Federico Favre y Sofía Gervaz, él como tutor y ella como investigadora, son los responsables de la primera tesis doctoral en Uruguay sobre el modelado energético de viviendas. Este trabajo, iniciado en 2017, ofrece respuestas locales a una pregunta clave: ¿cómo mejorar la eficiencia energética de nuestros hogares para proteger el medio ambiente y reducir los costos de electricidad?

Desde el Departamento de Termodinámica Aplicada de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República (Udelar), Favre, Gervaz y otros estudiantes de posgrado han avanzado en una investigación sobre la transferencia de calor en viviendas uruguayas. No solo buscan entender cómo responden las casas o los edificios a las variaciones térmicas diarias y estacionales, sino también evaluar el impacto directo de estos factores en el confort de los habitantes y en el consumo energético.

Con datos que revelan que hasta un 20% del consumo total de energía en Uruguay proviene de los hogares, el equipo ha colaborado con la Facultad de Arquitectura de la Udelar y organizaciones como MEVIR para evaluar la eficiencia energética de distintos sistemas constructivos.

Al comparar viviendas tradicionales con modelos innovadores como el woodframe –una estructura de madera con aislamiento térmico de lana de vidrio–, demuestran cómo la arquitectura puede evolucionar para enfrentar los desafíos energéticos actuales, transformando no solo la infraestructura, sino también la calidad de vida de miles de uruguayos.

F. Favre

Utilizando modelos computacionales, el equipo de investigadores simuló el comportamiento térmico de diversas viviendas, lo que les permitió analizar cuánta energía se consume para mantener un nivel adecuado de confort y cómo estas viviendas logran conservar ese confort a lo largo del año.

En particular, trabajaron con tres proyectos de MEVIR y dos métodos constructivos: el tradicional, con muros de ladrillo, y el woodframe. Al respecto, Favre destacó la evolución de las viviendas de MEVIR a lo largo del tiempo: “Han evolucionado muy bien; han puesto mucho esfuerzo en hacerlas más eficientes. Están en contacto con la academia para evaluar qué mejoras pueden incorporar en las construcciones”.

Gracias a las simulaciones, se realizaron múltiples pruebas, como agregar aislamiento en el techo, cambiar ventanas o modificar los aleros, y se observó cómo estas medidas afectan el consumo energético, el confort y el costo asociado a cada mejora en eficiencia energética. “También evaluamos el impacto a nivel nacional, identificando en qué localidades es más importante invertir en el aislamiento de techos y en cuáles es prioritario mejorar la hermeticidad de las viviendas”, explicó a El País.

F. Favre

Uno de los aspectos clave del proyecto fue la realización de mediciones en viviendas ya construidas. Favre y su equipo tomaron diversas mediciones, como la permeabilidad al aire, un factor que determina cuánta infiltración de aire se produce en una casa, incluso cuando todas las aberturas están cerradas. “Eso termina impactando en el consumo energético”, comentó.

El equipo también realizó mediciones de temperatura durante el verano y el invierno, mientras los residentes vivían en las casas. Estos datos, además de servir como insumo para los modelos, permitieron ajustar las simulaciones y obtener una visión más clara de cómo se comportaban las dos tipologías de viviendas. Por ejemplo, una vivienda con muros de ladrillo, al ser más pesada, tiende a acumular más energía a lo largo del día. “En el exterior, la temperatura puede variar entre 5 y 20 grados entre el día y la noche, pero en el interior las variaciones suelen ser mucho menores. Eso no ocurre de la misma manera en una construcción ‘liviana’”, explicó Favre, refiriéndose a las viviendas no tradicionales.

Una vivienda de madera, por ejemplo, no responde de la misma manera a los cambios de temperatura. “Eso hace que en algunas horas de la mañana la casa ya esté fuera de confort”, añadió, señalando que en esos casos es necesario recurrir a métodos adicionales, como una estufa, en días fríos.

“Las mediciones de temperatura por sí solas ya nos permiten sacar conclusiones sobre la eficiencia de las casas, pero las simulaciones nos proporcionan información adicional para hacer comparaciones más detalladas”, subrayó.

No obstante, comparar directamente dos viviendas no es una tarea sencilla. Factores como la orientación y la ubicación de las ventanas influyen considerablemente en el comportamiento térmico. “Si las ventanas están orientadas al norte, entra más sol y eso cambia el comportamiento de la casa”, señaló. Por eso, las simulaciones son fundamentales, ya que permiten ajustar parámetros como la orientación y la distribución de las ventanas para optimizar la eficiencia energética.

“En algunas orientaciones es obvio dónde conviene colocar una ventana, pero cuando no se puede elegir la orientación exacta, hay que ser cuidadosos. Las simulaciones nos ayudan a determinar qué es lo mejor en cada caso”, dijo.

El equipo de la Facultad de Ingeniería se encuentra actualmente perfeccionando las herramientas de simulación, enfocándose en los factores más determinantes en las viviendas típicas uruguayas, como la aislación en muros y techos, la reflexión solar en las superficies, y la intensidad y dirección del viento. Para esto, se requiere analizar “cientos o miles” de casos específicos, por lo que se está avanzando en el estudio de diferentes sistemas constructivos. Además, es esencial considerar la variabilidad climática de la región para obtener resultados más precisos.

La pregunta clave es: ¿esto resultará en una construcción más costosa? No necesariamente. Según Favre, aunque la inversión inicial puede ser mayor, el ahorro en el consumo energético a largo plazo compensará ese gasto. Si es la familia la que asume la inversión, será quien disfrute de los beneficios durante el uso de la vivienda. Al mismo tiempo, el país podría reducir el 20% del consumo total de energía que actualmente proviene de los hogares.