{"id":18372,"date":"2020-04-29T00:19:38","date_gmt":"2020-04-29T00:19:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.andira.org.mx\/?p=18372"},"modified":"2020-04-29T00:19:38","modified_gmt":"2020-04-29T00:19:38","slug":"simulacion-de-proyectos-la-herramienta-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andira.org.mx\/admin\/2020\/04\/29\/simulacion-de-proyectos-la-herramienta-del-futuro\/","title":{"rendered":"Simulaci\u00f3n de proyectos, la herramienta del futuro"},"content":{"rendered":"

La simulaci\u00f3n num\u00e9rica es una t\u00e9cnica inform\u00e1tica empleada en diferentes \u00e1reas desde hace tiempo. Tradicionalmente, se ha utilizado en el \u00e1mbito aeron\u00e1utico y de la automoci\u00f3n, debido a los altos niveles de exigencia que demanda el sector. En el caso de la industria HVAC tambi\u00e9n puede fungir como una herramienta de gran ayuda en el desarrollo de proyectos<\/p>\n

Francisco Lara \/ Fotograf\u00edas: cortes\u00eda de Simulaciones y Proyectos<\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os, se ha comenzado a emplear la simulaci\u00f3n num\u00e9rica compuntacional en las \u00e1reas de arquitectura, edificaci\u00f3n e instalaciones. De forma lenta, pero inexorable, cada vez son m\u00e1s los proyectos que lo exigen. Esta situaci\u00f3n es motivada debido a las peticiones de los clientes (ahorro energ\u00e9tico, costes, calidad, confort, etc\u00e9tera) y otras no menos importantes como la necesidad de mayor precisi\u00f3n en resultados y plazos de ejecuci\u00f3n m\u00e1s ajustados.<\/p>\n

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Estudio de aerodin\u00e1mica exterior en un Centro Comercial en Lima, Per\u00fa<\/figcaption><\/figure>\n

En las simulaciones arquitect\u00f3nicas o en las instalaciones puede y debe aplicarse desde las etapas m\u00e1s tempranas, pues mientras m\u00e1s se demora la aplicaci\u00f3n de estas soluciones en la l\u00ednea temporal del desarrollo de un proyecto, su influencia y potencialidad positiva se reduce. Por el contrario, cuanto m\u00e1s tempranamente se aplica, la toma de decisiones se ve m\u00e1s positivamente influenciada.<\/p>\n

As\u00ed pues, en los inicios del desarrollo arquitect\u00f3nico de un edificio (fase conceptual) deben modelarse aspectos como los indicados a continuaci\u00f3n:<\/p>\n

Estudio de orientaciones<\/strong>
\nSirve para comprobar la influencia de la radiaci\u00f3n solar sobre fachadas, estudio de sombras, captaci\u00f3n de energ\u00eda en paneles solares, etc\u00e9tera<\/p>\n

Elecci\u00f3n de una orientaci\u00f3n <\/strong>
\nEste tipo de estudios en un edificio puede generar importantes ahorros energ\u00e9ticos, adem\u00e1s de que supone una herramienta de gran valor para el desarrollador<\/p>\n

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Detalle local de velocidades en la zona exterior del Centro Comercial<\/figcaption><\/figure>\n

An\u00e1lisis de aerodin\u00e1mica<\/strong>
\nSe aplica para estudiar el exterior del edificio, as\u00ed como para calcular velocidades de viento alrededor de \u00e9l, presiones sobre las fachadas, estudio de vibraciones, entre otros aspectos. Sustituye o complementa los an\u00e1lisis tradicionales en un t\u00fanel de viento. De forma virtual se examinan los patrones de velocidad y la influencia de \u00e9stos sobre un edificio, con lo que se obtienen resultados interesantes, como la idoneidad de ubicaci\u00f3n de una toma de aire exterior en una zona u otra en funci\u00f3n de las recirculaciones y contrapresiones. Otra variable que puede analizarse es el potencial de ventilaci\u00f3n natural de un edificio<\/p>\n

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\u00cdndice UTCI de confort exterior urbano en una barriada de Barcelona, Espa\u00f1a<\/figcaption><\/figure>\n

Estudio de confort urbano<\/strong>
\nA trav\u00e9s de an\u00e1lisis de viento, radiaci\u00f3n solar, temperatura y humedad, se elaboran estudios anuales para llevar un registro del confort urbano para los transe\u00fantes que pasean alrededor de los edificios. Con ello, se toman medidas correctoras, si fuera necesario, que evitan velocidades excesivas de viento, sobreexposici\u00f3n solar que redunda en un bajo nivel de confort para el peat\u00f3n, por mencionar s\u00f3lo algunos ejemplos.<\/p>\n

Para estudiar este fen\u00f3meno, se emplea la t\u00e9cnica CFD (id\u00e9nticamente a como se analiza la aerodin\u00e1mica exterior del inmueble), pero analizada durante todo un a\u00f1o y combinada con el fichero clim\u00e1tico de la localidad en la que se encuentra ubicado el edificio.<\/p>\n

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C\u00e1lculo detallado de la perfiler\u00eda exterior de un sistema de cerramiento en cubierta para obtenci\u00f3n del Valor-U de transmitancia t\u00e9rmica y posibilidad de condensaciones superficiales e intersticiales<\/figcaption><\/figure>\n

Se realiza un an\u00e1lisis modal de velocidades de viento, con una velocidad de referencia dada seg\u00fan cada orientaci\u00f3n. Los resultados obtenidos se postprocesan y se cruzan con la rosa de vientos de la localidad, la cual ofrece la frecuencia, direcci\u00f3n y fuerza de viento en cada orientaci\u00f3n. El resultado es un mapa estad\u00edstico de velocidades y direcci\u00f3n de viento integrado para cada orientaci\u00f3n y periodo de tiempo considerado.<\/p>\n

En fases m\u00e1s avanzadas del proyecto (desarrollo b\u00e1sico o de detalle), la simulaci\u00f3n se aplica en los siguientes \u00e1mbitos:<\/p>\n

Estudio de cerramientos<\/strong>
\nA trav\u00e9s de herramientas de simulaci\u00f3n termodin\u00e1mica se puede analizar el comportamiento comparativo de cerramientos y su influencia sobre el consumo energ\u00e9tico del edificio y el confort t\u00e9rmico de los ocupantes. As\u00ed, por ejemplo, en un atrio con un vidrio cenital, es vital seleccionar correctamente el factor solar, la transmitancia t\u00e9rmica, entre otros aspectos.<\/p>\n

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Ubicaci\u00f3n de lucernarios en una bodega del Centro Comercial de Ch\u00eda, en Colombia, para el estudio de la iluminaci\u00f3n natural (vista 3D)<\/figcaption><\/figure>\n
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Vista en planta y ubicaci\u00f3n de los lucernarios (azul)<\/figcaption><\/figure>\n

Dicho estudio sobre el cerramiento (carpinter\u00eda-vidrio) debe analizarse usando las herramientas de simulaci\u00f3n, en este caso de elementos finitos. Los datos arrojados\u00a0 se emplear\u00e1n como informaci\u00f3n de entrada en el software de simulaci\u00f3n termodin\u00e1mica global de los inmuebles<\/p>\n

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Resultados en LUX de la iluminaci\u00f3n natural obtenida en el interior de la bodega<\/figcaption><\/figure>\n

Estudio de iluminaci\u00f3n natural<\/strong>
\nDe igual forma y para complementar el tema de los cerramientos, a trav\u00e9s de la simulaci\u00f3n num\u00e9rica es posible analizar el comportamiento y efectividad de la iluminaci\u00f3n natural en los cerramientos seleccionados, caracter\u00edsticas y acabados de los materiales, etc\u00e9tera. Esto permitir\u00e1 evitar efectos indeseados, como deslumbramientos, y conseguir los niveles lum\u00ednicos exigidos por la normativa con un m\u00ednimo consumo energ\u00e9tico<\/p>\n

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Dise\u00f1o bioclim\u00e1tico para ventilaci\u00f3n natural de un edificio docente en Colombia<\/figcaption><\/figure>\n

DISE\u00d1O Y VALIDACI\u00d3N DE DISE\u00d1OS BIOCLIM\u00c1TICOS <\/strong>
\nA trav\u00e9s de la simulaci\u00f3n, se pueden dise\u00f1ar y validar configuraciones de arquitectura bioclim\u00e1tica. Tambi\u00e9n es factible calcular anal\u00edticamente los caudales de aire que ingresan en un edificio y su efectividad para renovarlo y mejorar las condiciones termohigrom\u00e9tricas del ambiente. Ejemplos de dise\u00f1os bioclim\u00e1ticos que pueden ser simulados son: chimeneas solares, muros trombe, fachadas activas, etc\u00e9tera<\/p>\n

ESTUDIO COMPARATIVO DE SISTEMAS HVAC<\/strong>
\nActualmente, el software de simulaci\u00f3n termodin\u00e1mica permite implementar de forma detallada los sistemas de climatizaci\u00f3n empleados. La configuraci\u00f3n del edificio en cuanto a geometr\u00eda, materiales, caracter\u00edsticas de los mismos, as\u00ed como la aplicaci\u00f3n de los sistemas HVAC. Esto permite obtener de manera muy precisa los consumos energ\u00e9ticos obtenidos en el inmueble en uso durante un a\u00f1o.<\/p>\n

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Resultados obtenidos de caudales mediante simulaci\u00f3n en la chimenea solar del edificio<\/figcaption><\/figure>\n

Se puede comparar tanto los sistemas de tratamiento ambiental: sistemas radiantes versus sistemas convectivos (fan & coils, todo-aire, entre otros) y sistemas de producci\u00f3n t\u00e9rmica (enfriadora de agua versus rooftop), etc\u00e9tera.<\/p>\n

Id\u00e9nticamente, dentro del modelo de simulaci\u00f3n, es posible incluir sistemas bioclim\u00e1ticos o de aprovechamiento de energ\u00edas renovables o residuales, como por ejemplo, captadores solares, cogeneraci\u00f3n, agua de procesos, entre otros<\/p>\n

SIMULACIONES PARA PROTECCI\u00d3N CONTRA INCENDIOS<\/strong>
\nEl \u00e1mbito de la protecci\u00f3n contra incendios tambi\u00e9n supone un campo de aplicaci\u00f3n muy extenso para la simulaci\u00f3n. Desde el estudio del comportamiento del humo, hasta el an\u00e1lisis de la evacuaci\u00f3n de personas del edificio, permite optimizar el dise\u00f1o arquitect\u00f3nico en cuanto a materiales, posici\u00f3n y dimensi\u00f3n de salidas de evacuaci\u00f3n. Todo ello en beneficio de la seguridad de los ocupantes del inmueble<\/p>\n

La simulaci\u00f3n tiene una infinidad de utilidades. Aunado a los puntos ya mencionados, tambi\u00e9n puede aplicarse, y de hecho se exige, cuando se pretende obtener determinados cr\u00e9ditos para la certificaci\u00f3n LEED de un edificio. Desde la ventilaci\u00f3n natural, ahorro energ\u00e9tico, hasta la iluminaci\u00f3n natural. Para estos casos, siempre se emplea una configuraci\u00f3n base (BASELINE) con los dise\u00f1os propuestos (PROPOSED) y se comprueba mediante software de simulaci\u00f3n los efectos en el ahorro energ\u00e9tico en KWh\/a\u00f1o y kg CO2<\/sup>\/a\u00f1o. A m\u00e1s ahorro, mejor puntuaci\u00f3n.<\/p>\n

En definitiva, la simulaci\u00f3n num\u00e9rica y modelizaci\u00f3n computacional lleg\u00f3 para quedarse en el \u00e1mbito de la arquitectura e instalaci\u00f3n de edificios. La tecnolog\u00eda ofrece herramientas de apoyo al dise\u00f1o que contribuyen al ahorro energ\u00e9tico y uso racional de la energ\u00eda, sobre todo si se considera que los equipos HVAC son los que m\u00e1s gasto representan para el capital de una empresa.<\/p>\n

Asimismo, se presenta como un instrumento que ofrece m\u00faltiples beneficios econ\u00f3micos y ambientales, adem\u00e1s de representar una mejora en el confort de los ocupantes. Por tanto, se debe elevar el nivel de exigencia, al igual que ya se hace en otros sectores, como el automotriz y el aeroespacial, para que el dise\u00f1o de los edificios y sistemas HVAC sea el m\u00e1s adecuado a los objetivos de eficiencia y ahorro de clientes y usuarios. \u00c9stos disponen de numerosas herramientas de simulaci\u00f3n y empresas de consultor\u00eda a su alcance para conseguir la mejor calidad en instalaciones y dise\u00f1os arquitect\u00f3nicos.<\/p>\n

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Resultados en t\u00e9rminos de consumo energ\u00e9tico comparado entre un sistema convencional de fancoils y un sistema de techos radiantes fr\u00edos<\/figcaption><\/figure>\n

Francisco Lara<\/strong>
\nIngeniero Mec\u00e1nico por la Universidad del Pa\u00eds Vasco, en Espa\u00f1a. Ha colaborado en numerosos proyectos para empresas de ingenier\u00eda, constructoras y estudios de arquitectura, tanto en Espa\u00f1a como en el mundo. Actualmente es gerente de Simulaciones y Proyectos, empresa especializada en consultor\u00eda de simulaci\u00f3n num\u00e9rica en el \u00e1mbito de la arquitectura e ingenier\u00eda de la localidad espa\u00f1ola de Tres Cantos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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