Diseño bioclimático en México

La arquitectura bioclimática parte de una idea sencilla: antes de comprar equipos para corregir el clima interior, conviene diseñar el edificio para que el clima exterior trabaje a favor. Eso implica estudiar el recorrido del sol a lo largo del año, los vientos dominantes, la oscilación de temperatura entre el día y la noche, la humedad y la vegetación del entorno.

Con esa información se decide la forma del edificio, la orientación de cada fachada, el tamaño y la posición de las ventanas, los materiales de muros y techos, y los elementos de sombra. La arquitectura vernácula mexicana ya lo hacía: muros gruesos de adobe en el altiplano y el norte, techos altos de palma con ventilación en la costa, patios con agua y vegetación en las ciudades coloniales. El diseño actual suma herramientas de cálculo y materiales nuevos a esos principios.

Todo proyecto combina, en distinta medida, estas seis estrategias. Lo que cambia según el clima es cuáles pesan más.

• Orientación y forma: alargar la casa en el eje oriente-poniente para que las fachadas largas miren al norte y al sur, que son las más fáciles de sombrear. Las fachadas oriente y poniente reciben sol bajo y directo en mañanas y tardes, así que conviene que tengan pocas ventanas o protección vertical.
• Protección solar: aleros, partesoles, celosías, pérgolas y vegetación. La sombra exterior detiene la radiación antes de que atraviese el vidrio; una cortina interior solo actúa cuando el calor ya entró.
• Ventilación natural: aberturas en fachadas opuestas para ventilación cruzada, y salidas altas para aprovechar el efecto chimenea, en el que el aire caliente sube y sale mientras entra aire más fresco por abajo.
• Masa térmica: concreto, piedra, tabique o adobe almacenan calor y lo liberan horas después. Funciona muy bien donde las noches son frescas y mal donde el calor no baja de noche.
• Aislamiento y hermeticidad: el aislamiento frena el paso de calor por techos y muros, y el sellado de fugas controla el aire que entra sin filtrar. Son el complemento indispensable de las estrategias pasivas.
• Ganancia solar en invierno: en zonas frías, ventanas al sur bien dimensionadas, muros Trombe o espacios acristalados captan sol en invierno, mientras los aleros los protegen del sol alto de verano.

México se suele dividir, para fines prácticos, en tres grandes climas de vivienda: cálido-húmedo, cálido-seco y templado, con muchas variantes por altitud y cercanía al mar. La tabla resume las prioridades de cada uno; un proyecto real se afina con datos climáticos del sitio.

Un detalle que muchos pasan por alto: al sur del Trópico de Cáncer, que cruza el país a la altura de Mazatlán y Ciudad Victoria, el sol de verano pasa por el norte del cenit en algunas semanas del año. En Mérida, Villahermosa o Acapulco la fachada norte también recibe sol directo en verano, así que necesita protección, y los aleros deben pensarse para ambas caras.

En la mayor parte del país el reto principal es el calor. Primero se evita que entre: techos aislados o ventilados, colores claros y reflejantes en azoteas, sombra en ventanas y muros expuestos. Después se saca el que logra entrar.

En climas secos, la ventilación nocturna enfría la masa del edificio durante la noche para que absorba calor al día siguiente; el enfriamiento evaporativo con fuentes, espejos de agua o vegetación aprovecha el aire seco. En climas húmedos la evaporación casi no ayuda y la masa pesada puede jugar en contra, porque guarda el calor del día y lo devuelve de noche. Ahí manda la ventilación cruzada constante, los techos altos con salida de aire caliente y la sombra en todas las fachadas.

Los ductos enterrados que precalientan o preenfrían el aire de ventilación funcionan en algunos climas secos, pero en climas húmedos pueden condensar agua dentro del tubo y volverse un problema de calidad de aire. Conviene evaluarlos caso por caso.

En el altiplano, la sierra y el norte, las madrugadas de invierno pueden ser muy frías aunque el día sea soleado. La solución bioclimática es captar sol de invierno y guardarlo: ventanas al sur con vidrio de buen desempeño, pisos y muros interiores con masa que reciban esa radiación, y aislamiento en techo para no perder el calor durante la noche.

El muro Trombe, un muro oscuro orientado al sur con un vidrio por delante, absorbe calor de día y lo cede de noche. Los espacios acristalados adosados funcionan como colchón térmico y como espacio de estar. En ambos casos, la ventana debe poder sombrearse o ventilarse en primavera para no sobrecalentar.

El diseño bioclimático no pelea con los equipos; reduce lo que necesitan hacer. En los días extremos del norte o en la costa húmeda, casi siempre hace falta algo de climatización o deshumidificación. La diferencia es que una casa bien diseñada necesita un equipo más pequeño, que trabaja menos horas.

El siguiente paso, si buscas un desempeño muy alto, es el estándar Passivhaus, que añade aislamiento continuo, hermeticidad comprobada y ventilación con recuperación de calor sobre la base bioclimática. Para casas que se cierran buena parte del año, un ventilador con recuperación como el Lunos e2 HRV Descentralizado (par) o el Panasonic Intelli-Balance 100 ERV mantiene el aire renovado sin perder lo ganado.

La envolvente se materializa con productos concretos: ventanas como la Cortizo COR 70 Industrial o la Kömmerling 76 AD Xtrem, aislamiento como ROCKWOOL ComfortBatt R-15 o el mortero aislante DIASEN Diathonite Thermactive (corcho), y tragaluces como el Fakro FTT U6 Tragaluz Pivotante para luz cenital controlada. CasaPasiva importa estos productos y los cotizas por WhatsApp.

Las intuiciones de diseño se comprueban antes de construir. Las cartas solares y los diagramas de sombras muestran qué fachada recibe sol en cada mes. Las herramientas de balance energético, como PHPP 10 — Passive House Planning Package o designPH 2.2 para SketchUp, estiman cargas de calefacción y enfriamiento y el riesgo de sobrecalentamiento.

En vivienda, la NOM-020-ENER-2011 establece un método para limitar la ganancia de calor a través de la envolvente de edificios habitacionales; su exigencia depende de cómo la adopte cada reglamento local. Ya construida la casa, registradores como el Onset HOBO MX1101 o el Inkbird IBS-TH2 Plus permiten verificar que las temperaturas interiores se comportan como se esperaba.

Los errores más comunes que aparecen al revisar proyectos son pocos y se repiten:

• Copiar una casa de otra región: los ventanales que funcionan en Valle de Bravo sobrecalientan una casa en Monterrey.
• Aleros iguales en todas las fachadas: el poniente necesita protección vertical, no solo horizontal.
• Ventilación cruzada sin salida: una ventana grande de entrada sin abertura opuesta casi no mueve aire.
• Masa térmica sin aislamiento en el techo: la losa acumula calor todo el día y lo entrega a la recámara de noche.
• Cerrar la casa sin prever renovación de aire: al sellar fugas hay que resolver la ventilación de forma controlada.