Analizaron la incidencia del ángulo de inclinación del techo en la carga térmica de una vivienda y optimización del consumo eléctrico de climatización

“Estudio de la Incidencia del Ángulo de Inclinación del Techo en la Carga Térmica y Optimización del Consumo Eléctrico de Climatización de una Vivienda”se denomina la presentación del Trabajo Final de Grado (TFG) que presentaron los ahora ingenieros Eduardo Pastor José Velázquez Gayozo y Edgar Rubén Jara Florcomo prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Electromecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La exitosa defensa del trabajo se realizó el pasado jueves 16 de Diciembre de 2021, en la Institución. 

En la construcción de una vivienda existen distintos factores que influyen en la elección de los materiales de construcción, de las paredes, ventanas y techos, además de tener un impacto en la estética de una vivienda, así como en el costo de la misma. Por lo general para climatizar un recinto, la cantidad de calor que debe removerse con un equipo de refrigeración se le llama carga de refrigeración, donde la misma se debe ante todo a la siguiente clasificación de ganancias de calor; Por la transmisión a través de las barreras que pueda haber, tales como paredes, ventanas, puertas, techos, particiones y pisos, y que es ocasionada por el gradiente de temperatura entre los dos lados de la barrera. El calor transmitido por radiación a través de cristales y absorbido en el interior del espacio. El calor absorbido por las paredes o techos expuestos a los rayos solares y posteriormente transferidos al interior. Ganancia de calor debido a los ocupantes. Ganancia de calor debida a máquinas, iluminación o cualquier otro  equipo que genere calor y ganancia de calor debida al aire de ventilación.

Con el Trabajo Final de Grado presentado se realizó un estudio del comportamiento de la carga térmica causada por la irradiancia solar en el interior de una vivienda unifamiliar realizando variaciones al ángulo de inclinación del techo, orientación de la fachada y utilizando dos materiales como cubierta del techo en la vivienda. Comparando estos resultados se procedió a la optimización del consumo eléctrico.

Se definió primeramente la ubicación de la vivienda en el software, las dimensiones de la misma, las propiedades de cada material utilizado para su construcción, los datos climáticos y la tabla de planificación de los recintos habitables. Una vez establecidos los parámetros, se procedió a la simulación con el software Revit. Se elaboró un análisis económico comparativo de los escenarios, costo de los equipos, su consumo energético, y el costo constructivo de cada tipo de techo resultando un ahorro total de 16.700.640 Gs en el primer año al implementar los techos de panel con aislación de EPS. Se determinó también la comparación de los costos totales del techo convencional de teja y tejuela, y panel con aislación de Poliestireno Expandido (EPS), y cuál de las opciones estudiadas es la más favorable para ser aplicada.

Se concluye que, de los valores calculados para los casos estudiados, la inversión se recupera en un menor tiempo para el caso de techo de teja y tejuela, eso es debido que a mayor carga térmica exigida se obtiene un equipo de mayor capacidad para paliar dicha carga, por lo tanto, a mayor potencia del equipo se obtiene un mayor ahorro en el consumo de la energía eléctrica.

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