TÉCNICAS NATURALES DE REFRIGERACIÓN: POZOS PROVENZALES (Parte 1)

El suelo presenta un gradiente térmico tal, que alrededor de los 14 m de profundidad, la temperatura es prácticamente constante a lo largo del año, e igual a la temperatura media anual de la zona. La temperatura se rige por la ecuación de Kusuda que se reproduce a continuación:


2016-03-14 12_16_13-3ª comunicación TUBOS ENTERRADOS POZOS CANADIENSES.docx [Modo de compatibilidad]Siendo:

Tz,j= Temperatura de suelo a profundidad z (m.) en el día juliano j,

Tm = Temperatura media anual,

As = Máxima variación anual de la temperatura ambiente,

k = Difusividad térmica del suelo (m2/h),

j = Día juliano, (j = 1 el 1 de enero y j = 365 el 31 de Diciembre).

jo = Constante de fase (días), con el argumento del coseno en radianes.


Haciendo uso de esta relación, en la figura 7a se representa la evolución térmica del suelo a diferentes profundidades. En la figura 7b se representa esa misma figura, pero haciendo una ampliación para los meses de verano más conflictivos, es decir julio y agosto.

 temperatura del suelo  temperatura del suelo verano
Figura 7a. Evolución de la temperatura del suelo a diferentes profundidades. Los puntos marcan el máximo y mínimo anual a cada profundidad. Figura 7b. Temperatura del suelo durante los meses de julio y agosto.

Como se puede apreciar, a 3 m de profundidad la temperatura del suelo permanece entre los 14 y 22 ºC y entre 12 y 17 ºC para 4 m. Es decir tenemos capacidad suficiente para refrigerar el aire exterior, que durante los meses de verano, y a las horas centrales del día tendrá una temperatura mucho mayor.

imagen esquema

La técnica de tubos enterrados, como su nombre indica, consiste en enterrar una serie de conductos hechos de un material con una conductividad elevada (metálicos, de arcilla o de hormigón) de tal modo que a través de ellos,

circulará aire que, tomado del exterior pasará por los conductos, y entrará en el edificio a una temperatura inferior. De este modo se refrigera y renueva el aire de forma simultánea.

Mediante ventiladores adecuados se hace pasar el aire exterior a través del conducto Por intercambio convectivo entre el aire y la superficie interior del conducto se establece un flujo de calor, de tal modo que, al estar más fría la superficie del conducto, se produce una bajada de la temperatura del aire.

La eficiencia de la técnica depende:

  1. De la temperatura del suelo, que será inferior cuanto más profundos estén enterrados.
  2. Del tratamiento de la superficie exterior que contiene los tubos. Sombreado del espacio del suelo donde están enterrados. Irrigación del suelo para aumentar contenido de humedad en el suelo.
  3. De la superficie de contacto entre los conductos y el terreno.
  4. De la longitud total del conducto a través del cual pasará el aire.
  5. Del caudal de aire que circula a través de los tubos (o lo que es lo mismo para un diámetro dado la velocidad de circulación del fluido).

Es evidente que a medida que el aire avance a través del conducto la temperatura del mismo irá bajando en la medida que ceda calor al terreno. Asimismo el terreno circundante se irá calentando en la medida que el aire cede el calor. Si la conductividad del terreno es pequeña se calentará de forma rápida las primeras capas en contacto con el conducto, por lo que el efecto refrigerante perderá mucha efectividad debido a que disminuirá el salto térmico entre el terreno y el aire circulante a través del conducto.

José Manuel Rodríguez                                                                                                          José Marco Montoro