Modelo matemático para la estimación del balance de calor en un techo verde y su aplicación en la reducción del consumo de energía eléctrica en zonas urbanas con clima tropical húmedo.

Abstract

Desde la perspectiva de los procesos térmicos asociados, un techo verde reduce la transferencia de calor a través del techo de un edificio urbano, reduciendo así el consumo de energía eléctrica para enfriarlo. Este balance térmico puede estimarse a partir del uso de un modelo matemático de tipo mecanístico. Esta investigación desarrolló un modelo matemático que representa los fenómenos fisicoquímicos y biológicos directamente relacionados con la capacidad de una azotea verde para reducir la penetración de la temperatura exterior al interior de edificios en zonas urbanas con clima tropical húmedo, con el propósito principal de disminuir el consumo anual de energía eléctrica, reduciendo el tiempo de uso de aires acondicionados. El modelo se ajusta numéricamente con base en datos recabados en una unidad experimental ubicada en Villahermosa, Tabasco, donde se establecieron especies vegetales nativas del sureste de México. Se analizó la rentabilidad del proyecto de instalación de techos verdes extensivos en viviendas ubicadas en un clima tropical húmedo considerando el efecto de diversos parámetros sobre la relación beneficio-costo y el periodo de recuperación de la inversión. Los beneficios ambientales que brinda un techo verde fueron estimados a partir de un análisis de ciclo de vida. El análisis a partir del valor presente neto de los costos de instalación, mantenimiento, desmantelamiento y disposición final determinó que la relación beneficio-costo varía entre 1.1 y 3.8 con periodos de recuperación de 3.4 a 8.9 años.