Radiación Solar y Arquitectura
A menudo hablamos de clima, efecto invernadero, cambio climático o casas pasivas, y no lo hacemos de lo que genera todos estos efectos; la radiación solar y su geometría. La radiación solar es básica para entender la física básica del cambio climático.
Actualmente, medimos la radiación que llega a la tierra en unidades de energía por unidad de tiempo y área. La temperatura de la Tierra es controlada por la radiación que recibe del Sol con algún otro componente, como la energía geotérmica que recibe de las capas internas, pero en muy pequeña proporción. El calor es una forma de radiación en longitud de onda larga. La radiación recibida por la tierra parte es absorbida, parte reflejada y, de esta, parte vuelve a la Tierra por reflejarse en elementos naturales como el vapor de agua y otra parte por elementos de origen antropogénico como los gases de efecto invernadero.
Como ejemplo hablemos del forzamiento radiativo que es la diferencia entre la potencia que entra en la Tierra procedente del Sol y la que sale desde la Tierra, potenciado por los gases de efecto invernadero. Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM) en 2021 se incrementaron los niveles de dióxido de carbono en un 149%, de metano un 262% y de óxido nitroso un 124% respecto a los niveles preindustriales.
Si hablamos de arquitectura, los edificios se enfrían y se calientan principalmente por intercambio de radiación solar (calentamiento) y de radiación infrarroja (enfriamiento). Por otro lado, es evidente que radiación solar solo hay durante el día y la radiación infrarroja se produce durante todo el día (día y noche). También hay que tener presente que las necesidades de intercambio de calor y frío son diferentes en el verano que en el invierno. La cuestión es controlar en el tiempo esos intercambios para conseguir los efectos deseados.
Utilizando la geometría solar, teniendo en cuenta que la posición del sol en verano es más vertical que en invierno y que sale por el Este dirigiéndose hasta el Oeste por el Sur – en nuestro hemisferio –, orientando la vivienda al Sur podemos hacer que la radiación directa entre en invierno para que nos aporte calor e iluminación y no lo haga en verano incorporando voladizos o árboles de hoja caduca delante de las ventanas. La iluminación natural aporta aproximadamente el doble de flujo luminoso que una artificial, aunque debe ser tratada con difusores y con la reflexión que producen los colores de los interiores. La calefacción por radiación solar directa a través de las ventanas hay que conservarla en el interior accionando las persianas cuando no exista radiación, por ejemplo, que mejoraremos si al interior hay cerramientos con masa suficiente para actuar como verdaderos acumuladores. Las fachadas de orientación Sur pueden ser controladas con un dispositivo que favorezca la salida de radiación infrarroja en el verano y limitarla en el invierno, mediante unas lamas móviles y motorizadas delante de muros con alto nivel de absortancia y, -ley de Kirchoff- de emitancia de tal manera que se pueda controlar la entrada de radiación solar por el día y la salida de radiación infrarroja por la noche.
Y no hemos dicho nada de energía renovable. Al fin y al cabo, el Sol es la única estrella que tiene clave musical.
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