Desarrollan un modelo de simulación que predice el impacto del cambio climático en obras de arte y edificios históricos

Un equipo de investigación de las Universidades de Málaga y Sevilla ha aplicado un método que simula cómo preservar las edificaciones y las obras de arte que albergan y analizar su consumo energético, según el tipo de climatización utilizada, en el escenario actual y en 2050. El método que proponen incluye el estudio de los materiales, la disposición y la estructura del edificio, así como las condiciones ambientales que soportan.

Al desarrollar intervenciones de mejora o rehabilitación, podrán tenerse en cuenta aspectos que mejoren la confortabilidad del espacio para los usuarios.

De esta manera, al desarrollar intervenciones de mejora o rehabilitación, podrán tenerse en cuenta aspectos que mejoren la confortabilidad del espacio para los usuarios, la conservación de las obras que acogen y reduzcan su coste energético. Los expertos detallan este protocolo de actuación en el artículo ‘Effects of future climate change on the preservation of artworks, thermal comfort and energy consumption in historic buildings’, publicado en la revista Applied Energy con el que se podrán proponer alternativas de acondicionamiento ambiental de una manera más exacta y fiable y con una proyección de futuro que incluye las consecuencias que producirá el cambio climático en los edificios.

Así, los gestores cuentan con estrategias de restauración para un mejor uso de la energía y una reducción de las emisiones de carbono, sin comprometer el patrimonio arquitectónico. “Uno de los principales desafíos en la actualidad es la reducción de energía en edificios históricos, una acción necesaria para cumplir los objetivos energéticos futuros y reducir el impacto del cambio climático”, indica a la Fundación Descubre la profesora de la Universidad de Málaga e investigadora de la Universidad Sevilla Carmen Muñoz González, autora del artículo.

La profesora de la Universidad de Málaga e investigadora de la Universidad Sevilla Carmen Muñoz González, autora del artículo.

Tras el análisis constructivo del edificio y parámetros ambientales, tanto interiores como exteriores, los investigadores conjugan varias herramientas con las que recrean el edificio y configuran las necesidades energéticas para crear confortabilidad y preservar correctamente las obras de arte. De esta manera, teniendo en cuenta las distintas formas de climatización posibles se puede adoptar la decisión más sostenible y económica para cada construcción individualmente.

Realidad energética virtual del patrimonio

En el software ‘DesignBuilder’, usado en arquitectura e ingeniería, se incorporan las características constructivas de cada edificio: los materiales utilizados, el espesor de sus muros, la techumbre, sus dimensiones, las obras de arte que contienen… Además suma los datos climatológicos y parámetros ambientales como humedad, temperatura o velocidad del aire, tanto del exterior como del interior y simula los que se darán en 2050 por el cambio climático. De esta manera, queda configurada la recreación virtual del edificio y de sus condiciones climáticas.

En el trabajo, se analizaron las iglesias de San Francisco de Asís, la Merced y la Victoria de la provincia de Sevilla, construidas entre los siglos XVI y XVII y consideradas Bien de Interés Cultural. Los materiales de construcción son mampostería y ladrillo, con ventanas de un solo vidrio, con paredes gruesas que proporcionan una alta inercia térmica, es decir una gran capacidad de almacenamiento de energía. Además, albergan una amplia gama de obras de arte, incluidas esculturas y retablos de madera.

Mediante sensores colocados a distintas alturas, registraron los valores de temperatura, humedad relativa y absoluta del interior durante todo un año, además de la información del exterior. A través del software Energyplus, incorporado en DesignBuilder, simularon la confortabilidad de los ocupantes y la eficiencia energética teniendo en cuenta los datos actuales y los proyectados en 2050.

Los investigadores conjugan varias herramientas con las que recrean el edificio.

Posteriormente, realizaron la comparación de distintas técnicas de aclimatado, tanto pasivas como activas. Las pasivas, aquéllas en las que no hay consumo energético, pueden perjudicar, en ocasiones, a la preservación y habitabilidad. La colocación de doble ventana con vidrieras existentes, por ejemplo, puede impedir una buena ventilación del edificio e incrementar la temperatura y humedad.

Las activas, por su parte, incluyen las utilizadas para la preservación de obras de arte y el confort térmico, como las calderas de calefacción para suelo radiante o radiadores, y las que solo se utilizan para la conservación del patrimonio, como la ventilación y el uso de humidificadores. La aplicación de estos primeros hace que los edificios sean más cómodos y aumenten su potencial de uso.

Conservar y disfrutar de manera sostenible

Por tanto, mediante esta técnica se da un paso más ante la preocupación por conservar el patrimonio y por lograr edificios adaptados a los nuevos requisitos de confortabilidad y de eficiencia energética existentes. “Sin este cambio de política, los edificios tradicionales, que ahora son un activo valioso, se convertirán en una carga en el futuro cercano”, añade la investigadora.

De esta manera, cualquier gestor de un edificio histórico podría determinar adaptaciones de climatización con una proyección a largo plazo que permita un ahorro del gasto energético asegurando la conservación patrimonial, independientemente del clima del lugar donde esté situada y de la fecha de construcción.

Mediante sensores colocados a distintas alturas, registraron los valores de temperatura, humedad relativa y absoluta del interior durante todo un año, además de la información del exterior.

El trabajo se ha financiado mediante el proyecto ‘Optimización paramétrica de fachada de doble piel en el clima mediterráneo para mejorar la eficiencia energética en escenarios de cambio climático’ del Ministerio de Ciencia e Innovación liderado por el grupo de investigación ‘Arquitectura, Patrimonio y Sostenibilidad: Acústica, Iluminación, Óptica y Energía’.

Versión en inglés: Development of a simulation model that predicts the impact of climate change on artworks and historic buildings

Referencias

Carmen Muñoz González, Ángel Luis León-Rodríguez, Rafael Carlos Suárez Medina y Jonathan Ruiz-Jaramillo. ‘Effects of future climate change on the preservation of artworks, thermal comfort and energy consumption in historic buildings’. Applied Energy. 2020

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