina prototipo, la comparación de los datos modelados y el ajuste de las mediciones con las simulaciones computacionales. El capítulo de resultados, se muestra todos los resultados obtenidos de acorde a los puntos tratados en el capítulo de marco metodológico, con referente a datos simulados y medidos. En el capítulo de conclusiones, se describe el nivel de cumplimiento de la hipótesis así como conclusiones secundarias encontradas durante la elaboración de esta investigación. En el capítulo de recomendaciones se expone las recomendaciones para mejorar el diseño, el monitoreo y la simulación de viviendas altoandinas. Adicionalmente se anexa material complementario como la memoria descriptiva de la edificación de la vivienda prototipo, especificaciones técnicas de la instrumentación utilizada, el contenido un archivo utilizado por el simulador energético y un análisis de sensibilidad de parámetros de simulación.