El total de la energia en nuestro planeta viene del sol.
La energia hidráulica, la eólica, la biomasa, las mareas, los combustibles fósiles, la geotérmica y otras mas se derivan del sol.
El sol calienta el aire del planeta y hace que este ascienda, de esta manera se generan las corrientes de viento.
El sol es necesario para las plantas en el proceso de fotosintesis, de esta plantas se puede obtener calor al quemarse, pero tambien pueden quedar por debajo del suelo y pasar por un proceso que las convertirá en carbón, petroleo o gas al pasar muchos años.
El sol tambien calienta el agua del mar generando la evaporacion que despues se transforma en lluvia, que circula por ríos y se almacena en lagos que permitirá generar energia por medio de sistemas de presas y sistemas hidroelectricos.
De esta forma es claro que el sol es la base de la vida y nos abastece de energía.
La energía solar es la radiación emitida por el Sol, generada por reacciones nucleares de fusión, que alcanzan nuestro planeta a través del espacio en cuantos de energía. Estos son llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.
La intensidad de la radiación proveniente de sol en la parte exterior de la atmósfera, considerando que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y tiene un valor medio es de 2 cal/min/cm2.
La radiación solar se refiere a irradiación global, esto es la unidad de energía recibida por unidad de superficie en un tiempo determinado.
La radiacion emitida por el sol, y que llega a las afueras de la atmósfera terrestre tiene una intensidad de 1300 a 1400 W/m2, de estos en la atmosfera se pierden por efectos de la reflexion, dispersion y absorcion aproximadamente un 30%, aun asi en condiciones atmosfericas favorables se pueden tener 1000 W/m2, pero con condiciones climatologicas desfavorables se tendrian solo 50W/m2, esta es la principal causa de que se necesiten grandes extensiones para la tarea de concentracion de la energia.
El sol como fuente de iluminación
La utilizacion de la luz natural proveniente del sol puede ser de gran valor ya que permite el ahorro energético, al reducir la necesidad de la luz artificial.
Una buna distribucion y diseño de los edificios o espacios habitacionales puede generar gran ahorro de energia al permitir la introducción de luz natural, en forma directa o reflejada.
La arquitectura desde sus origenes siempre a intentado optimizar el uso de los recursos de que dispone integrando las edificaciones con el entorno que la rodea para ser mas funcional, de esta manera surge la arquitectura bioclimatica que procura el pleno aprovechamiento de las condiciones climaticas presentes.
En la arquitectura bioclimatica se pretende aplicar la energia solar de manera directa al diseñar edificaciones que optimicen la utilización de la energia solar, en las diferentes epocas del año. Esto implica una adecuada captacion y/o reflexion de la luz solar dependiendo de las necesidades
mediante una orientacion adecuada, la utilizacion de materiales adecuados, los volumenes de las edificaciones entre otros elementos a tener en cuenta.
La arquitectura bioclimatica tiene los siguientes principios.
El entorno climático.
Aspectos como:
La altitud: la temperatura atmosférica se reduce entre 0.5 y 1ºC cada 100 metros.
La distancia al mar: el mar actúa como regulador térmico, aumenta el nivel de humedad, y genera condiciones diferentes de vientos, llamadas brisas marinas y de tierra.
La orografía: los logares elevados reciben mas viento, captan más radiación solar, y tienen menor humedad que los valles.
La proximidad a vegetación: por la acción del viento, hace de regulador térmico, y ayuda como filtro de polvo, ruido y contaminantes.
Las zonas urbanas: presencia de microclimas, con incremento de temperatura y contaminación, y posibles obstrucciones de los rayos del sol por las construcciones vecinas.
La orientacion, la forma y el diseño de los edificios.
La forma de los edificios influye significativamente en el aprovechamiento climático a través de dos aspectos principales: la superficie y el volumen.
Al considerar la superficie de las edificaciones se debe tomar en cuenta que mediante los intercambios de calor entre el exterior y el interior de un edificio, se tendra mayor capacidad para intercambiar calor entre exterior e interior, con superficies mayores.
El volumen del edificio influye directamente con la capacidad para almacenar energía: a mayor volumen, mayor capacidad para almacenar calor.
La relacion en la forma de un edificio representada por el conjunto superficie-volumen es muy importante al momento de considerar la interrelacion de calor con el exterior. Para los lugares con clima frio es recomendable que el cociente entre superficie y volumen sea de aproximadamente de 0.5 a 0.8, mientras que en climas calidos el cociente debe er mayor a 1.2.
El color exterior del edificio es importante al momento de considerar la optimizacion de la energia. Los colores claros en la fachada de un edificio facilitan la reflexión de la luz natural y, por lo tanto, ayudan a repeler el calor de la radiacion solar. De forma inversa los colores oscuros favorecen la captación solar.
La orientación de un edificio determina su exposición al las radiaciones solares que puede captar y a los vientos que puede percibir.
Los materiales y el aislamiento.
Un aspecto importante en la arquitectura moderna son los materiales y el aislamiento, que permitirán conservar las condiciones interiores, sin importar las condiciones climáticas del exterior.
Se debe considerar el grosor del material, las propiedades térmicas de los materiales.
La masa de los edificios puede almacenar energía en forma de calor. La energía almacenada se libera al ambiente, cuando la temperatura del entorno es menor a la temperatura de los materiales.
De esta forma se puede evitan las fluctuaciones de temperatura dentro del piso. A esto se le llama inercia térmica.
Mediante un diseño apropiado, un sistemas de iluminación natural, con los materiales adecuados y aislando de manera correcta el edificio y adicionando paneles solares se lograra ser totalmente autosuficientes energéticamente.
