La ventilación natural es sin duda la estrategia de enfriamiento pasivo más eficiente y de uso más extendido. Esta estrategia tiene dos cometidos fundamentales. Uno consiste en “descargar” de energía térmica al edificio, reduciendo con ello las temperaturas internas. Para ello es importante que el aire tenga una temperatura suficientemente baja, o que al menos sea inferior a la temperatura del aire interior. El segundo cometido es mejorar la sensación de confort de las personas, incrementando su disipación de calor por medios convectivos y evaporativos. Este último fenómeno es importante, pues incluso cuando la temperatura del aire exterior no es tan baja como sería deseable, la ventilación incrementa la evaporación del sudor en la piel de las personas, reduciendo notablemente su sensación térmica.
En su forma más simple la ventilación natural implica permitir el ingreso y la salida del aire en los espacios interiores de los edificios, una estrategia que se conoce como ventilación cruzada. Sin embargo, esta condición no siempre es factible, ya sea porque el viento es demasiado débil o porque la configuración de los edificios o su entorno reducen significativamente su fuerza. Por otro lado, las condiciones del aire exterior, como la temperatura, la humedad relativa y el nivel de pureza no son siempre las más adecuadas. Ante ello diversas culturas han desarrollado técnicas para hacer más eficiente la ventilación natural como medio de enfriamiento. Algunas estrategias buscan amplificar las tasas de ventilación mientras que otras se enfocan en cambiar las condiciones del aire que ingresa al edificio. Desde luego es posible combinar ambos objetivos.
El movimiento del aire obedece casi siempre a fenómenos convectivos, los cuales a su vez se derivan de desequilibrios térmicos provocados por la distribución desigual de la energía calorífica, principalmente producida por la radiación solar. Los vientos dominantes en el sitio son flujos de aire generados a gran escala por estos fenómenos. En la escala del edificio, podemos afirmar que la ventilación natural suele basarse en dos estrategias básicas: la captación y aprovechamiento de los vientos del sitio, y la generación de fenómenos convectivos en pequeña escala. Existen sistemas de ventilación natural que emplean ambas estrategias de manera simultánea o alternada, como veremos más adelante.
En las siguientes secciones haremos una descripción de las principales estrategias de ventilación natural, agrupadas en tres categorías:
Consideraciones sobre el control de la ventilación natural
Hasta hace algunos años, cuando no se había extendido el uso de sistemas de aire acondicionado, la ventilación natural era casi el único recurso para enfriar los edificios, si bien en ocasiones se complementaba con ventiladores mecánicos (de techo o de pedestal). En general, las personas sabían operar los edificios, por ejemplo decidir cuándo abrir y cerrar las ventanas, o plegar y desplegar elementos de sombreado, para mantener las mejores condiciones internas posibles. A fin de cuentas, de ello dependía su propio confort.
Hoy en día se ha perdido en buena medida esa habilidad. Acostumbrados a vivir y trabajar en edificios con algún tipo de sistema de climatización, la interacción suele limitarse a encender o apagar esos sistemas y, cuando se puede, a ajustar las temperaturas de control (termostato). Esto representa un grave escollo cuando se desea usar la ventilación natural como recurso de enfriamiento pasivo, ya que un control inadecuado puede generar problemas como los siguientes:
- Una abertura excesiva de las ventanas, si el viento es intenso, puede generar corrientes de aire que resultan molestas para los ocupantes.
- Si las ventanas no están adecuadamente protegidas, y se dejan abiertas durante periodos desocupados, pueden permitir el ingreso de agua de lluvia.
- En ocasiones la temperatura del aire exterior es tan elevada que la ventilación natural puede aumentar el sobrecalentamiento del edificio.
- Si las ventanas se dejan abiertas durante el periodo nocturno, puede darse un proceso de sobreenfriamiento que afecte las condiciones internas durante la mañana siguiente.
Debido a todo esto, es importante prever los medios de control adecuados para que la ventilación natural sea exitosa. En algunos casos puede bastar con capacitar a los usuarios del edificio, pero en otros puede ser conveniente prever medios de control automáticos o semiautomáticos. Dada su importancia, abordaremos este tema en una sección aparte.
