El documento explora un sistema de ventilación bioclimática para la región del Caribe con el objetivo de mejorar el clima en espacios cerrados. Se aprovechará la energía solar, eólica, el efecto invernadero y de chimenea para reducir la temperatura y humedad. Esto mejorará la productividad laboral y reducirá la proliferación de plagas. El diseño propuesto usa la radiación solar para calentar el aire hasta 80°C y expulsarlo por una chimenea, creando corrientes de aire que renuevan el

1. SISTEMA DE VENTILACIÓN BIOCLIMÀTICA
PARA LA REGIÓN CARIBE
VBRC

3. VENTILACION BIOCLIMATICA PARA
LA REGION CARIBE (VBRC)
Antonio Augusto Ovalle Cotes
Centro Nacional Colombo Alemán, SENA, aovallec@sena.edu.co
Jose Antonio Torres Carvajal
Centro Nacional Colombo Alemán, SENA, jatorresc@sena.edu.co
Jhon Eduard Montenegro Fresneda
Profesional SENNOVA, SENA – Centro Nacional Colombo Alemán,
eduardmontenegrof@gmail.com

4. RESUMEN
El presente trabajo pretende explorar las posibilidades de
mejorar el clima en recintos cerrados de la región caribe,
ubicada en la zona tropical del planeta, caracterizada por
altas temperaturas y humedad relativa; se aprovechará la
energía solar, la energía eólica, el efecto de invernadero y el
efecto de chimenea para reducir la temperatura, la humedad
y generar un proceso de respiración forzada (inspiración de
aire seco y espiración de gases saturados); con estos
resultados buscamos generar normas locales de ventilación e
influir en el diseño de futuras construcciones en la región
caribe.

5. INTRODUCCIÓN
Debido a la posición geodésica de la ciudad de Barranquilla, los rayos
del sol inciden con un ángulo de 10°; lo que provoca un
calentamiento y una sensación térmica promedio de 6°C por encima
de la temperatura real; mediante los datos obtenidos de la tabla
psicométrica.
A medida que aumenta el calor, aumenta la concentración de vapor
de agua por M3 de aire seco, esa combinación tiene como resultado
una menor productividad en la Mano de obra (operativa y
administrativa), un deterioro de herramientas, maquinaria y equipos,
una mayor proliferación de plagas y enfermedades, y detrimento de
la materia prima en bodegas industriales.

6. ¿Cómo mejorar los ambientes
productivos en la región caribe?
Disminuyendo la humedad (uno de los componentes de la
sensación térmica) inicialmente entre un 10% y un 20%, nos
permite generar ambientes más confortables, mejorando la
productividad de la mano de obra en general, se podría
observar una reducción en la proliferación de plagas y
enfermedades; se puede evidenciar además una mejora en
el tiempo de vida útil de las herramientas, máquinas y
equipos, y en general en la materia prima empleada en los
procesos industriales.

7. ESTADO DEL ARTE
En Colombia, se han venido presentando eventos
tecnológicos en arquitectura bioclimática, como lo fue el
“Decatlón Solar”, realizado a finales del año 2015, por la
Universidad del Valle, en el que participaron 16 equipos,
conformados por alumnos, docentes y directivos de
diferentes universidades de Europa y del continente
Americano, con el fin de promover propuestas de lo que
podría ser la casa del futuro: Auto sostenible, amigable con
el ambiente, de impacto social.

8. ESTADO DEL ARTE
Actualmente una de las tecnologías de ventilación a nivel
domiciliaria se basa en el uso de ventiladores, para generar
brisas artificiales y microclimas de unos 50 vatios de potencia
instalada; operando 12 horas diarias estos consumen
aproximadamente 18 Kw.h/mes de energía por unidad.
A nivel industrial se emplean diferentes tecnologías; a baja
escala se colocan extractores eólicos tipo cebolla, que no
consumen energía eléctrica, pero extraen fundamentalmente
gases tóxicos con una potencia instalada de 20 vatios y una
energía de 3,2 Kw.h/mes

9. MARCO TEÓRICO
La carta psicométrica nos dice que según una entalpía
constante; (que es la función de estado de la termodinámica
donde la variación permite expresar la cantidad
de calor puesto en juego durante una transformación
isobárica), podemos esperar un cambio de la concentración de
la humedad variando la temperatura; de tal manera que para
1 M3 de aire seco y en estado de humedad específica, a 30°C,
es capaz de contener unos 26,5 gramos de agua en forma de
vapor; mientras que a 80°C, es capaz de contener unos 269,45
gramos de vapor de agua; o sea más de 10 veces superior con
solo aumentar la temperatura 2,66 veces.

10. MARCO TEÓRICO
TABLA PSICOMÉTRICA

11. METODOLOGÍA
Localización
Según reporte del CIOH (Centro de
Investigaciones Oceanográficas e
Hidrográficas) (2007), Barranquilla está
localizada sobre la orilla occidental del río
Magdalena, a 15 km de su desembocadura
en el mar Caribe, se encuentra a una
latitud 10º 59' 16" al norte de la línea
ecuatorial y una longitud de 74º 47' 20" al
occidente de Greenwich, y tiene una
altitud media de 50 msnm.

12. CLIMATOLOGÍA DE
BARRANQUILLA

13. CLIMATOLOGÍA DE
BARRANQUILLA
Haciendo un análisis con base en la matriz DOFA encontramos:
Debilidades
Altas temperaturas y baja precipitación.
Oportunidades
Cambio de matriz energética mundial en favor de las Energías
Alternativas.
Fortalezas
Establemente alta radiación solar y evaporación.
Excelente viento promedio de 4 m/s para activar procesos de
ventilación.
Amenazas
Migración de empresas a otras regiones de mejor clima.

14. DISEÑO EXPERIMENTAL
Estado actual de los sistemas de ventilación en la
Región, Recintos cerrados que recirculan
indefinidamente, un aire cada vez más saturado de:
Humedad, carga viral, calor y Co2.
Antecedente de las comunidades nativas de la
región; Recinto abierto con una cubierta vegetal que
amortigua la radiación solar y permite la circulación
de los gases saturados; Mientras que los muros
permiten la circulación de la brisa.
Efectos de Chimenea e Invernadero; Con la actual
arquitectura, podemos utilizar nuestra radiación solar,
para calentar una cubierta hasta llevarla a unos 80°C
(invernadero); luego ese aire caliente, dirigirlo a un
ducto vertical (Chimenea) para expulsarlo lo más alto
posible, con lo que se genera una succión de aire fresco
por el otro lado que funciona como buitrón.

15. DISEÑO EXPERIMENTAL
Propuesta operativa; el aire entra en el
recinto por la chimenea de doble tiro, (a
unos 30°C y con 26,5 gramos de vapor de
agua); a medida que circula se va
calentando en el cielo raso y solicitando
cada vez más humedad, (a 80°C requiere
269,45 gramos de vapor de agua); según
ecuación de la tabla psicométrica, como
no hay otra fuente de humedad absorbe y
deseca, el espacio habitable debajo del
cielo raso, y a su vez succiona más aire
del exterior a través del buitrón

16. CLIMATOLOGÍA DE
BARRANQUILLA
Esta turbina tipo Savonius, está
confinada dentro de unos deflectores
(Chimenea Dinámica) que orientan el flujo
del viento hacia la sección cóncava del
perfil y anulan el caudal del sector
convexo; o sea que toda la energía del
viento disponible en el área de intersección
de la chimenea se concentra solo en la
mitad del área de la turbina dejando como
resultando una alta eficiencia, la turbina
está conectada (directamente por un eje o
indirectamente por energía eléctrica) a la
turbina de entrada de aire externo y al
extractor.

17. NIVEL CIENTÍFICO
Con un análisis exhaustivo de la información recolectada, podemos generar
conocimiento especializado para la región Caribe. Disminuyendo así la
migración de las empresas a otras partes del país obligados por las condiciones
climáticas y altos costos operativos.
En los hospitales se podrían minimizar los decesos de pacientes por el
desarrollo de virus fuera de control médico debido a la baja circulación del
aire,
Las empresas que trabajan con vapor en sus procesos productivos (Lácteos,
Plásticos, Vidrios, etc.) tienen áreas de trabajo con muy altas temperaturas.
Cuando se presentan fallas en el suministro eléctrico los habitantes de los
barrios pueden contar en sus viviendas con una temperatura agradable, que les
permita continuar con el desarrollo de sus actividades cotidianas.

18. NIVEL TECNOLÓGICO
A este nivel se trabaja en el diseño de un software, con base
en las normas actuales de ventilación que involucren las
condiciones mínimas para nuestra región, que nos permita
dimensionar los principales componentes de nuestro diseño
(la chimenea, buitrón, ventilador y extractor) según las
dimensiones del recinto.

19. CONCLUSIONES
Los sistemas de Ventilación Bioclimática pueden ser la
respuesta al calentamiento que se vienen presentando a nivel
global y en un futuro contemplar la posibilidad de hacer
diseños para la construcción de viviendas en toda la franja
tropical y subtropical del planeta permitiendo una mejor
calidad de vida en estas zonas.
Con este proyecto se pretende ayudar a conservar el planeta,
disminuyendo la huella de carbono que causamos con el
consumo de energía eléctrica, para climatizar y paliar el calor,
además lograr impactos positivos en los aspectos sociales,
económicos, ambientales y tecnológicos.

20. GRACIAS