Muros trombe: qué son y cómo funcionan.


Casa solar pasiva en Font-Romeu

El muro trombe es un tipo de fachada diseñada para aprovechar la radiación solar con el fin de calefactar las estancias. En términos de arquitectura bioclimática se considera una estrategia pasiva de calentamiento indirecto.

Edward Morse patentó este muro en 1881, aunque permaneció en el olvido durante casi un siglo, hasta que en la década de 1960 el arquitecto Jacques Michel, junto al ingeniero Felix Trombe, popularizaron este sistema con sus casas solares pasivas en Font-Romeu.

En qué se basa su funcionamiento.

En realidad es un sistema bastante sencillo que se apoya en tres principios básicos: la inercia térmica del muro, el efecto invernadero y la termocirculación.

Su diseño admite un amplio grado de sofisticación, pero básicamente consiste en un muro orientado a sur con una hoja exterior de vidrio a cierta distancia, creando una cámara de aire que aprovecha el efecto invernadero para aumentar la temperatura acumulada en el muro. El grosor y el material del muro determinarán su inercia térmica y el grado de retardo en la transmisión del calor por radiación al interior de las estancias.

De forma opcional, la parte superior e inferior del muro pueden perforarse. La diferencia de densidad entre el aire caliente y el frío produce un efecto natural de convección que permite la circulación del aire caliente de la cámara al interior de la estancia. El aire más caliente y ligero se eleva e introduce en la vivienda por los orificios superiores, supcionando el aire frio por los inferiores. Obtenemos en este caso una acción conjunta de calefacción por radiación del el muro y por convección del aire.

Que existan o no estos huecos cambia drásticamente el funcionamiento del muro trombe, por lo que distinguiremos dos principales tipos, con modos de uso muy diferentes según estemos en invierno o verano, de día o de noche.

Tipos de muro trombe.

En lineas generales, vamos a diferenciar el muro trombe ventilado del no ventilado. El no ventilado podría llamarse “muro captor” o “acumulador térmico” a secas ya que prescinde del efecto de termocirculación. Es adecuado para edificios de usos continuados, como las viviendas, ya que consigue una mayor temperatura en la cámara de aire, y un mayor retardo de la radiación hacia el interior del espacio, algo muy útil para los dormitorios de cara a las frías noches de invierno. En cambio, en verano debemos tomar la precaución de protegerlo del sol para evitar el sobrecalentamiento de la casa.

El muro trombe ventilado es mucho más polivalente. Como podemos ver en los esquemas, permite un uso diferenciado de noche y de día, tanto en invierno como en verano. Aunque todo tiene un precio, y en este caso es que el usuario sea consciente de su funcionamiento. Por ejemplo, si en ausencia de sol nos olvidamos de cerrar los orificios, la termocirculación funcionará a la inversa, lo que significa que durante la noche, la inercia del muro extraerá el calor del interior de la estancia para cederlo al exterior, que se encuentra a menor temperatura. Pasaríamos de tener un sistema de calentamiento, a uno de refrigeración. Esta situación puede volverse de utilidad en verano, convirtiendo el muro trombe en una chimenea solar para extraer el aire de las estancias y ventilarlas. Esto se consigue abriendo exclusivamente los huecos inferiores, lo que permite que el aire de la cámara se eleve conforme se calienta, supcionando el aire del interior.

Mejoras incorporables.

Además del muro, la cámara y el vidrio, el diseño puede incorporar otros elementos con el fin de mejorar su rendimiento.

Un alero en la parte superior suele ser recomendable, además de muy efectivo ya que la inclinación de los rayos solares en verano es mucho mayor que en invierno. Con unas dimensiones adecuadas, ese alero no representará obstáculo alguno para los rayos solares en invierno, dando plena sombra en verano.

Otra posibilidad es recurrir a algún elemento aislante tipo estor en la parte exterior del vidrio. De ese modo impedimos las pérdidas por transmisión de calor hacia el exterior en las noches más frías de invierno.

El resto de mejoras suelen enfocarse a la elección de los materiales, como unos vidrios bajo emisivos que impidan la salida del calor de la cámara de aire, o alguna superficie rugosa y oscura en la cara exterior del muro, que aumente la superficie expuesta y la absorción del calor.

Al igual que cualquier otra medida pasiva de diseño, el muro trombe es una solución muy interesante a tener en cuenta, aunque siempre sopesando sus pros y contras.

Ventajas del muro trombe.

  • Una de las mayores ventajas es su bajo coste en comparación con los resultados obtenidos.
  • Según los estudios que han comparado viviendas experimentales similares con y sin muro trombe, las que recurrían a este sistema veían reducidas sus necesidades de calefacción entre un 70 y un 85%.
  • Como hemos visto, su gran versatilidad permite adaptarse a las necesidades tanto de uso como de presupuesto.
  • En comparación con otros sistemas pasivos, se consiguen temperaturas interiores más estables.
  • Su forma de irradiar el calor es a través de infrarrojos, más penetrante y agradable que los sistemas tradicionales de calefacción de aire forzado, por lo que el grado de confort es mayor.

Desventajas del muro trombe.

Desgraciadamente, este diseño reúne una larga lista de inconvenientes, aunque al igual que con el resto de medidas pasivas, la mayoría son salvables siempre que pongamos la voluntad de querer y saber utilizarlos.

Desde el punto de vista del confort, tenemos lo siguiente:

  • El clima es un factor muy determinante. Definirá tanto su dimensionado como su tipo de funcionamiento, que el usuario deberá controlar si no quiere que disminuya el grado de confort. Este punto es de gran relevancia, por lo que será analizado en otro artículo.
  • Este tipo de muros funciona por termocirculación, un proceso demasiado aleatorio para garantizar un dimensionado preciso, lo que dificulta predecir el grado de confort obtenido. Además, requiere de un uso consciente del mismo, de lo contrario podría funcionar a la inversa.
  • El aire en movimiento con un cierto grado de aleatoriedad produce diferentes velocidades en la circulación del aire, disminuyendo el grado de confort en comparación con otros sistemas que transmiten el calor por radiación, como es el caso del suelo radiante. Aun así, hay que admitir que la termocirculación lo convierte en un sistema de calentamiento más instantáneo.
  • Se considera que la efectividad de un muro trombe alcanza una profundidad límite igual a una vez y media su altura.
  • Al no utilizarse aislantes en este tipo de muros, se expone a la aparición de condensaciones.

A nivel arquitectónico, tenemos las siguientes limitaciones:

  • Este muro debe orientarse a Sur, lo que no siempre es posible, bien por no disponer de esa orientación, o de existir obatáculos que arrojen sombras sobre la fachada.
  • La dificultad de la limpieza de la parte posterior del vidrio debe tenerse en cuenta a la hora de preveer su mantenimiento, además del aspecto estético.
  • La optimización de estos muros pasa por utilizar materiales de superficies rugosas y colores oscuros. Desde un punto de vista estético, esto dificulta su integración en el diseño arquitectónico… aunque para ello recurramos al ingenio!
  • Desgraciadamente, al requerir de grandes superficies de vidrio, los actos vandálicos tendrán que ser otra variable a considerar si el muro trombe se encuentra muy accesible a personas ajenas a la vivienda.
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