El muro trombe es una solución excelente de calefacción solar pasiva. Aunque ya desde la antigüedad se lleva sacando provecho a la inercia térmica de los materiales de construcción masivos para calentar los espacios (el ejemplo de las glorias como sistema radiante por el suelo), este sistema de calefacción integrado en fachada fue desarrollado y conocido a partir de los años 1960. ¿Cómo funciona? ¿Cuánto tiene de nostálgico este concepto? ¿Se sigue utilizando en la actualidad? ¡Sigue leyendo!
“Mi invento se refiere a un medio para utilizar los rayos del sol con el fin de calentar y ventilar habitaciones y apartamentos de edificios.”
Edward S. Morse, 1881
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Es un tipo de fachada típico de la arquitectura solar pasiva bioclimática. El muro trombe integra en la envolvente un sistema de calefacción pasiva gratuita, gracias al aprovechamiento del calor que recibimos de los rayos solares incidentes sobre nuestra fachada. Podríamos resumir a grandes rasgos que el muro trombe es como un radiador gigante cuyo combustible son los rayos de Sol.
Para entender el funcionamiento del muro trombe, primero debes conocer en qué consiste:
El sistema funciona gracias a la irradiación de calor a través del muro. El calor de los rayos del Sol es captado a través del vidrio y queda atrapado en la cámara de aire. Este calor lo va absorbiendo y acumulando la pared opaca interior y lo va transmitiendo lentamente a la estancia gracias a su masa térmica. Cuando la pared opaca está ventilada, también se produce una convección de aire caliente adicional a través de unas aberturas en dicha pared.
Es fundamental que la fachada con muro trombe esté orientada al sol de mediodía. El muro aprovecha el calor del sol haciendo que éste incida durante todo el día sobre su masa térmica, potenciado también estas ganancias con el vidrio delante del muro. A lo largo de la jornada, el muro inercial se calienta permitiendo lo siguiente:
Morse, E. S. (No. 246,626 – Patented Sept. 6 1881). «Calentar y ventilar apartamentos mediante los rayos del sol».Aunque el sistema fue creado y patentado por Edward Morse a finales del siglo XIX, no fue hasta 1967 cuando fue desarrollado en implantado por primera vez en edificios. El arquitecto Jacques Michel junto al ingeniero Felix Trombe dieron a conocer el sistema con una promoción de viviendas solares en Font-Romeu (Francia). En los años 1970 el sistema ganó en popularidad tanto en Europa como en EEUU.
La sistemática consiste en aprovechar las diferentes densidades del aire para crear así dos fenómenos de transmisión de calor a las estancias interiores: radiación y convección (si el muro tiene aberturas de ventilación).
Aunque estos sistemas de fachada están principalmente planteados para funcionar en temporada de invierno, los muros trombe también pueden ser útiles en los meses de calor. En este caso, la dirección de la convección de aire que ocurre en los orificios del muro se invierte y el aire caliente sale del edificio a través del muro trombe mientras que el aire a menor temperatura entra por los orificios inferiores.
También se puede sacar mayor partido si contamos también con aberturas en el vidrio exterior, de forma que se crea un efecto chimenea favoreciendo la circulación de aire caliente hacia arriba.
Esta potente herramienta de acondicionamiento gratuita es sencilla en concepto y ejecución. Aquí te describimos demás ventajas e inconvenientes:
En el muro trombe pueden existir bastantes variantes partiendo de la configuración básica de la doble hoja con cámara de aire. De ello dependerá por supuesto el clima donde se ubica el edificio. Como ves, los muros trombe son piezas arquitectónicas donde prima la eficiencia del sistema frente a la estética, por lo que estas variantes tienen como prioridad el aumento de las capacidades del muro.
Entre las variantes de la configuración básica de muro trombe podemos encontrar:
También podemos encontrar una variante muy interesante desde el punto de vista de la eficiencia, pero no tan integrable arquitectónicamente: los muros de agua. Los muros de agua consisten en sustituir el muro opaco por tanques cilíndricos que contengan agua, de forma que el calor acumulado lo irradien las paredes de los tanques.
Muro acumulador de agua instalado en la casa de la Universidad de Arizona, en Solar Decathlon 2009.
Aunque el funcionamiento es intuitivo y sencillo, las fachadas de muro trombe deben calcularse con precisión. Si el muro que subdimensionado, el ambiente interior quedará frío. Si, por el contrario, se sobredimensiona, podemos tener problemas de sobrecalentamiento. Es por tanto imprescindible contar con un muro lo más eficiente posible acorde con el espacio interior y así crear condiciones interiores térmicas confortables.
Las variables que debes tener en cuenta para el dimensionado son:
El tamaño correcto del muro trombe también variará según el tipo de clima (grados día), la latitud donde se ubica el proyecto y la demanda energética del espacio interior.
Cuando un muro trombe se sobredimensiona, puede ser debido bien a que su superficie es excesiva o bien porque el espesor del muro es demasiado fino (no tiene suficiente inercia térmica). Si por el contrario no conseguimos alcanzar suficientes condiciones de confort puede ser debido a que el espesor del muro quizás sea demasiado grueso.
Para acertar con los espesores de muro trombe te indicamos aquí una orientación de espesores de muro según el material masivo que lo compone:
En cuanto a la superficie exterior acristalada, normalmente se opta por opciones de vidrio doble con un factor solar alto. Si el cristal tiene un tratamiento bajo emisivo, el muro será aún más efectivo.
En cuanto al color, lo normal es pintar la superficie exterior del paramento masivo bien en negro o en azul oscuro, colores con una absortividad solar mayor del 85%. De esta manera aseguramos la eficiencia del sistema. La superficie interior del muro trombe puede pintarse libremente del color que se desee.
Si optamos por abrir orificios de ventilación el sistema será mucho más eficiente. ¿Por qué? Porque obtendremos también calor por convección adicional al calor por radiación propio del muro. Las aberturas de ventilación deben disponerse tanto en la parte inferior como superior del muro para crear una transmisión de calor por convección. La superficie perforada superior debe coincidir con la inferior.
Según el aire caliente sube por la superficie exterior del muro, se cuela en el espacio interior a través de los orificios mientras que a su vez hay una entrada de aire “frío” a la cámara de aire exterior del muro trombe por los orificios inferiores.
En climas fríos la incorporación de los orificios de ventilación hace aumentar considerablemente la eficiencia del muro, pudiendo así reducir superficie. En climas más suaves la diferencia no es tan acusada y pueden instalarse muros sin ventilar.
Como hemos visto antes, un muro trombe es un sistema muy básico en concepto, pero podemos desarrollar muchos tipos de variantes a partir de este primero. Por ejemplo, podemos añadir:
Fuente: Douglas Kelbaugh.Los muros trombe son una solución ad-hoc del proyecto. Es decir, cada muro trombe debe ser calculado de forma precisa en cada proyecto. No existen dos muros trombe iguales.
La construcción del muro trombe precisa varios gremios: por un lado, tenemos la parte de albañilería y por el otro la de instalador de ventanas. Lo importante es que ambas hojas queden bien selladas y que los orificios de ventilación cierren correctamente.
Cuando vemos una sección de fachada de estas características distinguimos claramente su composición constructiva: vidrio exterior – cámara de aire – pared interior. Es posible que también encontremos apertura de orificios en la pared opuesta, al Norte, para favorecer la convección del calor al interior de la estancia.
Fuente: Douglas Kelbaugh.
Hoy en día el uso del concepto de muro trombe está en cierto desuso y puede verse en ejemplos de arquitectura unifamiliar autoconstruida y solar-pasiva. En cambio, la tecnología de esta potente herramienta de climatización gratuita se ha desarrollado bastante desde los primeros ejemplos de los años 1960, gracias a la calidad de los vidrios y las protecciones solares.
El funcionamiento original es simple y claro, pero ciertas variaciones y algo de tecnología pueden aumentar su valor, lo que está llevando a desarrollos industriales basados en esto. Como arquitectos, tenemos además muchas opciones en nuestras manos.
La teoría es la misma, pero con algunos elementos extra como te hemos comentado antes, se puede potenciar las fortalezas y reducir las debilidades del sistema:
Ésta última técnica es la del Soléhom francés: el captador es un muro trombe que almacena el calor para luego introducirlo en la vivienda, pero no de manera directa, sino a través de lo que podríamos considerar un recuperador de calor. El edificio capta también aire del norte y, por medio de una máquina, establece cuáles son las necesidades térmicas del interior. Utiliza las dos fuentes de aire para satisfacerlas.
Fuente: Solehom.Por otra parte, está el filtrado del aire que entra antes de ser liberado al interior: se eliminan las partículas en suspensión, garantizando la limpieza del aire.
