Recomendaciones para la aplicación de estrategias bioclimáticas pasivas en un clima mega té= rmico lluvioso, Tena-Ecuador

Recommendations for the application of passive bioclimatic strategie= s in a rainy mega thermal climate, Tena-Ecuador

&nb= sp;

= ¹	Katia Margarita Carrión Atiaja=	=	https://orcid.org/0009-0003-0737-083X
	Maestría en Construcción con Mención en Administración de la Construcción Sustentable= de la Universidad Católica de Cuenca. katia.carrion.93@est.ucacue.edu.ec
= ²	Juan Carlos Ortega Castro=	=	https://orcid.org/0000-0001-6496-4325
	Universidad Católica de Cuenca. jcortegac@ucacue.edu.ec
= ³	Beatriz Rivela Carballal = https://orcid.org/0000-0001-8006-6082<= o:p>
	Universidad Católi= ca de Cuenca. beatriz.rivela@ucacue.edu.ec

	Artículo de Investigación Científica y Tecnológica Enviado: 1= 0/02/2023 Revisado: = 15/03/2023 Aceptado: = 04/04/2023 Publicado:= 05/05/2023 DOI: https://doi.org/10.33262/cienciadigital= .v7i2.2554

Cítese:		Carrión Atiaja, K. M., Ortega Castro, J. C., & Rivela Carballal, B. (2023). Recomendaciones para la aplicación de estrategias bioclimáticas pasivas en un clima mega térmico lluvioso, Tena-Ecuador. Ciencia Digital, 7(2), 95-118. https://doi.or= g/10.33262/cienciadigital.v7i2.2554
<= /b>		CIENCIA DIGITAL, <= /em>e<= span style=3D'font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif'>s una revis= ta multidisciplinaria, trimestral, que se publicará en sopo= rte electrónico tiene como misión contribuir a la formación de profesionales competentes con visión humanística y crítica q= ue sean capaces de exponer sus resultados investigativos y científicos en la misma medida que se promueva mediante su intervención cambios positivos e= n la sociedad. https://cie= nciadigital.org La revista es editada por la Editorial Ciencia Digital (Editorial de prestig= io registrada en la Cámara Ecuatoriana de Libro con No de Afiliación 663) www.celibro.org.ec = =
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Palabras claves: Estrategias bioclimáticas pasivas, arquitectura, clima mega térmico lluvioso, confort térmico &n= bsp;	&n= bsp;	Resumen Introducción: el presente estudio tiene como objetivo brindar recomendaciones de diseńo bioclimáticas pasivas para la ciudad de Tena, caracterizado por ser un cl= ima mega térmico lluvioso. Metodología: la metodología aplicada se bas= ó en el registro de las variables climáticas (temperatura, radiación solar, humedad relativa, velocidad del viento y precipitación) de la estación meteorológica de la Universidad de Ikiam con datos desde el 2016. Los elementos climáticos fueron analizados en relación con los criterios de confort y herramientas bioclimáticas (Carta bioclimática de Olgyay, Carta Psicométrica y Triángulos de Confort). Resultados: los resultados mostraron la necesidad de utilizar el viento, disminuir la humedad y temperatura al interior de las viviendas durante todos los meses del ańo. Esto permitió identificar que las principales estrategias bioclimáticas recomendadas para la ciudad de Tena están relacionadas a la orientación y forma de la vivienda, generación de sombra, ventanas e inercia térmica. E= stas recomendaciones permitirán a los diseńadores arquitectónicos adoptar estrategias adecuadas de enfriamiento pasivo para mejorar el confort térm= ico.
Keywords: passive bioclimatic strategies, architecture, rainy mega thermal climate, thermal comfort		Ab= stract Introduction:<= /b> the present study ai= ms to provide passive bioclimatic design recommendations for the city of Ten= a, characterized by being a rainy mega thermal climate. Methodology:<= /span> the methodology applied was based on the recordin= g of climatic variables (temperature, solar radiation, relative humidity, wind speed and precipitation) of the meteorological station of the University = of Ikiam with data from 2016. The climatic elements were analyzed in relatio= n to the comfort criteria and bioclimatic tools (Olgyay Bioclimatic Chart, Psychometric Chart and Comfort Triangles). Results: the results showed the need to use the wind, redu= ce humidity and temperature inside the houses during all months of the year. This allowed us to identify that the main bioclimatic strategies recommen= ded for the city of Tena are related to the orientation and shape of the hous= e, generation of shade, windows, and thermal inertia. These recommendations = will enable architectural designers to adopt appropriate passive cooling strategies to improve thermal comfort.

<= /span>

Introducción

Según la Constitución de la República del Ecuador, la energía en todas sus formas es considerada como un sector estratégico, puesto que tiene influencia decisiv= a en el ámbito económico, político y ambiental (Asamblea Nacional Constituyente, 2008). La distribución porcentual del consumo final de energía para cada se= ctor productivo es: Transporte (54%), Industria (22%), Residencial (15%), Comerc= ial (7%), Agricultura (1%) y Construcción (1%). El sector residencial es un act= or importante en el consumo energético porque participa el 88% de los ecuatori= anos (Araujo y Robalino-López, 2018). En este sector la energía utilizada está principalmente destinada a la refrigeración (51%), iluminación (18%), cocci= ón y calentamiento (12%), aire acondicionado (7%) y otros usos (12%) (ARCONEL &a= mp; MEER, 2013).

En una encu= esta realizada por ENIGHUR en el 2011 a 39617 hogares urbanos y rurales, permite entender la demanda de energía traducidas en pérdidas económicas a partir de los ingresos por vivienda y gastos realizados (Instituto Naci= onal de Estadísticas y Censos [INEC], 2012). Los resultados mostraron que las zonas urbanas demandan de mayor ene= rgía y, por tanto, de mayores gastos mensuales en alquiler, agua, electricidad, = gas y otros combustibles, siendo un total de 60 USD en viviendas urbanas y 17 U= SD en viviendas rurales. El gasto de electricidad en una vivienda de bajos ingresos (528 USD-urbano y 310 USD-rural) es de 9,31 USD en la zona urbana = y de 4,92 USD en la zona rural; mientras que en los hogares de ingresos medios (= 850 USD-urbano y 500 USD-rural) es de 13,73 USD y 6,97 USD en la zona rural y urbana respectivamente (Araujo & Robalino, 2019). Y una vivienda de alt= os ingresos (1800 USD-urbano y 900USD-rural) es de 22,44 USD en el área urbana= y 9,67 USD en la rural.

La urbaniza= ción ha llevado a un aumento en el consumo de energía para mantener la temperatu= ra interior de las viviendas en condiciones de confort térmico (Araujo & Robalino, 2019). De esta manera, el cumplimiento de las necesidades humanas= , la producción de bienes y servicios y la obtención de comodidades conllevan co= stos económicos que, si no se tienen en cuenta durante la etapa de diseńo de las viviendas, resultarán en gastos a largo plazo en sistemas insostenibles tan= to desde el punto de vista económico como ambiental.

Con el fin = de mitigar el aumento en la demanda de energía, se ha puesto énfasis en el desarrollo de viviendas que sean energéticamente eficientes mediante avance= s en la ingeniería. La refrigeración es una estrategia de diseńo pasivo altamente efectiva y cada vez más relevante en términos de ahorro energético y preser= vación ambiental. Sin embargo, estas soluciones dependen principalmente de las condiciones climáticas. Garzón (2007), establece que una vivienda bioclimát= ica se distingue por emplear elementos de diseńo que aprovechan las condiciones climáticas y ambientales favorables, al mismo tiempo que protegen de los efectos negativos del entorno externo. En definitiva, el enfoque bioclimáti= co implica el diseńo de viviendas que responden al clima de manera inteligente para lograr una mayor comodidad térmica y eficiencia energética en la vivie= nda (Bhamare et al., 2020).

Las variabl= es meteorológicas tienen impactos en los materiales de construcción, principalmente: la temperatura, radiación solar, humedad relativa, velocidad del viento y precipitación. Estas variables están condicionadas por parámet= ros físicos del medio como: altitud, latitud, cobertura vegetal, etc. (Jaramill= o, 2009). El confort general de las personas está estrechamente ligado a su bienestar. El principal reto en el diseńo arquitectónico es diseńar viviendas que sean eficientes en términos = de confort y preservación del medio ambiente, aprovechando las condiciones loc= ales (Franco, 2016).

Según Wendy (2006), al diseńar una vivienda, es fundamental tener en cuenta la temperat= ura, ya que la radiación solar aumenta la temperatura en la superficie de los materiales y provocar la liberación de calor en el interior de la construcc= ión debido a la inercia térmica. Mientras que la humedad relativa en la construcción es la cantidad de vapor de agua que se encuentra en el aire, y está relacionada con la evaporación de las masas debido a la radiación sola= r y la evo-transpiración. Este factor puede influir en la duración de los materiales utilizados en la construcción (Franco, 2016). La velocidad del viento es importante en el diseńo de estructuras para lograr una buena climatización, ya que puede permite la pérdida de calor y genera sensacione= s de frescura (Simancas, 2003). Finalmente, la precipitación es un variable que influye indirectamente en el confort térmico y muy necesario al considerar = cada una de las estrategias bioclimáticas, siendo una zona lluviosa.<= /span>

De esta man= era, la presente investigación tiene como objetivo principal plantear distintas recomendaciones de estrategias bioclimáticas pasivas que podrían ser implementadas en las viviendas ubicadas en la zona urbana y rural de la ciu= dad del Tena (clima mega térmico lluvioso), ubicada en la Amazonía ecuatoriana. Para lo cual se caracterizó la climatología, se implementaron diferentes herramientas bioclimáticas y se realizó una exhaustiva búsqueda bibliográfi= ca con el fin de plantear recomendaciones bioclimáticas viables que permitan cambiar el enfoque convencional arquitectónico donde el control de las condiciones interiores depende del sistema de acondicionamiento artificial,= por estrategias bioclimáticas que modifican y mejoran el microclima interno y externo a través del propio diseńo arquitectónico.

Sitio = de estudio

Descripción general

El cantón T= ena se encuentra en la región amazónica del centro occidente de Ecuador, en la provincia de Napo (figura 1). Está situado en las vertientes exteriores de = la Cordillera de los Andes y se extiende desde los 4840 msnm en los páramos andinos hasta los 260 msnm en la llanura amazónica (Gobierno Autónomo Descentralizado de Tena [GADM-TENA, 2014).

Figura 1

Ubicación del sitio de estudio

En el ańo 2= 014, la población total del cantón Tena en la provincia de Napo, ubicado en el centro occidente de la región amazónica ecuatoriana al sur de la provincia = de Napo, representó el 58,1% del total de la población de la provincia del Nap= o, con un total de 69.202 habitantes, de los cuales el 61,82% vive en la zona urbana y el 38,28% en la zona rural (INEC, 2010). De acuerdo con el INEC (2= 010), el cantón Tena es una zona multiétnica y pluricultural, donde la población indígena es la más numerosa y se encuentra distribuida en comunidades a lo largo de las vías y ríos. La población mestiza es la segunda más grande, se= guida por la blanca, afroecuatoriana y finalmente los Huaorani.=

El bosque nativo es la vegetación predominante en el cantón Tena, cubriendo un 65,15%= del territorio, seguido de tierra agropecuaria (18,23%), vegetación arbustiva (14,84%), cuerpos de agua (1,26%) y otros usos (0,52%) (Ministerio del Ambiente [MAE], 2008). Durante = el período 2000-2008, la deforestación ha resultado en una conversión de bosque nativo a pastizales, debido a la expansión de la frontera agrícola (GADM-TE= NA, 2014).

Caract= erización climática

Se registra= una precipitación constante durante todo el ańo en la Amazonía ecuatoriana, con periodos de baja precipitación en agosto y enero debido al movimiento de los vientos en la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). La región se divid= e en dos zonas climáticas, Amazónico Húmedo y Amazónico Semihúmedo, ambas con al= tas temperaturas, precipitaciones y humedad relativa según la clasificación del clima de Köppen (INEC, 2010).

Según Pourr= ut (1983), en la Región Amazónica, las temperaturas promedio son de 25°C, las precipitaciones son regulares y alcanzan alrededor de 3000 mm al ańo, la humedad relativa es mayor al 90% y hay aproximadamente 1000 horas de insola= ción al ańo. Con base en estas características, el clima del lugar de estudio es= descrito como "mega térmico lluvioso" (Figura 2).

Figura 2

Clasificación Pourrut (1983) de los Climas del Ecuador

Fuente: Pińa (2019)

Metodología

La investigación desarrollada fue de carácter cuantitativa y descriptiva, dond= e a partir de variables cuantitativas se interpretaron y se establecieron recomendaciones. Se basó en cuatro pasos: 1) análisis del clima local, 2) determinación de los límites de confort, 3) aplicación de herramientas bioclimáticas e 4) identificación de las estrategias bioclimáticas. A conti= nuación, se presenta el diagrama de la metodología aplicada (Figura 3).

Figura 3

Metodo= logía aplicada en el sitio de estudio

La informac= ión de las variables meteorológicas (temperatura, radiación solar, humedad relativa, velocidad y dirección del viento y precipitación) fue adquirida d= e la estación ubicada en la Universidad Regional Amazónica Ikiam con datos desde= el 2016 (7 ańos) y un registro histórico de Tena desde 1991-2015 (24 ańos), información proporcionada por el INAMHI. Esto permitió conocer los promedio= s, máximos y mínimos mensuales de las distintas variables para caracterizar el clima en la ciudad de Tena.

Se realizó = un análisis de confort para cada variable meteorológica con el objetivo de con= ocer los límites de confort. Luego a partir de las herramientas bioclimáticas co= mo la carta bioclimática de Olgyay, la carta Psicométrica y Triángulos de conf= ort implementadas en el estudio realizado por Pińa (2019), se determinaron las medidas bioclimáticas pasivas aplicables en el sitio de estudio de acuerdo = con el clima. Estas estrategias fueron contrastadas y priorizadas con base a investigaciones realizadas en un similar piso climático y considerando el ámbito económico, social y cultural.

Resultados y Discusión

Límites de confort de las variab= les climáticas

Temperatura

De acuerdo = con Pińa (2019), la temperatura es una medida meteorológica que indica la canti= dad de calor o frío presente en la atmósfera. Respecto a esta variable, el monitoreo de la estación Ikiam de la temperatura a partir del 2016 mostró un escaso rango en el gradiente de la temperatura máxima, mínima y media. La temperatura promedio fue de 22,74°C (Figura 4A). A continuación, en la figu= ra 4 y tabla 1, se presenta la estadística mensual de esta variable.<= /span>

Figura 4

Comportamiento mensual de las variables climáti= cas en la ciudad de Tena

Tabla 1

Temperatura y humedad relativa mensual registra= da en la estación Ikiam desde 2016

Temperatura (şC)

Humedad Relativa (%)

Media

Mínima

Máxima

Media

Mínima

Máxima

Ene

22,38

17,77

32,25

92,83

21,95

100

Feb<= /span>

22,94

17,97

32,12

92,10

46,10

100<= /span>

Mar

22,62

17,17

33,27

92,94

44,71

100

Abr<= /span>

22,93

18,06

32,74

92,34

47,92

100<= /span>

May

22,70

17,34

32,01

93,19

48,35

100

Jun<= /span>

22,16

17,53

31,32

93,07

50,54

100<= /span>

Tabla 1

Temperatura y humedad relativa mensual registra= da en la estación Ikiam desde 2016 (continuación)

Temperatura (şC)

Humedad Relativa (%)<= /p>

Media<= /span>

Mínima<= /span>

Media<= /span>

Mínima<= /span>

Media<= /span>

Mínima<= /span>

Jul

21,76

16,30

32,03

91,91

29,35

100

Ago<= /span>

22,39

16,71

34,14

90,25

13,67

100<= /span>

Sep

22,89

15,87

33,51

89,20

40,09

100

Oct<= /span>

23,12

16,40

33,50

90,32

39,37

100<= /span>

Nov

23,31

17,48

32,86

91,67

44,06

100

Dic<= /span>

23,05

16,61

32,57

92,07

44,79

100<= /span>

=

(1)

Para definir los rangos de confort de temperatura, respecto a la fórmula de Szok= olay se aplicó la siguiente ecuación:

Dónde= :

Siendo la temperatura media de 22,75°C, el rang= o de confort de temperatura es de . De esa manera, la temperatura máxima mensual = cuyo promedio es de 32 , debería disminuir cinco grados Celsius para lograr un confort térmico.

Radiación solar

En la estac= ión Ikiam, se registró que en los meses donde hubo mayor radiación global solar fueron: agosto, septiembre y octubre con radiaciones promedio de 185 W/m2. Y los meses de menor radiación fueron junio y julio, siendo una radiación de 129 W/m² (Figura 4B). La mayor radiación se registró al medio día entre las 10 a.m. a 3p.m. Durante el día existen 12 horas de sol aproximadamente, desde las 6:00 a.m. hasta las 6:00 p.m.<= /p>
Calleja (19= 98), indica que una de las variables más significativas que influyen en el confo= rt térmico dentro de las residencias es la irradiación excesiva, la cual provi= ene principalmente de la radiación solar que atraviesa las ventanas, cristales, paredes y techos. La temperatura en ventanas o superficies verticales deber= ía ser inferior a 5şC y en el techo de 10şC.

Los resultados en la ciudad de Tena most= raron valores altos de radiación persistente durante 12 horas, estos datos traduc= idos a temperatura alcanzarían valores de 15şC en ventanas o superficies vertica= les y de 25şC en techos o superficies horizontales de las viviendas. Por tal razó= n es requerido establecer estrategias que mitiguen y disminuyan de 10şC a 15şC l= as superficies horizontales y verticales de las viviendas para evitar calentam= iento excesivo en el interior.

Humedad Relativa

Pińa (2019), explica que la humedad relativa se refiere a la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire en un mom= ento dado. Cuando la humedad relativa alcanza el 100%, esto indica que el aire e= stá completamente saturado de vapor de agua. La humedad relativa mensual promedio en la ciudad de Tena registrada fue de 91,74% (fi= gura 4C). En la tabla 1, se presenta un resumen de los datos mensuales de la hum= edad relativa.

En el 2010 el Reglamento de Instalaciones Térmi= cas de los Edificios (RITE) estableció que, en Espańa, se debe mantener un rang= o de humedad interna en las viviendas del 40% al 70% para prevenir la presencia = de microorganismos. Por su parte, la Agencia Internacional de Protección Ambie= ntal (EPA) de Estados Unidos recomendó mantener un nivel de humedad entre el 30%= y el 50%. Además Fuentes (2002), considera que una humedad relativa del 30% al 70% es necesaria para lograr un confort térmico en una vivienda ubicada en zonas tropicales.

En la ciudad de Tena la humedad relativa promed= io es de 91,74%, cuyo valor se encuentra fuera de la zona de confort (30-70%).= Los resultados de la humedad relativa exceden los niveles de confort establecid= os, lo que significa un problema para la infraestructura y confort interno en l= as viviendas.

Velocidad y dirección del viento

El movimiento del aire se produce por la difere= ncia de la presión atmosférica, es decir, las variaciones de temperatura producen una diferencia de densidades en la atmósfera. Siendo estrecho el rango de temperatura, el movimiento del aire también es limitado, evitando el enfriamiento de los espacios al interior de las viviendas (Calleja, 1998).<= o:p>

Fuentes (2002), indica que la velocidad del vie= nto óptima para generar confort en espacios interiores oscila entre 0,1 y 1,5 m= /s, mientras que en espacios semiabiertos se sitúa entre 0,1 y 2 m/s. Velocidad= es superiores a este rango se consideran vientos fuertes, mientras que velocid= ades inferiores se consideran escasas. Por otro lado Calleja (1998), sugiere que velocidades menores a 0,5 m/s son más satisfactorias para los usuarios dent= ro de las viviendas.

En la zona de estudio, en sitios exteriores la velocidad del viento se encuentra en rangos comprendidos entre 0,42 y 0,5 m= /s y un promedio de 0,46 m/s (Figura 4D). Y la dirección del viento proviene principalmente del oeste-noroeste.

Los valores de velocidad del viento en Tena se encuentran dentro del margen de confort recomendado por Fuentes (2002) y Calleja (1998). Por lo tanto, se aplicarían estrategias de ventilación únicamente para disminuir la humedad y temperatura al interior de las viviendas. En referencia a la dirección del viento es necesario que la orientación de la infraestructura sea norte-oeste para maximizar la entrada= del aire al interior.

Precip= itación

Las máximas precipitaciones se registraron en los meses de abril, mayo, junio y julio. = Sin embargo, la pluviometría es relativamente alta durante todo el ańo (figura = 5). En la ciudad de Tena, el promedio mensu= al de precipitación fue de 275 mm. En los meses secos: diciembre, enero y febrero= , el promedio mínimo de precipitación fue de 219 mm (INEC, 2010). El promedio mensual de la precipitación es de 398,25 mm registrada en la estación Ikiam= .

Figura 5

Precipitación media mensual (1991-2015)

La ciudad del Tena se caracteriza por estar en = un piso mega térmico lluvioso, cuya precipitación anual se encuentra entre 300= 0 a 6000 mm. El registro histórico desde 1991 a 2015 de la precipitación anual = en ciudad de Tena está por encima de los 3000 mm en todos los ańos a excepción= de 1991, 1992 y 1993. Los meses de máxima precipitación (>300 mm) correspon= den a abril, mayo y junio; mientras que la mínima se observa en los meses de febrero y agosto con una precipitación menor a 250 mm.
La precipitación es una variable que influye indirectamente en el confort térmico, ya que al incrementar la precipitación incrementa la evaporación y transpiración debido a las altas temperaturas. = Sin embargo, no se establece un límite de confort como tal, pero fue considerad= o en el presente estudio, porque el cantón Tena al estar ubicado en un clima meg= a térmico lluvioso, las estrategias bioclimáticas pasivas deben considerar la direcci= ón del viento y la intensidad de la lluvia, ya que la precipitación sobre la vivienda afecta la vida útil del material.

Herram= ientas bioclimáticas pasivas

Carta = bioclimática de Olgyay

Olgyay (1973), propone una metodología de diseńo climático que prioriza el análisis de variables climáticas, biológicas y tecnológicas antes de lograr viviendas climáticamente balanceadas.

Utilizando los datos de la tabla 1, se represen= tan en la figura 6 dos puntos de la recta que corresponden a la temperatura máx= ima y humedad relativa mínima, así como a la temperatura mínima y humedad relat= iva máxima de cada mes.

Figura 6

Carta Bioclimática de Olgyay con información mensual del sitio de estudio

Fuente: Pińa (2019)

La figura 6, muestra que los únicos meses que alcanzan la zona de confort son los correspondientes a enero, julio y septiembre; mientras que los demás meses requieren una estrategia bioclimát= ica de ventilación para alcanzar el confort térmico. A través de la ventilación= , se podría mantener la humedad interior de la vivienda en un nivel adecuado para lograr un ambiente cómodo. Además, se nota que en todos los meses la línea = de sombra es sobrepasada, lo que sugiere la necesidad de incluir vegetación o elementos de sombreado para disipar la radiación solar directa e indirecta y reducir el exceso de calor.

Carta Psicométrica

La Carta Bioclimática establecida por Givoni (1= 992), es una de las herramientas más comunes para definir las zonas de confort y proponer diversas estrategias de diseńo. Su enfoque se centra en la relación entre la temperatura del aire y la humedad relativa, al igual que la Carta Bioclimática de Olgyay.

Según los resultados presentados en la figura 7= , se evidencia la necesidad de emplear técnicas de diseńo pasivas para asegurar = una ventilación natural constante a lo largo del ańo. No obstante, se observa q= ue en los meses de enero, agosto y septiembre se logra un ambiente de confort térmico sin la necesidad de utilizar estas estrategias.
Figura 7=

Carta psicométrica del sitio de estudio

Fuent= e: Fuentes (2002)

Trián= gulos de Confort

Técnica establecida por John Martín Evans para analizar el diseńo de acuerdo con la amplitud térmica, tomando en cuenta las temperaturas máxima, media y mínima mensuales. La figura 8 presenta un plan= o en el que se representa la temperatura media en el eje horizontal y la diferen= cia entre la temperatura máxima y mínima en el eje vertical.<= /p>
Los resultados muestran que todos los meses del= ańo se encuentran en la zona C, por lo tanto, es necesario tener la inercia tér= mica dentro de la vivienda, esto consiste en el tipo de material o a la circulac= ión interna del aire y enfriamiento de los ambientes internos (figura 8).<= /o:p>

Figura 8=

Trián= gulos de Confort

Fuente: Pińa (2019)

Estrat= egias bioclimáticas pasivas para un clima mega térmico lluvioso=

Los resulta= dos obtenidos de las herramientas bioclimáticas indican que, dada la ubicación = del sitio de estudio con altas temperaturas, humedad y precipitaciones, es imprescindible utilizar técnicas pasivas de diseńo, como la ventilación natural, la sombra proporcionada por la vegetación y la utilización de materiales con alta inercia térmica para reducir la humedad interior y garantizar la comodidad de los usuarios. En la tabla 2, se representan los principales hallazgos en las herramientas bioclimáticas pasivas.=

Tabla 2

Principales resultados de las herramientas bioclimáticas

He= rramienta bioclimática

Re= sultados

Es= trategia bioclimática

Carta bioclimática de Olygay

Se requiere de diseńos que proporcionen ventilación adecuada para lograr niveles de confort dentro de la vivienda= .

Ventilación

Carta Psicométrica

Es necesario reducir los niveles de humedad y aumentar la ventilación natural.

Deshumidificación

Generación de sombra

Triángulos de confort

Se debe tener en cuenta el flujo de aire inte= rno y la refrigeración de los espacios interiores de las viviendas.

Es importante mantener la capacidad de la vivienda para retener y liberar calor de manera gradual, es decir, su ine= rcia térmica.

Inercia térmica

A continuac= ión, en la tabla 3 se presentan las principales estrategias de diseńo para el cl= ima mega térmico lluvioso a partir de estudios bibliográficos con similares características climáticas a la ciudad del Tena.

Tabla 3

Estrategias bioclimáticas aplicadas en un piso climático mega térmico lluvioso

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Herramienta bioclimática

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Recomendaciones de diseńo

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Características

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Fuente

Ventilación y deshumidificar

Ventanas como sistemas de ventilación

-   &= nbsp;      Ventanas orientadas h= acia un espacio exterior con el propósito de permitir la entrada de luz y ventilación.

-   &= nbsp;      Permite establecer una conexión física o visual entre el interior y el exterior mediante la aper= tura de las ventanas.

= Vidal et al., 2010

Patios

-   &= nbsp;      Se refiere a zonas de= la vivienda que regulan el clima y al mismo tiempo permiten el paso de luz y aire fresco al interior.

Duran, 2013

Ventilación por medio de la cubierta

-   &= nbsp;      La acumulación de cal= or en las cubiertas provoca la elevación de la temperatura del aire, lo que = a su vez genera una zona de baja presión. Si se abre una abertura en la cubier= ta, el aire caliente interior se elevará.

= Macias & <= /span>Benito, 2014

Ventilación cruzada

-   &= nbsp;      Se logra la circulaci= ón de aire al colocar aberturas en fachadas opuestas, permitiendo que el aire fresco ingrese por una fachada ventilada para enfriar el ambiente, mientr= as que el aire caliente sale por la fachada opuesta.

Pińa, 2019=

=

Tabla 3

Estrat= egias bioclimáticas aplicadas en un piso climático mega térmico lluvioso (continu= ación)

<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Herramienta bioclimát= ica

<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Recomendaciones de di= seńo

-     &nbs= p;    Características

<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Fuente<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>

Generación de sombra

Celosías

-   &= nbsp;      Se refiere a un eleme= nto que permite el paso del viento, pero no de los rayos solares directos hac= ia el interior de la vivienda, y además evita la entrada de lluvia.

= Duran, 2013

Vegetación

-   &= nbsp;      Plantar árboles frond= osos puede ser beneficioso para crear espacios verdes que reduzcan la exposici= ón a la radiación indirecta y faciliten el flujo de vientos canalizados. =

-   &= nbsp;      Los techos verdes tie= nen la capacidad de reducir la radiación indirecta al disipar el calor acumul= ado en la superficie verde.

Molillón, 2006; Rayte= r, 2008

Cubiertas

-   &= nbsp;      Cubrir la parte super= ior de la ventana para generar sombra y proteger de las precipitaciones inten= sas.

= Molillón, 2006

Inercia térmica

Uso de materiales

-   &= nbsp;      El uso de materiales = como agua, hormigón y piedras naturales ayuda a mantener la frescura del ambie= nte durante el día y una temperatura templada durante la noche.

-   &= nbsp;      Paredes o material de construcción con baja capacidad de transferir el calor a través de ellas.=

Pińa, 2019=

Olgyay (1973) y Molillón (2006), exper= tos en el tema, han establecido criterios y recomendaciones de diseńo basados e= n el tipo de clima. Según los result= ados obtenidos la ciudad de Tena correspondería a una región cálida húmedo, pres= ente en la zona subtropical con altas temperaturas, humedad relativa y frecuentes precipitaciones durante todo el ańo, para lo cual en la tabla 4, se present= an las recomendaciones diseńo de una vivienda en regiones cálidas-húmedas. ´

Tabla 4

Criterios de diseńo de una vivienda utilizando criterios bioclimáticos

Factor

Recomendación de diseńo bioclimática

Distribución

-     &nbs= p;    En caso de tener somb= ra, se recomienda una disposición interior de planta abierta para permitir la circulación del aire.

-     &nbs= p;    Evitar zonas de concr= eto.

-     &nbs= p;    Mallas protectoras co= ntra insectos.

&nbs= p;

Tabla 4

Criterios de diseńo de una vivienda utilizando criterios bioclimáticos (continuación)

Factor
Recomendación de di= seńo bioclimática

Distribución

-     &nbs= p;    Aislar y ventilar las áreas que puedan generar humedad o calor, alejándolas de la estructura principal.

-     &nbs= p;    Regular el nivel de humedad e insectos en áreas de almacenamiento

Forma y volumen

-   &= nbsp;      Diseńos alargados y de formas libres.

-   &= nbsp;      La proporción ideal e= s de 1:1,7, aunque una proporción de 1:3 en el eje este-oeste también es aceptable.=

Orientación

-   &= nbsp;      Orientación Norte-Sur= con los ejes más largos orientados en dirección Este-Oeste.=

Interior

-   &= nbsp;      Áreas interiores con sombra y ventilación.

-   &= nbsp;      Áreas versátiles o polivalentes separadas por paneles móviles o paredes de baja altura.=

-   &= nbsp;      Ventilación en direcc= ión este-oeste en las áreas de actividad durante el día.

-   &= nbsp;      Área de protección en caso de eventos naturales catastróficos (intensidad de lluvia)=

Color

-   &= nbsp;      Colores de tonalidades suaves y reflectantes

Localización de los espacios

-   &= nbsp;      La sala, comedor y habitaciones deben estar orientados hacia el sureste.
-   &= nbsp;      El armario, la cocina= , los bańos y las áreas de circulación deben estar orientados hacia el noroeste= .

Elevación

-   &= nbsp;      Se recomienda una ubicación lo más elevada posible para aprovechar la exposición a los vien= tos y reducir la temperatura y la humedad excesiva.

Control solar

-   &= nbsp;      Construir una fachada= con aleros para proteger del sol y la lluvia.

-   &= nbsp;      Ubicar entradas, pórt= icos o balcones en las fachadas para permitir la entrada del viento

-   &= nbsp;      Se deben plantar arbu= stos para regular la incidencia de la radiación, pero sin obstruir la circulac= ión del viento.

-   &= nbsp;      Construcciones que proporcionen sombra y fomenten la circulación de aire. =

-   &= nbsp;      Proporcionar protecci= ón solar en las áreas expuestas, especialmente en los techos y fachadas orientadas hacia el este y el oeste.

Ventilación

-     &nbs= p;    Se puede construir de forma unilateral en cualquier orientación

-     &nbs= p;    Se debe garantizar una ventilación cruzada instalando ventanas en ambos lados de la edificación = para aprovechar los vientos predominantes

-     &nbs= p;    Es necesario canaliza= r la circulación de los vientos en los diferentes espacios.<= /p>

Ventanas

-   &= nbsp;      Instalar ventadas de = la mayor dimensión posible para permitir la máxima entrada de viento.

-   &= nbsp;      Se recomienda que el = área de la ventana de salida sea un 25 % del tamańo de la ventana de entrada. =

-   &= nbsp;      La altura de la venta= na dependiendo del piso.

-   &= nbsp;      Ubicar las aberturas = de ventilación a nivel de los ocupantes en la parte media-baja de los muros.=

-   &= nbsp;      Utilizar ventanas que puedan abrirse de forma abatible, corrediza con protección o persianas.

-   &= nbsp;      Protección de Mosquit= os

Fuente: Olgyay (1973), Molillón (2006) y Austin et al. (2020)

Estrategias recomendadas para la ciudad de Tena

En relación= con cada elemento del clima, es necesario disminuir la temperatura, radiación y humedad relativa se encuentran fuera del rango de confort, por lo tanto, es necesario establecer estrategias bioclimáticas pasivas. Referente a la velocidad y dirección del viento, se encuentra dentro del confort, por lo tanto, sería una variable estratégica que ayudaría a mantener en el límite a los elementos climáticos mencionados anteriormente. Mientras que, en relaci= ón con la precipitación, se debe considerar para que cada una de las estrategi= as recomendadas sea viable, puesto que este parámetro juega un rol muy importa= nte en la vida útil del material de la vivienda.

En el análi= sis de las herramientas bioclimáticas con las distintas cartas, se deduce que se requiere de ventilación natural, generación de sombra e inercia térmica dur= ante todos los meses en la ciudad de Tena. Según Zoure & Genovese (2022), el us= o de solo una técnica pasiva no garantiza un confort térmico óptimo y reducción = de energía a lo largo del ańo. Zoure = & Genovese (2022), exponen que el uso combinado de estrategias disminuye en un 69% las horas de incomodidad y el consumo anual de energía = en un 43%.

Es así que = se recomiendan diferentes estrategias ya expuestas, estos criterios nos permit= en modificar la temperatura y humedad en el interior de la vivienda a través d= e la orientación, forma geométrica, protección solar y de la lluvia, techos ventilados, ventanas, etc., con el objetivo de reducir el consumo de energí= a y minimizar impactos al medio ambiente, mientras mejora la calidad del ambien= te interior logrando una mayor sensación de frescor para los usuarios dentro de las viviendas en la ciudad de Tena. La tabla 5, realizada con base a la tab= la 3 y 4, se presentan las estrategias bioclimáticas priorizadas y más factibles para la ciudad de Tena, considerando el factor medio ambiental, económico, social y cultural.

Tabla 5

Análisis bioclimáticos para el diseńo de construcción en la ciudad de Tena

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Elementos

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Recomendaciones

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Representación gráfica

&nbs= p;

&nbs= p;

Orientaci= ón y forma

Norte-Sur, donde se presentan los vientos predominantes.

La disposición de la edificación se extiende de Este a Oeste para permitir la entrada cruzada del viento.

=

&nbs= p;

&nbs= p;

Protección solar y lluvia

Se propone el uso de vegetación para proporci= onar sombra a las ventanas y paredes y se debe tener en cuenta que éstas deben permitir la circulación del aire.

Sombreado del techo que protege contra la radiación solar directa e indirecta.

&nbs= p;

Tabla 5

Análisis bioclimáticos para el diseńo de construcción en la ciudad de Tena (continuación)

Elementos=

Recomendaciones

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Representación gráfica

&nbs= p;

&nbs= p;

Protección solar y lluvia

Se propone la utilización de una cubierta ventilada y reflectante = para evitar la acumulación de calor en el interior de la edificación.

Se recomienda tener en cuenta la dirección y la intensidad de la lluvia.

=

&nbs= p;

&nbs= p;

Ventanas<= o:p>

Instalación de entradas y salidas de aire.

La ventan= a de entrada de aire debe ser lo suficientemente grande para permitir una mayor cantidad de viento (50-80%) y la ventana de extracción debe representar el 25% del tamańo total de la abertura.

Ventilaci= ón cruzada.

Considera= r la dirección e intensidad de la precipitación.

&nbs= p;

&nbs= p;

&nbs= p;

Materiale= s

Paredes y suelos exteriores con materiales ligeros. Inercia térmic= a.

Fachadas con colores vivos.

Bajo aislamiento de los materiales.

=

&nbs= p;

&nbs= p;

Patios o corredores

Ventilaci= ón natural

Considera= r la dirección e intensidad de la precipitación.

&nbs= p;

&nbs= p;

&nbs= p;

&nbs= p;

Conclusiones

·      =    Al analizar= la climatología del cantón Tena, se puede concluir que las altas temperaturas (22,75°C), la intensa radiación solar (185 W/m2), elevada humedad relativa (91,74%) y alta precipitación (>300 mm) son características de un clima = mega térmico lluvioso, variables que influyen en el confort térmico y vida útil = de los materiales.

·      =    La construc= ción de viviendas en la ciudad de Tena requiere de la incorporación de las principales estrategias bioclimáticas pasivas para disminuir la temperatura= y humedad al interior durante todos los meses del ańo. El objetivo de las estrategias propuestas es incrementar la ventilación natural, generar sombr= a y disminuir el uso de material conductor térmico, para lo cual las recomendaciones están relacionadas a: 1) la orientación y forma de la vivie= nda; 2) protección solar y lluvia utilizando sombreado en el techo o cubierta ventilada y reflectante para evitar la acumulación de calor en el interior;= 3) ventanas que permitan el paso del viento; y 4) utilización de material constructivo ligero o de alta inercia térmica.

·      =    Las recomendaciones bioclimáticas planteadas contienen un conocimiento suficien= te de las variables climáticas para que los arquitectos puedan utilizar eficientemente las condiciones naturales y así intentar reducir la demanda = de energía tanto como sea posible en función del clima preservando el confort térmico en el interior de las viviendas.

Conflicto de intereses

No existe conflicto de interés entre los autores

Referencias Bibliográficas<= /o:p>

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Agradecimientos

El presente artículo es parte del trabajo de investigación y titulación del Programa de Maestría en Construcc= ión con Mención en Administración de la Construcción Sustentable de la Universi= dad Católica de Cuenca, por ello agradecemos a todos y cada uno de los instruct= ores pertenecientes a los grupos de investigación; Ciudad, Ambiente y Tecnología (CAT), y sistemas embebidos. =

El artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Ciencia Digital.

&nbs= p;

El artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser autoriz= ado por el director de la Revista Cien= cia Digital.

	Temperatura (şC)	Humedad Relativa (%)
Media	Mínima	Máxima	Media	Mínima	Máxima
Ene	22,38	17,77	32,25	92,83	21,95	100
Feb<= /span>	22,94	17,97	32,12	92,10	46,10	100<= /span>
Mar	22,62	17,17	33,27	92,94	44,71	100
Abr<= /span>	22,93	18,06	32,74	92,34	47,92	100<= /span>
May	22,70	17,34	32,01	93,19	48,35	100
Jun<= /span>	22,16	17,53	31,32	93,07	50,54	100<= /span>

	Temperatura (şC)	Humedad Relativa (%)<= /p>
Media<= /span>	Mínima<= /span>	Media<= /span>	Mínima<= /span>	Media<= /span>	Mínima<= /span>
Jul	21,76	16,30	32,03	91,91	29,35	100
Ago<= /span>	22,39	16,71	34,14	90,25	13,67	100<= /span>
Sep	22,89	15,87	33,51	89,20	40,09	100
Oct<= /span>	23,12	16,40	33,50	90,32	39,37	100<= /span>
Nov	23,31	17,48	32,86	91,67	44,06	100
Dic<= /span>	23,05	16,61	32,57	92,07	44,79	100<= /span>

He= rramienta bioclimática	Re= sultados	Es= trategia bioclimática
Carta bioclimática de Olygay	Se requiere de diseńos que proporcionen ventilación adecuada para lograr niveles de confort dentro de la vivienda= .	Ventilación
Carta Psicométrica	Es necesario reducir los niveles de humedad y aumentar la ventilación natural.	Deshumidificación Generación de sombra
Triángulos de confort	Se debe tener en cuenta el flujo de aire inte= rno y la refrigeración de los espacios interiores de las viviendas. Es importante mantener la capacidad de la vivienda para retener y liberar calor de manera gradual, es decir, su ine= rcia térmica.	Inercia térmica

<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Herramienta bioclimática	<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Recomendaciones de diseńo	<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Características	<= span style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast= -language: EN-US'>Fuente
Ventilación y deshumidificar	Ventanas como sistemas de ventilación	- &= nbsp; Ventanas orientadas h= acia un espacio exterior con el propósito de permitir la entrada de luz y ventilación. - &= nbsp; Permite establecer una conexión física o visual entre el interior y el exterior mediante la aper= tura de las ventanas.	= Vidal et al., 2010
Patios	- &= nbsp; Se refiere a zonas de= la vivienda que regulan el clima y al mismo tiempo permiten el paso de luz y aire fresco al interior.	Duran, 2013
Ventilación por medio de la cubierta	- &= nbsp; La acumulación de cal= or en las cubiertas provoca la elevación de la temperatura del aire, lo que = a su vez genera una zona de baja presión. Si se abre una abertura en la cubier= ta, el aire caliente interior se elevará.	= Macias & <= /span>Benito, 2014
Ventilación cruzada	- &= nbsp; Se logra la circulaci= ón de aire al colocar aberturas en fachadas opuestas, permitiendo que el aire fresco ingrese por una fachada ventilada para enfriar el ambiente, mientr= as que el aire caliente sale por la fachada opuesta.	Pińa, 2019=

<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Herramienta bioclimát= ica	<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Recomendaciones de di= seńo	- &nbs= p; Características	<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>Fuente<= span style=3D'mso-bookmark:_Hlk133416288'>
Generación de sombra	Celosías	- &= nbsp; Se refiere a un eleme= nto que permite el paso del viento, pero no de los rayos solares directos hac= ia el interior de la vivienda, y además evita la entrada de lluvia.	= Duran, 2013
Vegetación	- &= nbsp; Plantar árboles frond= osos puede ser beneficioso para crear espacios verdes que reduzcan la exposici= ón a la radiación indirecta y faciliten el flujo de vientos canalizados. = - &= nbsp; Los techos verdes tie= nen la capacidad de reducir la radiación indirecta al disipar el calor acumul= ado en la superficie verde.	Molillón, 2006; Rayte= r, 2008
Cubiertas	- &= nbsp; Cubrir la parte super= ior de la ventana para generar sombra y proteger de las precipitaciones inten= sas.	= Molillón, 2006
Inercia térmica	Uso de materiales	- &= nbsp; El uso de materiales = como agua, hormigón y piedras naturales ayuda a mantener la frescura del ambie= nte durante el día y una temperatura templada durante la noche. - &= nbsp; Paredes o material de construcción con baja capacidad de transferir el calor a través de ellas.=	Pińa, 2019=

Factor Recomendación de di= seńo bioclimática	Distribución	- &nbs= p; Aislar y ventilar las áreas que puedan generar humedad o calor, alejándolas de la estructura principal. - &nbs= p; Regular el nivel de humedad e insectos en áreas de almacenamiento
Forma y volumen	- &= nbsp; Diseńos alargados y de formas libres. - &= nbsp; La proporción ideal e= s de 1:1,7, aunque una proporción de 1:3 en el eje este-oeste también es aceptable.=
Orientación	- &= nbsp; Orientación Norte-Sur= con los ejes más largos orientados en dirección Este-Oeste.=
Interior	- &= nbsp; Áreas interiores con sombra y ventilación. - &= nbsp; Áreas versátiles o polivalentes separadas por paneles móviles o paredes de baja altura.= - &= nbsp; Ventilación en direcc= ión este-oeste en las áreas de actividad durante el día. - &= nbsp; Área de protección en caso de eventos naturales catastróficos (intensidad de lluvia)=
Color	- &= nbsp; Colores de tonalidades suaves y reflectantes
Localización de los espacios	- &= nbsp; La sala, comedor y habitaciones deben estar orientados hacia el sureste. - &= nbsp; El armario, la cocina= , los bańos y las áreas de circulación deben estar orientados hacia el noroeste= .
Elevación	- &= nbsp; Se recomienda una ubicación lo más elevada posible para aprovechar la exposición a los vien= tos y reducir la temperatura y la humedad excesiva.
Control solar	- &= nbsp; Construir una fachada= con aleros para proteger del sol y la lluvia. - &= nbsp; Ubicar entradas, pórt= icos o balcones en las fachadas para permitir la entrada del viento - &= nbsp; Se deben plantar arbu= stos para regular la incidencia de la radiación, pero sin obstruir la circulac= ión del viento. - &= nbsp; Construcciones que proporcionen sombra y fomenten la circulación de aire. = - &= nbsp; Proporcionar protecci= ón solar en las áreas expuestas, especialmente en los techos y fachadas orientadas hacia el este y el oeste.
Ventilación	- &nbs= p; Se puede construir de forma unilateral en cualquier orientación - &nbs= p; Se debe garantizar una ventilación cruzada instalando ventanas en ambos lados de la edificación = para aprovechar los vientos predominantes - &nbs= p; Es necesario canaliza= r la circulación de los vientos en los diferentes espacios.<= /p>
Ventanas	- &= nbsp; Instalar ventadas de = la mayor dimensión posible para permitir la máxima entrada de viento. - &= nbsp; Se recomienda que el = área de la ventana de salida sea un 25 % del tamańo de la ventana de entrada. = - &= nbsp; La altura de la venta= na dependiendo del piso. - &= nbsp; Ubicar las aberturas = de ventilación a nivel de los ocupantes en la parte media-baja de los muros.= - &= nbsp; Utilizar ventanas que puedan abrirse de forma abatible, corrediza con protección o persianas. - &= nbsp; Protección de Mosquit= os