PROTOTIPO DE VIVIENDA CON MATERIALES PCM PARA COMBATIR LAS HELADAS EN LA COMUNIDAD DE SANTA ANA

PORT TAFOLIO 2021 - 1

PROTOT TIP PO DE VIV VIENDA CON N MAT TER RIAL LES S PCM M PA ARA COMBATIR LAS HELADA AS EN LA CO OMUNID DAD DE SANT TA ANA - HUA ANCAVE ELIC CA

DANIELA CASTIL LLO VAC CCARO 2 1603 20 310

AN NDY MANDUJJAN NO INF FANTES 2015 53088

DANIELA RIVER RA CAMPODÓ ÓNICO O

Profesor: Alejandra Acevedo de los Ríos

20163503 3

Universidad de Lima Facultad de Ingeniería y Arquitectura Carrera de Arquitectura Alumnos Daniela Castillo Vaccaro Andy Mandujano Infantes Daniela Rivera Campodónico Profesor Alejandra Acevedo de los Ríos Curso Seminario de Construcción

ÍNDICE

04

CAPÍTULO I: GENERALIDADES

16

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

50

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO Y NORMATIVO

68

CAPÍTULO IV: VARIABLES CONDICIONANTES Y DETERMINANTES

74

CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

88

DESARROLLO PROTOTIPO FINAL

100 106

CG7

CG2 - CG3 - CG4 - CG5 - CG6 - CG7 - CG11

CG2 - CG3 - CG7

CG5 - A2 - A4

CG7 - CG10

CG7 - CG G10

REFEREN NCIAS S BIBLIOGRÁFICAS

ANEXOS

CAPÍTULO I: GENERALIDADES Criterios RIBA: CG7

4

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I En esta primera parte del curso, nos enfocamos en el tema que queríamos elegir, nuestra propuesta y donde nos ubicaríamos, es así que primero identificamos una de las principales problemáticas que ocurren en el Perú como las heladas, que afecta a la población vulnerable como niños y ancianos en las comunidades mas alejadas ubicadas principalmente en la sierra peruana, después elegimos Huancavelica ya que, aparte de ser uno de los departamentos mas pobres del Perú, fue declarado en emergencia durante el fenómeno de las heladas, mediante una investigación previa, decidimos hacer un nuevo prototipo de vivienda aplicando materiales innovadores que ayuden al confort térmico como son los materiales de cambio de fase (PCM).

Esta etapa demando mucha investigación y comparación de información ya que al no poder ir al lugar in situ, debíamos recolectar información de las bases de datos como el Senamhi o el INEI.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

5

CAPÍTULO I: GENERALIDADES

TEMA Los departamentos de la sierra del Perú sufren de climas de frío extremo entre abril y septiembre, alcanzando su periodo más frío en los meses de junio y julio; con el cambio climático se espera que el frío se LQWHQVLųTXH en -2.5ºC . Huancavelica se ubica en la sierra y es uno de los departamentos que más sufre con el friaje y las heladas.

El departamento de Huancavelica tiene un serio problema con respecto a las heladas, ya que tiene una alta frecuencia de casos de heladas por año. Castrovirreyna es una de las siete provincias de Huancavelica, históricamente tiene registro de las peores heladas llegando a temperaturas de -4ºC con una frecuencia de hasta 4 casos de heladas al año (SENAMHI, 2012). Es dentro de esta provincia, en el distrito de Santa Ana, donde se encuentra nuestra población de estudio, Comunidad de Santa Ana.

TAYACAJA

CHURCAMPA

HUANCAVELICA

ACOBAMBA

ANGARES CASTROVIRREYNA

HUAYTARA

DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA

CASTROVIRREYNA EYNA A

PROVINCIA DE CASTROVIRREYNA

UBICACIÓN DEL LUGAR DE ESTUDIO Fuente: GOOGLE MAPS, ELABORACIÓN PROPIA

6

DISTRITO DE SANTA ANA

Las viviendas rurales tradicionales de los pobladores del distrito no son aptas para combatir las heladas, y presentan problemas de habitabilidad interna. En cuanto al confort térmico, la vivienda tiene un mal comportamiento debido a las pérdidas de calor que se producen en los encuentros entre el techo y el muro y entre el muro y el piso, los pisos en su mayoría de tierra apisonada presentan humedad y los materiales del techo (paja o calamina) no son resistentes a temperaturas extremas (citas). En cuanto a la dimensión de la vivienda son en promedio 34 m² para una familia de entre 3 a 4 personas (una vivienda rozando el límite de espacio requerido). Por otro lado, la privacidad en este tipo de viviendas no es algo que se aprecie mucho, ya que en muchos casos se comparten ambientes como dormitorios y baños. Y por último, la vivienda no cuenta con espacios externos, ya que, debido al trabajo, no son necesarios este tipo de espacios, ya que lo único que se busca es una vivienda compacta y simple solo para pasar la noche. (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2019) Finalmente, tratando el tema de la población más vulnerable sel rango de edades se encuentra entre los 0 a 14 años (30.3%) y las personas de entre 65 a más años (9.6%), representando un total del 39,9% de la población la cual estaría en un mayor peligro frente a estas heladas. (CENEPRED, 2018) Debido a los problemas anteriormente mencionados de las viviendas existentes, consideramos relevante tratar el tema de diseñar un prototipo de vivienda que contemple todas las variables de habitabilidad mejorando el confort térmico interno a través de la introducción de un material de cambio de fase (PCM), el cual consiste en la liberación y absorción de calor a una determinada temperatura, conocida como punto de fusión. La investigación busca re valorar las técnicas constructivas locales y la arquitectura vernácula de la zona por lo que el material PCM resulta apropiado pues es un material que fácilmente se puede instalar en paredes, muros y/o techos como una extra.

Cabe resaltar que nuestra investigación tiene relevancia ya que estudiara una manera de crear un nuevo prototipo de vivienda que sea simple y HųFD] contra las temperaturas de frío extremo; y si se logra tener éxito con esta investigación, se podría llegar a aplicar las técnicas de nuestro prototipo a diferentes viviendas alrededor del país (o del mundo) y así disminuir el impacto del frío sobre la calidad de habitabilidad dentro de las viviendas, sobretodo de más bajos recursos.

FOTO VIVIENDA DE ADOBE HUANCAVELICA Fuente: HUACHOS.COM

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CAPÍTULO I: GENERALIDADES

JUSTIFICACIÓN DEL TEMA Este artículo de investigación se enfocará en dar a conocer la ineficiencia térmica de las viviendas de los pobladores de Huancavelica, centrándonos en la zona rural de la provincia de Castrovirreyna del distrito de Santa Ana y cómo esto afecta la calidad de vida de las personas trayendo consigo diversos tipos de problemáticas que atentan contra su salud.

Según el SENAMHI, las heladas son fenómenos naturales que ocurren en la Sierra cuando la temperatura está por debajo de los 0°C, estas inician en abril y terminan en septiembre, siendo junio y julio los meses más críticos. Según el Centro de Operaciones de Emergencia Nacional (COEN), las heladas con mayor riesgo climático ocurrieron en el 2018 afectando a 433 viviendas a nivel nacional, dejando consigo 792 663 afectados con pérdidas de vivienda, salud, cultivos y ganado. Según CENEPRED (2018), uno de los departamentos que presenta en promedio la mayor frecuencia de días de helada es Huancavelica con un rango de 25 a 31 días, afectando a 72 631 en el año 2018, es por eso que el Gobierno Central mediante Decreto Supremo N°033-2016-PCM, declaró en estado de emergencia a 94 distritos y 41 provincias de catorce departamentos del país, uno de ellos Huancavelica debido al peligro ante las bajas temperaturas a causa de las heladas.

FOTO VIVIENDA DE HUANCAVELICA DURANTE HELADAS Fuente: DIARIO EXPRESSO

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Según el Censo llevado a cabo el año 2017, la población huancavelicana es predominantemente rural, donde la población asciende a 241 777 personas, que representan el 69,5%; y en el área urbana habitan 105 862 personas (siendo el 30,5 %). A su vez se conoce que el 30,3% de la población son niños menores de 14 años y el 9,6% son mayores de 65, es decir que más de la tercera parte de la población en Huancavelica es población vulnerable.

El Ministerio de Salud (2018) indica que el mayor número de neumonías por grupos de edad a nivel nacional lo encabezan niños menores de 4 años y personas mayores de 60 con un incremento de estas enfermedades en los meses de mayo a octubre. A su vez en el departamento de Huancavelica en el año 2018 se registraron 31 casos de neumonía en niños menores de 5 años con una tasa de letalidad de 3.2% Esto se debe en su mayoría a la deficiencia térmica de los hogares en Huancavelica ya que más del 80% son viviendas a base de adobe o tapial, el 12% son de ladrillo y cemento y el 4% utiliza otros materiales como la madera. (Censo, 2017) Mapa de susceptibilidad ante las heladas

Mapa de escenario de Riesgo por heladas a nivel de centros poblados

Muy alto

Muy alto

Alto

Alto

Medio

Medio

Bajo

Bajo

Muy bajo

Muy bajo

Fuente: SENAMHI, Gobierno Regional de Huancavelica, & Cornejo Garrido, A. G. (2012). Estudio Temático Clima del Departamento de Huancavelica. http://geoservidorperu.minam.gob.pe/geoservidor/Archivos/Mapa/Huancavelica/Memoria_Descriptiva_Clima.pdf

9

CAPÍTULO I: GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Huancavelica es uno de los departamentos del Perú, ubicado en la sierra central que tiene que enfrentar durante varios meses al año al fenómeno de las heladas, perjudicando a la población principalmente por MN SDMDQ UHUHDMC@R DjBHDMSDR PTD OTDC@M RNONQS@Q A@I@R SDLODQ@STQ@R $K BKHL@ CD K@ YNM@ DR U@QH@CN CTQ@MSD DK UDQ@MN DK BKHL@ DR SDLOK@CN RDFŕM K@ BK@RHjB@BHłM BKHLđSHB@ Kopen, y algunas zonas alcanzan los 22°C; sin embargo, durante los meses de invierno, de mayo a RDOSHDLAQD @KFTMNR KTF@QDR KKDF@M @ SDMDQ TM@ SDLODQ@STQ@ CD DMSQD " @ " 2$- ,'( Esta variación extrema de temperaturas ha estado afectando la calidad de vida de los huancavelicanos ya que, como se mencionó anteriormente, sus viviendas no están preparadas para enfrentar estos cambios de temperatura; ya que, como menciona Moncloa sobre los problemas de este tipo de vivienda en su artículo “Confort Térmico” (2017): al ser de adobe, a pesar de tener un alto grado de inercia térmica, este tiene una forma irregular, entonces al utilizarlo para la creación de viviendas, quedan ligeros huecos/grietas que permiten la entrada del aire frío exterior además para protegerse de las lluvias intensas que ocurren en la sierra, utilizan techos de calaminas que si bien impermeabilizan el lugar, es casi imposible mantener el calor sobretodo durante las heladas, llegando a 72 631 personas afectadas por las bajas temperaturas en Huancavelica. (COEN, 2018) Por lo que la pregunta de nuestra investigación es ¿Cómo mejorar las condiciones de habitabilidad interna en las viviendas de la población de Capillas SantaNorte Ana en Huancavelica frente a las heladas? +NR OQNAKDL@R DRODBİjBNR RNM - Las viviendas en la actualidad no disponen de una buena habitabilidad interna debido @ K@R HMjKSQ@BHNMDR CD @HQD @K HMSDQHNQ X K@ E@KS@ CD @RDRNQİ@ SġBMHB@ - Debido al bajo confort térmico existe un alto índice de problemas respiratorios - Los prototipos de vivienda hechos por programas del estado no disponen de un adecuado confort térmico.

- Adaptar el diseño de nuestro prototipo a la estética del lugar, para que de esta manera no haya rechazo hacia el proyecto

10 1 0

Mapa de Frencuencia de heladas (1991 - 2011)

Mapa de escenario de Riesgo por heladas a

Región Huancavelica

nivel de centros poblados

Muy alto Alto Medio Bajo Muy bajo

Mapa temperaturas mínimas multianual Región Huancavelica

Características de vivienda en Huancavelica

Fuente: SENAMHI, Gobierno Regional de Huancavelica, & Cornejo Garrido, A. G. (2012). Estudio Temático Clima del Departamento de Huancavelica. http://geoservidorperu.minam.gob.pe/geoservidor/Archivos/Mapa/Huancavelica/Memoria_Descriptiva_Clima.pdf

11

CAPÍTULO I: GENERALIDADES

HIPÓTESIS Un prototipo de vivienda que contemple las variables de habitabilidad e introduzca mejoras tecnológicas con el uso de un material PCM

se comportará bien ante las heladas y respetará las tradiciones

constructivas y la arquitectura vernácula del lugar.

'HOłSDRHR DRODBİjB@R +@ L@MDQ@ LđR DjBHDMSD CD HMBKTHQ L@SDQH@KDR /", DM TM@ UHUHDMC@ DR @ SQ@UġR CD planchas como capas protectoras al exterior de estas. Y al brindar asesoría de técnicas constructivas, los pobladores podrán recrear los prototipos de vivienda.

- La combinación de los materiales PCM con técnicas de arquitectura bioclimática y materiales aislantes aumentarán la efectividad del prototipo de vivienda - Se logrará introducir un nuevo prototipo de vivienda ya que demostrará ser la mejor opción de vivienda frente a las heladas.

- Diseñamos el prototipo de tal manera que se aplica sobre este la estética del lugar, logrando una mayor aceptación.

FOTO HUANCAVELICA DURANTE HELADAS Fuente: ANDINA.PE

12

OBJETIVO GENERAL Diseñar un prototipo de vivienda que contemple las variables de habitabilidad interna introduciendo mejoras tecnológicas con el uso de un material PCM que mejore las condiciones de confort térmico ante las heladas y respetar las tradiciones constructivas y la arquitectura vernácula del lugar.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Mejorar el sistema constructivo de las viviendas para la optimización del confort térmico Introducir un nuevo prototipo de vivienda utilizando materiales PCM y tener una buena habitabilidad interna y poder mitigar las enfermedades consecuentes de las heladas Introducir de un nuevo prototipo de vivienda que supere al prototipo que propone el estado Diseñar nuestro prototipo de vivienda de tal manera que se adapte a la estética del lugar, y así lograr una mejor aceptación; sin que se afecte su rendimiento.

FOTO CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDA DE ADOBE Fuente: ANDINA.PE

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CAPÍTULO I: GENERALIDADES

ALCANCES Se desarrollará un prototipo de vivienda capaz de poder controlar los cambios bruscos de enfriamiento que sufre el departamento de Huancavelica por culpa de las heladas, a partir de materiales PCM (phase change materials). De esta manera, se espera poder implementar un método HųFLHQWH y seguro que pueda ser replicado en otros distritos o departamentos del Perú, para así poder combatir las bajas temperaturas que vive este sector andino. También, se validará a través del desarrollo de un prototipo digital, simulando tanto en tamaño e implementación del material. Además, dicho proyecto tiene como objetivo generar que se puedan llevar a la práctica con mayor frecuencia este tipo de materiales (PCM) en el ámbito de la construcción en el país. Adicionalmente esta a nuestro alcance el poder realizar entrevistas a expertos y a informantes claves para entender las lógicas de habitar de los pobladores y la problemática.

LIMITACIONES Una de las limitaciones en la investigación es la poca aplicación de los materiales de cambio de fase (PCM) en el sector de la construcción en el Perú. Además, debido a la coyuntura que se encuentra el país actualmente, el trabajo que se viene realizando se ve afectado, ya que por el momento hay ciertas limitaciones con los desplazamientos que puedan realizarse hasta los laboratorios que brinda la Universidad o al el propio sector de Huancavelica, para poder recopilar la mayor cantidad de información posible.

FOTO DE VIVIENDA EN HUANCAVELICA

Fuente: ANDINA.PE

14

IMÁGEN SATELITAL DE LA COMUNIDAD DE SANTA ANA Fuente: GOOGLE EARTH PRO

15

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL Criterios RIBA: CG2 - CG3 - CG4 - CG5 - CG6 - CG7 - CG11

16 16

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO II En esta segunda etapa, se recolecto información tanto referencial como contextual, mediante la lectura de papers y artículos de interés para obtener información sobre los materiales PCM, como los distintos tipos, en donde se puede utilizar, los países que mas los utilizan, como funcionan en la construcción, además de información sobre las viviendas vernáculas altoandinas, asimismo se realizo un cuadro comparativo entre casos análogos que sean similares a nuestro proyecto. Finalmente se analizó el contexto, el estado actual de la vivienda y el clima en Huancavelica.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

17 17

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL MARCO REFERENCIAL

ANTECEDENTES DE LOS MATERIALES PCM /@Q@ DLODY@Q RD OQNBDCD @ ENQLTK@Q K@ CDjMHBHłM CD KNR L@SDQH@KDR CD B@LAHN CD E@RD Rİ OTDR RD puede decir que un material de cambio de fase (PCM) es una sustancia con un calor de fusión elevado, capaz de almacenar y liberar grandes cantidades de energía para su uso en las distintas aplicaciones de los sistemas. Este calor es absorbido o liberado cuando la sustancia cambia de fase de sólido a líquido o en sentido contrario (García, 2012).

Fuente: https://www.aiaaustin.org/event/phase-change-materials-pcm-high-performance-enclosures

Es por ello, que desde hace mucho tiempo atrás se ha aprovechado esta inercia térmica que proporcionan los mismos materiales para poder reducir el consumo energético. Hoy en día se están realizando diferentes experimentos basados en las proporciones que puede dar los propios materiales para así poder tener un control térmico en los espacios habitables.

18

Fuente: https://sublimaciones.net/sublimacion/inversa/

Los materiales de cambio de fase (PCM), cambian de estado debido a la temperatura a la que los L@SDQH@KDR RNM RNLDSHCNR X@ PTD CTQ@MSD DK CH@ ODQL@MDBDM DM DRS@CN KİPTHCN O@Q@ CDROTġR RNKHCHjB@QRD en la noche, sin embargo mientras ocurre este proceso, mantienen una temperatura constante.

PROPIEDADES: -Alto calor latente de fusión por unidad de volumen.

-Baja variación de volumen en el cambio de fase y baja presión

de

vapor

a

temperatura

la de

funcionamiento.

-Alta conductividad térmica en fase sólida y líquida (buena transferencia de calor).

CARACTERÍSTICAS: -Alta estabilidad a los ciclos de cambio de fases debido a la K@QF@ UHC@ ŕSHK CD KNR DCHjBHNR -Económicamente

viable

en

función de los costos de implementación

y

ahorro

energéticos.

-No corrosivos para reducir el riesgo

de

fuga

de

su

contenedor y evitar daños en la DRSQTBSTQ@ CDK DCHjBHN FUENTE: García Mayayo, J. (2012) Materiales de Cambio de Fase. Diseño de una instalación para la caracterización de PCM a altas temperaturas. https://core.ac.uk/download/pdf/289972658.pdf

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CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

TIPOS DE PCM

2DFŕM AG@S ġK QDOQDRDMS@ K@ BK@RHjB@BHłM CD K@R RTRS@MBH@R TR@C@R O@Q@ @KL@BDM@LHDMSN SġQLHBN CD K@ siguiente manera. +@R BDQ@R CD O@Q@jM@ DRSđM CHRONMHAKDR DM DK LDQB@CN ODQN RT B@KNQ K@SDMSD G@RS@ J) JF DR RłKN K@ mitad del de las sales hidratadas. +@R R@KDR GHCQ@S@C@R RNM LđR A@Q@S@R PTD K@R BDQ@R CD O@Q@jM@ X S@LAHġM DRSđM CHRONMHAKDR DM DK mercado, pero tienen algunas desventajas como las bajas temperaturas de fusión o la corrosión en contacto con metales. +NR đBHCNR FQ@RNR SHDMDM @K HFT@K PTD K@R BDQ@R CD O@Q@jM@ TM B@KNQ K@SDMSD CD @OQNWHL@C@LDMSD J) JF ODQN RNM LđR B@QNR AG@S

Fuente: https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Clasificacion-de-las-sustancias-usadas-para-almacenamiento-termico-4_fig1_270072753

20

FUENTE: García Mayayo, J. (2012) Materiales de Cambio de Fase. Diseño de una instalación para la caracterización de PCM a altas temperaturas. https://core.ac.uk/download/pdf/289972658.pdf

PCM INORGANICOS

Estos materiales —sales hidratadas, como la sal de Glauber— fueron muy estudiados en las primeras etapas de investigación de PCM, por su bajo coste y su capacidad de almacenamiento de grandes cantidades de calor por unidad de volumen, en comparación con las sustancias orgánicas, que las convierten en candidatos idóneos para sus múltiples aplicaciones en el ámbito del almacenamiento de energía solar (Lane, 1986).

Fuente: http://oa.upm.es/19031/1/INVE_MEM_2012_138993.pdf

PCM ORGANICOS Los PCM orgánicos poseen unas características que los hacen muy útiles en su aplicación en determinados elementos constructivos para almacenamiento de calor latente. Son más estables PTİLHB@LDMSD PTD K@R RTRS@MBH@R HMNQFđMHB@R ETMCDM X RNKHCHjB@M BNMUDMHDMSDLDMSD RHM MDBDRHC@C CD agentes nucleadores y no sufren subenfriamiento. No obstante, se ha demostrado que son más compatibles y más adecuados para la adsorción en varios materiales constructivos. Aunque el coste inicial de un PCM orgánico es superior al de un inorgánico, su coste es competitivo (Schroeder, & Gawron, 1981).

Fuente: http://oa.upm.es/19031/1/INVE_MEM_2012_138993.pdf

FUENTE: García Mayayo, J. (2012) Materiales de Cambio de Fase. Diseño de una instalación para la caracterización de PCM a altas temperaturas. https://core.ac.uk/download/pdf/289972658.pdf

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CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

APLICACIONES DEL PCM

1

CHINA Se estudia un muro trombe con 2 tipos de PCM en una vivienda de la ciudad de Wuhan con temperatura promedio mínima de 1°C y utilizando el software TRNSYS obtiene una reducción de la temperatura interior en 3°C.

EE.UU. Se estudia el muro Drywall con PCM y mediante los software BEopt y EnergPlus encuentran una mejora de la tranferencia de la energía interna del muro en 8°C en la ciudad de Arizona de temperaturas que varían entre 7°C y 41°C.

3

FRANCIA

Se estudia otro muro hecho con concreto translúcido y PCM en una vivienda al sur de Francia con temperatura promedio de 5°C, obteniendo un aumento de la temperatura interna del lugar en 10°C.

22

4

CHINA Para el caso del techo, estudia un falso techo con armadura metálica y PCM en la ciudad de Tianjín con temperaturas que varían entre -8°C y 31°C, en China, se encontró un aumento de la temperatura interior en 3°C con un mejoramiento del confort interno.

FUENTE: García Mayayo, J. (2012) Materiales de Cambio de Fase. Diseño de una instalación para la caracterización de PCM a altas temperaturas. https://core.ac.uk/download/pdf/289972658.pdf

5

MÉXICO También, se construyeron viviendas de adobe en Mexicali Baja California en México, sobre todo en climas extremadamente fríos, donde aproximadamente se llega a temperaturas menores a 6°C.

6 7

ESPAÑA También el adobe debido a que conserva la energía es considerado en el mejoramiento del confort térmico en lugares con climas fríos, este es el caso de la ciudad de Navapalos en España, cuya temperatura mínima alcanza los -1°C.

INDIA

En algunas ciudades de la India de climas con temperaturas menores a 10°C se construyeron viviendas con bloques y muros de adobe, en el estado de Himachal Pradesh muchos de los ocupantes no estaban satisfechos respecto al confort térmico interior.

8

MÉXICO De igual manera, el adobe facilita el mantenimiento del confort térmico dentro de una vivienda, es decir, en ciudades como Sonora en México, donde la temperatura desciende en la noche a 5°C.

FUENTE: García Mayayo, J. (2012) Materiales de Cambio de Fase. Diseño de una instalación para la caracterización de PCM a altas temperaturas. https://core.ac.uk/download/pdf/289972658.pdf

23

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

ANTECEDENTES DE LA VIVIENDA ALTOANDINA La arquitectura vernácula nace de la relación del ser

Dibujo de la vivienda tipo cueva

humano con los materiales disponibles en la zona, debido a las condiciones climatológicas, el ser humano busca refugio, selecciona materiales y los procesa dentro de un sistema constructivo, el cual fue mejorando la técnica cada año para consolidarse e integrarse al acervo de cada cultura, es así que desde sus inicios el hombre en la busqueda de

Fuente: Arquitectura vernácula peruana, un análisis tipológico, Burga Bartra.

encontrar refugio ha ido adaptando diversos tipos de

Dibujo de la vivienda tipo tienda.

vivienda, empezaron refugiandose en cuevas, en donde habia piedra este la tallaba y así se crearon las columnas y dinteles, los espacios áridos y llanos plantean la creación del adobe para levantar muros y ante la necesidad de poder trasladarse de un lugar a otro surgieron viviendas tipo tiendas con tela o pieles con tensores. (Burga, 2010)

Fuente: Arquitectura vernácula peruana, un análisis tipológico, Burga Bartra.

Burga menciona que las viviendas se organizan de acuerdo a grupos, es decir son unidades compactas que se emplazan de manera libre en el terreno sin seguir alguna distribución. (Burga, 2010).

Dibujo de la distribución de espacios Familia Nuclear 5

4

1

3 2

Asimismo Barbara Montoro, profesora de la facultad de arquitectura, urbanismo y artes de la UNI, menciona que las viviendas están ubicadas de acuerdo con el lugar en donde se desarrolla la Familia Extendida

actividad agrícola y ganadera es decir que están

1 4

esparcidas en zonas alejadas ya que para el

5 1

3 2

agricultor la prioridad es su trabajo ya que es la fuente de ingresos, dejando a la vivienda en segundo plano. (Carranza et al., 2016) Debido a esto, los agricultores llevan el ganado a su

LEYENDA

vivienda dando lugar a la formación de parcelas de

1

Recinto para dormir

cultivo y viviendas con corrales para los animales.

2

Patio

3

Recinto para cocinar

4

Enmallado para los animales

5

Espacio para pastoreo

Como se puede observar en la imagen, las viviendas están agrupadas en las zonas de permanencia, 24

Fuente: Tipologías de vivienda alpaquera altoandina en Puno.

Recorrido diario hacia fuentes de agua

como las habitaciones y la cocina, con un corral al lado y cerca a una fuente de agua. (Montoro, 2005)

Dibujo de una planta típica

La planta de las viviendas suele ser de un solo

DORMITORIO

COCINA

ambiente distribuido en dos niveles, el primer piso se utiliza como depósito para animales pequeños como los cuyes, en el segundo piso se encuentra la cocina y la habitación juntas para poder acumular calor

2DO NIVEL

durante la noche, ya que, según el Ministerio de Desarrollo e inclusión Social (MIDIS), con el propósito

de

contrarrestar

los

problemas

DEPÓSITO

ESCALERAS

ocasionados por el frio, los pobladores recurren a diferentes métodos, como por ejemplo:

1ER NIVEL

• Duermen varias personas en el mismo ambiente.

Fuente: Evaluación de la seguridad física del AAHH Los pedregales altos.

• Construyen sus cuartos muy pequeños y cierran puertas y ventanas no permitiendo que el aire se renueve • Hacen que sus animales duerman dentro de la

Fotografía de una vivienda hecha de adobe

misma habitación. techo de tejas

• Construyen sus cocinas dentro de la habitación donde duermen para generar calor con los hornos que utilizan. (MIDIS, 2020)

cimentación de ladrillo

Montoro menciona que la precariedad de las viviendas se debe a la reproducción de sistemas constructivos no adecuados para los materiales locales, en este caso el adobe, sumado a la falta de mantenimiento (Montoro, 2005)

Fuente: Propia

Por ejemplo, la falta de sobrecimiento hace que el @CNAD RD CDSDQHNQD X RD jKSQD @HQD DK TRN CD B@K@LHM@R en el techo, ya que este no es un material que almacene calor, falta de mantenimiento de los @CNADR FDMDQ@ FQHDS@R X jKSQ@BHNMDR CD @HQD 25

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

VENTAJAS DE LA CONSTRUCCIÓN CON TIERRA Gran capacidad como aislante térmico La tierra es un aislante térmico por excelencia, sus propiedades físicas le permiten que retenga calor durante el día y lo libere en las noches logrando asi el

Dibujo de un corte de vivienda hecha de adobe

confort térmico.

Ahorro energético Debido a que la tierra por naturaleza es un aislante térmico, no se requiere del uso de sistemas de climatización

como

los

calefactores

o

aire

acondicionado.

Resistencia de material +@ SHDQQ@ SHDMD K@ RTjBHDMSD QDRHRSDMBH@ @ DRB@K@ humana, es decir, una vivienda de máximo dos pisos puede perdurar años con un buen mantenimiento del material.

Fuente: Google images

Autoconstrucción Debido al fácil acceso de esta materia prima, y

Fotografía de vivienda en adobe

además de un sistema constructivo no complejo, se puede fabricar de manera manual por auto constructores, es decir los mismos habitantes de la vivienda. (Montoro, 2005)

Fuente: Google images

26

DESVENTAJAS DE LA CONSTRUCCIÓN CON TIERRA Vulnerabilidad ante el agua

Limitación de altura La

resistencia

del

material

solo

permite

Debido a que la tierra absorbe el agua, esta tiene un efecto erosivo con los adobes, es decir que va

construcciones de hasta máximo 2 pisos.

carcomiendo el material hasta hacerlo débil y Debilidad sísmica

causar el desprendimiento y agrietamiento de este.

Como ya se mencionó, la resistencia del material

Es por eso que se recomienda que la cimentación

es inferior por lo mismo que se recomiendan las

sea de piedra con tierra, además debe tener una

construcciones

o

sobre cimentación para proteger el muro en la parte

mas

inferior y por último se recomienda implementar

circulares,

con

mientras

plantas mas

cuadradas

compacta,

resistente. (Blondet et al., 2003)

aleros para drenar el agua fuera del muro. (MVCS, 2014)

Dibujo de calidad de plantas en adobe Dibujo detalle sobrecimentación

Fuente: Evaluación de la seguridad física del AAHH Los pedregales altos.

Tiempo otra de las desventajas es el tiempo que tarda en culminarse la obra, ya que se requieren mínimo dos semanas para poder utilizar el adobe de forma

Fuente:Manual para la construcción de viviendas de adode.

correcta. (De la Cruz et al., 2012)

VIGAS DE MADERA

Fuente:Manual para la construcción de viviendas de adode.

27

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA VIVIENDA CON ADOBE Información recolectada del artículo, Manual de

Refuerzos

construcción para viviendas de adobe:

Los muros deben ser reforzados para una mejor resistencia ante sismos, estos refuerzos se dan

Adobe

de

Se debe tener en cuenta las dimensiones del

pequeñas cada cuatro hiladas, además de todos

adobe, es recomendable la forma cuadrada de

los bordes de los vanos, y de manera vertical, se

40x40x10

colocan cañas grandes, maduras y secas,

para

facilidades

constructivas,

además proporciona una mayor resistencia.

manera

horizontal

colocando

cañas

ancladas a la cimentación, situadas entre cada adobe. (Blondet et al., 2003)

Cimentación La zanja de cimentación debe tener una

Techos

profundidad mínima de 60cm y ser dos veces el

Es recomendable tener techo de dos aguas con

espesor del muro. Para el sobrecimiento, este

una pendiente que se encuentra entre 15 y 30%,

debe tener una altura entre 25 y 30 cm de alto.

este techo debe sobresalir mínimo 50 cm (aleros)

(Montoro, 2005)

y así impedir que el muro se humedezca.

(Pineda, 2014)

Muros La longitud del muro no debe ser mayor a 10 veces su espesor, ya que esto le resta resistencia a la construcción, asimismo la altura máxima del muro no debe ser mayor que 8 veces el espesor de muro. (Pineda, 2014)

Dibujo de una vivienda con un buen desarrollo de sistema constructivo de adobe % - 30 n 15 ó i c ina incl

utilizar aleros usar refuerzos horizontales (collarin)

altura máxima 8 veces espesor de muro

usar refuerzos verticales (contrafueretes)

1.20m

vanos alejados a 1.20m de a esquina

28

vanos y puertas pequeños

Fuente: Manual para la construcción de viviendas de adode.

cimiento y sobrecimiento

longitud de muro, máximo 10 veces su espesor

CAUSAS DE FALLAS EN LA CONSTRUCCIÓN CON ADOBE de

- El uso de calaminas, en su mayoría donadas

vivienda, construcción y saneamiento (MVCS)

por el estado, estas generalmente son de

para el trabajo Fichas para la reparación de

plástico o metal y son resistentes en el tiempo,

viviendas de adobe

pero no conservan el calor.

- Una mala cimentación conlleva a la perdida de

- Una mala construcción de aleros, al suprimir la

estabilidad y resistencia en el muro.

capa de barro que va debajo del recubrimiento,

Información

recolectada

del

Ministerio

lo hace mas ligero, pero con los fuertes vientos - Mala elección de tierra, se debe elegir tierra que

de la zona, este se desprende y ocasiona

contenga mas arcilla ya que eso mejora la calidad

jKSQ@BHNMDR CD @HQD

y resistencia de los adobes.

- Los techos altos de las viviendas generan - La falta de un sobrecimiento ocasiona el

perdida de calor debido a que si supera la altura

deterioro de la base del muro y posibles

máxima se generan grietas, y además, a mayor

agrietamientos. (MVCS, 2014)

altura, el aire caliente se aleja mas de los habitantes. (MVCS, 2014) - La falta de aislamiento térmico en los vanos,

Fotografías de fallos en las viviendas de adobe

desprendimiento de adobe

que usualmente quedan huecos por los cuales RD jKSQ@ FQ@M B@MSHC@C CD @HQD @CDLđR CD K@ perdida de calor. (Molina, 2018)

falta de cimentación

Fuente: Google images

Dibujo de una vivienda con un mal desarrollo de sistema constructivo de adobe

Fuente: Manual para la construcción de viviendas de adode.

Fuente: Fichas para la reparación de viviendas de adobe

29

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CASOS REFERENCIALES Y ANÁLOGOS Llevamos a cabo una investigación sobre casos ya existentes que nos pudieran dar ejemplos de cómo usar los materiales PCM y cómo tratar un prototipo de vivienda

CASOS REFERENCIALES MODELO DE VIVIENDA SUMAQ WASI Este primer referente se trata de un modelo de vivienda hecho por el estado peruano como parte de su Programa Nacional de Vivienda Rural. Dentro de este programa, uno de los modelos de vivienda era el llamado Sumaq Wasi, vivienda destinada a las poblaciones altoandinas. A continuación evaluaremos las variables de este referente las cuales nos llevaron a escogerlo como tal:

FOTOGRAFÍA DEL MODELO DE VIVIENDA SUMAQ WASI Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 17)

UBICACIÓN/LUGAR DE INTERVENCIÓN Intervención en 18 departamentos diferentes: Amazonas, Ancash, Apurimac, Arequipa, AyacuCLIMA DEL LUGAR DE INTERVENCIÓN cho, Cajamarca, Cusco, Huancavelica, Huanuco, - Sitios recurrentes de heladas Junin, Lambayeque, Loreto, La Libertad, Moque- La Temperaturas varían en promedio entre los gua, Piura, Puno, Tacna Y Ucayali. " @ " TIPO MODELO DE VIVIENDA

ESPECIFICACIONES DE LA MATERIALIDAD DEL MODELO DE VIVIENDA Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 18)

30

ESPECIFICACIONES DE LA MATERIALIDAD DEL MODELO DE VIVIENDA Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 19)

MATERIALIDAD - Muros De adobe con refuerzos de caña brava, carrizo o similar.

- Pisos De madera en dormitorios y piso de cemento pulido en cocina y comedor.

- Puerta Principal de madera y puertas interiores de triplay 4mm - Cimientos De cemento ciclópeo - Vigas Y tijerales (soportes de la cobertura) son de madera - Techo De calamina galvanizada "HDKN 1@RN CD jAQNBDLDMSN LL

LEVANTAMIENTO Y FOTOGRAFÍA DEL MODELO DE VIVIENDA Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 17)

SISTEMA CONSTRUCTIVO - Sistema constructivo de adobe - Muros portantes de adobe y refuerzos de caña brava, carrizo o similar entrelazada.

- Cimientos de cemento ciclópeo - Vigas collar y tijerales de madera para sostener el techo "(DKN Q@RN CD jAQNBDLDMSN X SDBGN CD B@K@LHM@ @ dos aguas

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA EL CONFORT TÉRMICO - Utilización del adobe por su alta aislación térmica - Captación De rayos solares mediante ventanas cenitales.

- Presencia De área tapón para evitar el ingreso de aire frio por la puerta principal.

- Contraventanas De madera como protección para las ventanas durante la noche.

- Piso y cobertura acondicionados térmicamente para evitar la perdida de calor.

- Cobertura Inclinada a 2 aguas - Uso De aleros - Sistema De evacuación de aguas pluviales - Preferencia Por materiales propios del lugar

31

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

HABITABILIDAD INTERNA 2D L@MSHDMD DM TM OQNLDCHN CD " @K HMSDQHNQ CD la vivienda - Temperatura Templada agradable en el interior - Se Mantiene la temperatura fresca - El Frío permanece fuera - Se Rechaza el calor CONDUCTIVIDAD TÉRMICA PROMEDIO 0,65 W/m2K OBJETIVOS DEL PROGRAMA - Mejorar la calidad de vida de la población pobre y extremadamente pobre, asentada en los centros poblados rurales o asentados de manera dispersa, mediante acciones de construcción, reconstrucción, con confort térmico y consideraciones sismo resistentes .

- Mejoramiento de viviendas rurales seguras e idóneas. #HRLHMTHQ CġjBHS G@AHS@BHNM@K JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN - Se Seleccionó este prototipo de vivienda ya que también trata de proteger a las poblaciones más pobres del frío - Además Es nuestro principal competidor, ya que se trata de un prototipo de vivienda que busca mejorar la habitabilidad interna que actúa sobre las zonas altoandinas que sufren por heladas, zonas en las cuales nosotros también pensamos en aplicar nuestro prototipo de vivienda.

ESQUEMA DEL PROCESO DE AISLAMIENTO Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 15)

VIENDA SUMAQ WASI Fuente: GSSOR VVV FNA OD HMRSHSTBHNM UHUHDMC@ MNSHBH@R OTMN RDQ@ DM DK K@ QDFHNM L@R ADMDjBH@C@ BNM BNMRSQTBBHN n-de-viviendas-rurales-sumaq-wasi

32

GRÁFICO DE LAS TEMPERATURAS MEDIDAS EN EL MODELO DE VIVIENDA Fuente: http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf (p 16)

FUENTE: Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. (2019). PROGRAMA NACIONAL DE VIVIENDA RURAL. http://dgadt.vivienda.gob.pe/Uploads/Simposio/sistema-constructivo-para-vivienda-rurales.pdf

CASOS REFERENCIALES PROYECTO “CONFORT TÉRMICO” DE LA UNIVERSIDAD CONTINENTAL

Este es un proyecto de intervención en las viviendas altoandinas organizado por la Universidad Continental el cual trata sobre el mejoramiento de la temperatura interior de las viviendas a través de un sistema hecho por materiales de plásticos reciclados.

PORTADA DE LA PÁGINA WEB DEL PROYECTO DE LA UNIVERSIDAD %TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV

TIPO PROYECTO DE INTERVENCIÓN DE VIVIENDA CLIMA DEL LUGAR DE INTERVENCIÓN - Combatir heladas - La Temperaturas varían en promedio entre los " @ "

UBICACIÓN/LUGAR DE INTERVENCIÓN - Actualmente han alcanzado a intervenir Puno y Junin, y pronto a Arequipa

MATERIALIDAD Materiales reciclados de plástico principalmente: - Botellas de plástico - Envases de comida %HK@LDMSNR CD Q@j@ BTDQC@ O@Q@ @QL@Q K@ OQNSDBción) SISTEMA CONSTRUCTIVO - Sistema de cosido de los materiales de plástico QDBHBK@CNR TSHKHY@MCN BNLN BTDQC@ KNR jK@LDMSNR CD Q@j@ O@Q@ @QL@Q K@ fL@KK@t

Típica vivienda Alto Andina dedicada a la crianza de alpaca, Comunidad de Siusa en Junín. %TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV O

Alumnos del curso de Acondicionamiento y Servicios I. instalado el sistema de Confort Térmico durante las heladas en una vivienda alto andina en Rio Molino, Junín.

Alumnos del curso de Acondicionamiento y Servicios I. instalado el sistema de Confort Térmico durante las heladas en una vivienda alto andina en Rio Molino, Junín.

%TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV O

%TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV O

33

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA EL CONFORT TÉRMICO - Sistema aislante para la vivienda alto andina fabricado con materiales reciclados que se implementa en los techos de las viviendas, pero también se pueden implementar en paredes - Utilizan el plástico para encapsular aire, ya que este elemento tiene una baja conductividad térmica HABITABILIDAD INTERNA - En la actualidad, “CONFORT TÉRMICO” ha logrado una mejora de 2°C a 3°C, comparado con las viviendas antes de instalado el sistema, ,@MSHDMD TM OQNLDCHN CD " @K HMSDQHNQ CD K@ vivienda

Cuadro resumen de las mediciones en la comunidad de SIUSA %TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV O

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL SISTEMA 0,15 W/m2K OBJETIVOS DEL PROGRAMA - Mejorar la habitabilidad interna - Disminuir la tasa de mortalidad de enfermedades relacionadas al frío - Impulsar el mercado del reciclaje, reenfocando la economía de materiales para que las botellas sean valiosas aun después de su uso primario.

- Desarrollar e implementar un sistema de aislante térmico que aumente en 5°C o 6°C la temperatura en el interior de las viviendas alto andinas ,@RHjB@Q DK RHRSDL@ KKDU@MCN f".-%.13 3Í1,(CO” a una escala regional, donde se busca replicar lo aprendido en otras comunidades, interviniendo la mayor cantidad posible de hogares JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN - La elección de este proyecto de intervención es que, como nosotros, trata de mejorar la habitabilidad interna de las viviendas mediante el mejoramiento térmico al interior de esta.

Alumnos del curso de Acondicionamiento y Servicios I. armando el sistema %TDMSD GSSOR QDUHRS@RBHDMSHjB@R BTB DCT BN LNCTKN@QPTHSDBSTQ@BTB @QSHBKD UHDV O

34

FUENTE: Moncloa, C. (2017). Confort Térmico: Un sistema aislante para la vivienda Alto Andina fabricado con materiales reciclados.

MODULO ARQUITECTURA-CUC, vol. 18, no. 1, pp. 73-90. DOI: 10.17981/mod.arq.cuc.18.1.2017.04

CASOS REFERENCIALES MIZU: LA CASA PASIVA MÁS PEQUEÑA DEL MUNDO POR THOMAS PRIMAULT $RS@ ODPTDľ@ NjBHM@ CDMNLHM@C@ e/QNXDBSN ,HYTe DR K@ B@R@ O@RHU@ BDQSHjB@C@ LđR ODPTDľ@ CDK mundo con solo 12 metros cuadrados. Fue diseñado y construido por el ingeniero y consultor de viviendas pasivas Thomas Primault, quien dirige su BNMRTKSNQİ@ 'HMNJH CDRCD DK DCHjBHN BDQB@ CD K@ ciudad de Rennes en el noroeste de Francia

FOTOGRAFÍA DE LA OFICINA MIZU Fuente: https://www.puretemp.com/pcmatters/project-mizu-passive-house

TIPO OFICINA PASIVA UBICACIÓN/LUGAR DE INTERVENCIÓN Bretagne, France

HABITABILIDAD INTERNA - Se mantiene la temperatura interna en un promeCHN CD " HMCDODMCHDMSDLDMSD CD K@ SDLODQ@STra exterior

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL SISTEMA CLIMA DEL LUGAR DE INTERVENCIÓN 0,25 W/m2K En Bretagne,a temperatura generalmente varía de 4 °C a 21 °C y rara vez baja a menos de -1 °C o OBJETIVOS DEL PROYECTO - Crear un ambiente confortable térmicamente sube a más de 25 °C. - Ahorrar energía en calefacción MATERIALIDAD (MSDQHNQ BNM DjBHDMBH@ SġQLHB@ - Estructura de madera - Revestimiento de pared Enerciel de 6 mm impreg- JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN - La elección de este proyecto fue por su utilización nado con material de cambio de fase. +@ DMUNKUDMSD CDK DCHjBHN S@LAHġM HMBKTXD O@MDKDR DjBHDMSD CD KNR L@SDQH@KDR /", ONQ KN PTD MNR sirve de ejemplo de como implementar los materiaaislados al vacío en el piso les de cambio de fase en nuestro prototipo - Aislamiento de Fibra mineral en techo y paredes.

SISTEMA CONSTRUCTIVO Sistema aporticado de madera con techo a cuatro vertientes

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA EL CONFORT TÉRMICO - Revestimiento de pared Impregnado con material de cambio de fase, que absorbe calor cuando la SDLODQ@STQ@ RTODQ@ KNR " X KHADQ@ B@KNQ BT@MCN K@ SDLODQ@STQ@ A@I@ CD KNR " - La envolvente Incluye paneles aislados al vacío en el piso - Aislamiento de Fibra mineral en techo y paredes.

GRÁFICO DE COMPARACIÓN DE TEMPERATURAS DE MIZU Fuente: https://www.tree-hugger8.net/japanese-style-tiny-house-s-passive-house-4857019

FUENTE: Alter, L. (2018). A Japanese Style Tiny House That’s Passive House. Treehugger. https://www.tree-hugger8.net/japanese-style-tiny-house-s-passive-house-4857019

35

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CASOS ANÁLOGOS ACONDICIONAMIENTO PASIVO DE HABITACIÓN CON MATERIALES DE CAMBIO DE FASE La casa de pruebas está ubicada en Bisingen, en el sur de Alemania, en las instalaciones de la empresa Willi Mayer Holzbau. Se trata de una casa de madera prefabricada con tecnología de construcción de entramado de madera. Se escogió este caso como análogo debido a su utilización de materiales PCM sobre materiales más rústicos.

LEVANTAMIENTO 3D DE LA HABITACIÓN Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

TIPO PROTOTIPO DE HABITACIÓN UBICACIÓN/LUGAR DE INTERVENCIÓN La casa de pruebas está ubicada en Bisingen, en el sur de Alemania, en las instalaciones de la empresa Willi Mayer Holzbau CLIMA DEL LUGAR DE INTERVENCIÓN La temperatura generalmente varía de -3 °C a 23 °C y rara vez baja a menos de -9 °C o sube a más de 29 °C. MATERIALIDAD - Madera - Fibra de madera 60mm en el exterior - Lana de roca de 100 mm entre los marcos de madera JF CD /", @ A@RD CD R@K GHCQ@S@C@ - Cajas de polietileno para macroencapsulación de los materiales PCM, amaño de 280 × 190 × 28 mm

INTEGRACIÓN DE DOS CAPAS DE LAS CAJAS DE MATERIAL DE CAMBIO DE FASE (PCM) EN LA SALA DE PRUEBAS Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

SISTEMA CONSTRUCTIVO - Tecnología de construcción de entramado de madera, con marcos.

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA EL CONFORT TÉRMICO - PCM a base de sal hidratada con un punto de ETRHłM CD "

RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN GRAFICADOS CONTRA MEDICIONES PARA AMBAS TEMPERATURAS AMBIENTE Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

36

HABITABILIDAD INTERNA +@R kTBST@BHNMDR Cİ@ MNBGD CD SDLODQ@STQ@ están fuertemente amortiguadas por la integración del PCM - Reduce hasta en un 8% la demanda de calefacció; por otro lado, reduce en un 36.5% la demanda de refrigeración $RS@AHKHY@BHłM CD K@ SDLODQ@STQ@ HMSDQHNQ @ " CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL SISTEMA 0,25 W/m2K OBJETIVOS DEL PROYECTO +NFQ@Q TM@ QDCTBBHłM RHFMHjB@SHU@ CD KNR QDPTHRHSNR de enfriamiento y calefacción para poder evitar el uso de máquinas

Comparación entre la temperatura de la sala de material de cambio de fase (PCM) y la pared de PCM en el período del 14 de junio de 2019 al 3 de julio de 2019 Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN - La razón de la elección de este proyecto es por su experimentación y comparación entre habitaciones con y sin materiales PCM; y registrando datos de la efectividad de este material

DEMANDA DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN DE DIFERENTES HABITACIONES COMO RESULTADOS DE SIMULACIÓN DURANTE TODO EL AÑO Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

%4$-3$ 2NMMHBJ 2 ITMHN /@RRHUD QNNL BNMCHSHNMHMF TRHMF OG@RD BG@MFD L@SDQH@KR #DLNMRSQ@SHNM NE @ KNMF‐term real size experiment. Wiley Online Library. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/er.5406

37

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CASOS ANÁLOGOS DISEÑO DE UN MODELO DE VIVIENDA DE ADOBE CON AISLAMIENTO TÉRMICO PARA POBLADORES DE CLIMAS FRÍOS UTILIZANDO MATERIAL DE CAMBIO DE FASE Este es un prototipo de vivienda hecho por la UPC, PTD @K HFT@K PTD MNRNSQNR RD jI@ DM LDINQ@Q K@ vivienda en las zonas donde se sufren temperaturas frías extremas. Es por esta razón por la que se elige como caso análogo.

ISOMETRÍA 3D DE LA PROPUESTA DE AISLAMIENTO TÉRMICO. Fuente: http://www.laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/full_papers/FP575.pdf (p 6)

TIPO PROTOTIPO DE VIVIENDA UBICACIÓN/LUGAR DE INTERVENCIÓN ACTUALMENTE EN UPC DE MONTERRICO, SIN EMBARGO SE HICIERON LAS PRUEBAS EN IMATA CLIMA DEL LUGAR DE INTERVENCIÓN 5 1Ü $-31$ +.2 " @ " MATERIALIDAD -Muros de bloques de adobe, poliestireno expandido, material PCM, bloques de concreto opacos y translúcidos, y vidrio doble - Piso de concreto, poliestireno expandido, paneles de yeso, tubos PVC, y material PCM - Techos de planchas de calamina, láminas de policarbonato, madera tornillo, ladrillos, concreto ligero y material PCM - Los PCM utilizados son inorgánicos con base de sales hidratadas SISTEMA CONSTRUCTIVO Sistema constructivo convencional de adobe TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA EL CONFORT TÉRMICO Sistemas de aislamiento térmico: - Muro trombe- PCM - Muro de bloques de concreto translúcido-PCM - Falso techo- PCM - Techo de concreto-PCM - Piso Alveolar-PCM - Piso de láminas de yeso-PCM 38

Corte de la propuesta de aislante térmico con los materiales utilizados en capas de los sistemas de muro trombe-PCM, piso alveolar-PCM y techo de concreto-PCM Fuente: http://www.laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/full_papers/FP575.pdf (p 6)

VARIACIÓN MENSUAL DE LAS TEMPERATURAS DURANTE EL AÑO 2018 SEGÚN LA ZONA Y UBICACIÓN COMPARACIÓN DE LA PROPUESTA Fuente: http://www.laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/full_papers/FP575.pdf (p 8)

HABITABILIDAD INTERNA - El PCM absorbe la radiación solar del día para liberarla en la noche, aumentando la inercia térmica de la vivienda de adobe en climas fríos.

- Se reducen totalmente las horas de disconfort térmico, ya que las temperaturas internas son sostenidas y los puentes térmicos reducidos al mínimo ,@MSHDMD TM@ SDLODQ@STQ@ OQNLDCHN CD " CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL SISTEMA 0,2 W/m2K OBJETIVOS DEL PROYECTO - La elaboración de un prototipo del sistema de aislamiento térmico para un muro con algunos componentes en impresión 3D y materiales PCM - Mejorar la habitabilidad interna, con respecto al factor térmico, de los pobladores de Imata - Se reducen totalmente las horas de disconfort térmico, ya que las temperaturas internas son sostenidas y los puentes térmicos reducidos al mínimo ,@MSHDMD TM@ SDLODQ@STQ@ OQNLDCHN CD "

Prototipo de aislamiento térmico para muro.

Fuente: http://www.laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/full_papers/FP575.pdf (p 10)

JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN - Consideramos que este es nuestro caso análogo más valioso debido a su parecido con nuestra meta de crear un prototipo de vivienda con materiales PCM y adobe - Experimenta con adobe y materiales PCM por lo que nos proporciona gran cantidad de información del desempeño y comportamiento de estos dos materiales.

CARACTERÍSTICAS DE LA VIVIENDA DE CONTROL Fuente: http://www.laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/full_papers/FP575.pdf (p 4)

39

FUENTE: Ferrandiz, D., Huayta, E., Rodríguez, J. and Bragagníni, I., 2020. Diseño de un modelo de vivienda de adobe con aislamiento térmico para pobladores de climas fríos utilizando material de cambio de fase.

Bachiller. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CUADRO COMPARATIVO

CASOS REFERENCIALES MODELO DE VIVIENDA SUMAQ WASI

PROYECTO COMFORT TÉRMICO

MODELO DE VIVIENDA

PROYECTO DE INTERVENCIÓN DE VIVIENDA

UBICACIÓN

18 DEPARTAMENTOS ALTOANDINOS

PUNO, JUNIN Y AREQUIPA

CLIMA

/1.,$#(. $-31$ +.2 " "

/1.,$#(. $-31$ +.2 " "

ADOBE, MADERA, CALAMINA, CEMENTO

BOTELLAS Y OBJETOS DE PLÁSTICO

MAD PCM

MUROS PORTANTES DE ADOBE

SISTEMA DE COSIDO DE MATERIALES DE PLÁSTICO

SIST

TÉCNICAS DE ARQ BIOCLIMÁTICA PASIVA

SISTEMA ASILANTE DE LA VIVIENDA HECHO CON MATERIALES DE PLÁSTICO

MA

TIPO

MATERIALIDAD

SISTEMA CONSTRUCTIVO

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA PARA CONFORT TÉRMICO

PARE

APLICACIÓN DE PCM

PC

TIPO DE PCM

PUNTO DE FUSÍON PCM

40

HABITABILIDAD INTERNA

/1.,$#(. #$ " + (-3$1(.1

/1.,$#(. #$ " + (-3$1(.1

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA PROMEDIO

0.65 W/m2K

0.15 W/m2K

/1

CASOS ANÁLOGOS MIZU

ACONDICIONAMIENTO PASIVO CON PCM

MODELO DE VIVIENDA DE ADOBE CON PCM

OFICINA PASIVA

PROTOTIPO DE HABITACIÓN

PROTOTIPO DE VIVIENDA

BRETAGNE, FRANCE

BISIGEN, ALEMANIA

UPC DE MONTERRICO, PRUEBAS EN IMATA

VARÍA DE 4 °C A 21 °C

VARÍA DE -3 °C A 23 °C

5 1Ü $-31$ +.2 " "

DERA, REVESTIMIENTO ENERCIEL D M INORGÁNICO, FIBRA MINERAL

MADERA, LANA DE ROCA, PCM INORGÁNICO, CAJAS POLIETILENO

ADOBE, CONCRETO, POLIESTILENO, YESO, PVC, PCM INORGÁNICO

T TEMA APORTICADO DE MADERA

ENTRAMADO DE MADERA CON MARCOS

SISTEMA CONSTRUCTIVO CONVENCIONAL DE ADOBE

MATERIALES DE CAMBIO DE FASE (PCM)

MATERIALES DE CAMBIO DE FASE (PCM)

PAREDES CON REVESTIMIENTOS DE PCM

PAREDES, PISO Y TECHO CON MATERIALES PCM

PCM INORGÁNICO DE SOLIDO A LÍQUIDO

PCM INORGÁNICO DE SOLIDO A LÍQUIDO

"

"

/1.,$#(. #$ " + (-3$1(.1

/1.,$#(. #$ " + (-3$1(.1

0.25 W/m2K

0.20 W/m2K

A ATERIALES DE CAMBIO DE FASE (PCM)

E EDES CON REVESTIMIENTOS DE PCM

C INORGÁNICO DE SOLIDO A CM LÍQUIDO "

1 1.,$#(. #$ " + (-3$1(.1

0.25 W/m2K

41

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL MARCO CONTEXTUAL

CONTEXTO DE LOS MATERIALES PCM APLICACIONES DEL PCM EN LA EDIFICACIÓN BST@KLDMSD K@ RNKTBHłM LđR BNLŕM O@Q@ K@ HLOKDLDMS@BHłM CD KNR /", DM K@R DCHjB@BHNMDR DR LDCH@MSD K@ HMRS@K@BHłM CD O@MDKDR CD O@QDC BNM /", DM DK K@CN HMSDQHNQ CD K@ DMUNKUDMSD CDK DCHjBHN /@Q@ DKKN KNR paneles más utilizados son los de yeso integrados con PCM, debido al bajo coste del material, fácil manipulación y disponibilidad en el mercado.

Fuente: https://www.tree-hugger8.net/why-is-phase-changing-drywall-in-the-news-instead-of-in-the-home-depot-4855865

Hoy en día, la implementación de los PCM en falsos techos para la refrigeración puede darse tanto de forma pasiva, similar a los paneles de yeso en las paredes como de forma activa, integrándolos a RHRSDL@R LDBđMHBNR CD DMEQH@LHDMSN TSHKHY@CNR CTQ@MSD K@ MNBGD O@Q@ K@ BQHRS@KHY@BHłM CDK /", *NŌMX 2015).

Fuente: https://core.ac.uk/download/pdf/81582725.pdf

CDLđR DM K@ @BST@KHC@C DM K@R DCHjB@BHNMDR RD BNMRHCDQ@ PTD K@R UDMS@M@R RNM KNR DKDLDMSNR PTD presentan el mayor consumo de energía, en especial los climas fríos, ya que gran parte de la energía escapa a través de fachadas acristaladas, conduciendo a la necesidad de calefacción mecánica (Kalnæs & Jelle, 2015).

42

Fuente: http://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/159581/Implementacion-de-un-modelo-de-transferencia-de-calor-a-traves-de-ventanas-con-materiales.pdf?sequence=1&isAllowed=y

APLICACIONES DEL PCM EN EL MOBILIARIO Actualmente se han hecho muchos estudios y aplicaciones en los sectores de la vivienda, tales como paneles de pared, falsos techos y ventanas. Sin embargo, el tema del mobiliario se encuentra muy poco DRSTCH@CN @ ODR@Q CD PTD OTDCD SDMDQ TM HLO@BSN RHFMHjB@SHUN DM K@ CHMđLHB@ SġQLHB@ HMSDQHNQ X RNAQD todo, en el confort de los ocupantes, ya que son los elementos con los que las personas mantienen mayor contacto diario (Johra & Heiselberg, 2017).

PCM

Por ello, se presentó una solución similar en el 2015 con la Z.E.F. (Zero Energy Furniture), una mesa que HMSDFQ@ TM /", BNM B@LAHN CD E@RD DMSQD KNR X " DM LDCHN CD TM@ RTODQjBHD CD L@CDQ@ KHR@ X TM@ lámina plegada de aluminio anodizado. Los pliegues de la hoja de aluminio, no solo aumentan la BNMCTBSHUHC@C SġQLHB@ RHMN S@LAHġM OQNUDDM K@ QHFHCDY DRSQTBSTQ@K CDK DKDLDMSN f6DA .jBH@K 3GD 9$% Program” [En línea]).

FUENTE: Sitio Web: “Web Oficial The ZEF Program”, [En línea]. Disponible: http://zefdesign.tumblr.com/download. [Último acceso: Mayo 2021].

43

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CONTEXTO DE LA VIVIENDA ALTOANDINA VIVIENDAS

Fotografía de la fachada de la vivienda analizada

Según el censo del 2017, del total de viviendas en el departamento de Huancavelica que suman

techo de calamina

454 mil 797, se observa que más del 95% de la población viven en zonas rurales y que el 56% de

sin ventilación

esta utilizan adobe en las paredes exteriores, asimismo

se

observa

que

el

no posee cimentación

material

predominante en los pisos es tierra y en los techos predomina la calamina. (INEI, 2017).

Fuente: Confórt térmico en viviendas altoandinas, un enfoque integral

Para conocer la vivienda actual en Huancavelica, se tomaron en cuenta dos análisis de vivienda, la

Otra de las características principales es que

cual presenta las mismas características que la

solo presenta una habitación, es decir el

vivienda vernácula mencionada anteriormente,

dormitorio y la cocina están en el mismo

ya que están emplazadas de acuerdo a sus

@LAHDMSD X DRSN DR BNM K@ jM@KHC@C CD B@KDMS@QRD

intereses, es decir se emplazan cerca a las

durante las noches, además los vanos de las

actividades de agricultura y ganadería.

viviendas son muy pequeños o en algunos casos no existen.

Según el proyecto Mi abrigo, realizado por

Otro de los hábitos que utilizan para generar

Defensa Civil y el Gobierno regional de

calor es que la vivienda presente menos altura

Huancavelica, estas son las características de

que la reglamentada, es decir que la mayoría de

una vivienda perteneciente a la comunidad

las construcciones tiene una altura menor a los 2

campesina de Santa Ana, Provincia de Huaytará,

metros y a modo de cielo raso colocan un

región Huancavelica:

plástico protector a los 1.80 metros de altura.

(Harman, 2010)

- Cimentación: de piedra y barro.

Fotografía del interior de la vivienda

- Sobre cimentación: de piedra y barro o no tiene.

techo de calamina

- Muros: de tapial y adobe. cielo raso de plástico

- Techo: de calamina sin aislamiento, en su mayor parte donadas por el Gobierno .

- Piso: en su mayoría son de tierra.

- Cielo raso: no tiene o de material plástico. vano pequeño

- Ventanas muy pequeñas o inexistentes.

- Mala iluminación diurna 44

- Fogones abiertos para cocinar.

Según un estudio realizado por el Ministerio de

- Los muros son de tapial ya que se observa la

vivienda, construcción y saneamiento para el

marca del molde de 40 cm de espesor, sin

trabajo, Soluciones constructivas para elevar la

embargo, no presentan revestimiento, lo que

temperatura interior en viviendas rurales ubicadas

ocasionará el agrietamiento del muro en un

en zonas altoandinas, podemos recolectar la

futuro.

sieguiente información: - El piso es de tierra apisonada, no presenta Este es un análisis de una vivienda existente en

sobrecimentación, es decir que el muro está

Huaytará - Huancavelica con una temperatura

descubierto en la base, lo que representa un

interior de 4.6°C, mientras que el exterior presenta

peligro futuro debido al deterioro.

una de 2.8°C También podemos observar que la planta - El techo presenta viguetas de madera mal

contempla un solo espacio con dos usos,

colocadas, que no contemplan el sellado con el

dormitorio y cocina, no presenta ventanas, y la

LTQN FDMDQ@MCN HMjKSQ@BHNMDR CD @HQD DM K@ O@QSD

puerta es de metal, material que no retiene calor,

superior, ademas el techo está cunierto por una

además del un mal proceso constructívo el cual

calamina de metal, un material que no tiene

FDMDQ@@ HMjKSQ@BHNMDR CD @HQD

característica termo aislantes.

Plano de distribución de la planta analizada

Fotografía de la fachada de la vivienda analizada techo de calamina

no posee sobrecimiento

Fuente:Soluciones constructivas para elevar la temperatura interior en viviendas rurales ubicadas en zonas altoandinas Detalle de falla del sistema constructívo en el techo

Fuente:Soluciones constructivas para elevar la temperatura interior en viviendas rurales ubicadas en zonas altoandinas

45

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

CLIMA

En el mapa podemos apreciar que p10

Según el Instituto Nacional de Defensa Civil

alcanza valores negativos en las partes altas

(INDECI), el departamento de Huancavelica es

de la región, es decir en zonas cercanas a

uno de los 14 departamentos declarados en

Castrovirreyna, Angares y Huancavelica, ello

estado de emergencia debido a la constante

indica que existe un 10% de que la

exposición al frio a causa de las heladas y friaje.

temperatura mínima sea menor que ese valor

(INDECI, 2019)

y por consiguiente negativa.

(CENEPRED,

2018) De acuerdo con el Senamhi y el sistema de

Mapeo de las zonas con mayor porcentaje de heladas

pertenece a la clase C, es decir que en la mayoría de sus estaciones presenta un clima templado con precipitaciones en verano (Cwb) sin embargo, en las zonas de mayor altura las temperaturas

son

menores

por

lo

que

corresponde a lugares con menos de cuatro meses a una temperatura mayor a los 10°C. (CENEPRED, 2018)

Fuente: CENEPRED

En la tabla de escenarios de riesgo por heladas a nivel de centros poblados, se observa que huancavelica presenta un nivel muy alto con

Mapeo de las escenarios de riesgo por heladas

Fuente: CENEPRED

Fuente: CENEPRED

46

UBICACIÓN Dentro del departamento de Huancavelica, en la

Dentro de este distrtito se encuentra el poblado

provincia de Castrovirreyna, Santa Ana es

elegido para nuestra investigación, el poblado de

un distrito cuya VXSHUųFLH es de 126km a

Santa Ana.

3 190 msnm, con una población de 825

Se eligió este poblado ya que Castrovirreyna es uno

habitantes.

de los distritos más afectados por las heladas.

(CENEPRED, 2018)

TAYACAJA

CHURCAMPA

HUANCAVELICA

ACOBAMBA

ANGARES CASTROVIRREYNA

HUAYTARA

DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA

CASTROVIRREYNA EYNA

PROVINCIA DE CASTROVIRREYNA

DISTRITO DE SANTA ANA

UBICACIÓN DEL LUGAR DE ESTUDIO

Fuente: GOOGLE MAPS, ELABORACIÓN PROPIA

47

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL

OBJETIVOS Y VARIABLES DEL CAPÍTULO La intención de este capítulo fue investigar y averiguar sobre las variables que debemos tener en cuenta para el desarrollo de nuestro prototipo.

Al analizar el marco referencial y marco teórico tanto de la vivienda altoandina hemos encontrado que debemos tener en cuenta sobretodo el estilo de la vivienda vernácula, sus lógicas de emplazamiento y factores climáticos de la zona.

Por otro lado, al analizar los materiales PCM, hemos averiguado sobre los tipos, sus aplicaciones y sus características térmicas.

Las variables a las que hemos concluido que son relevantes en relación con el problema de estudio y que pueden ser utilizadas para la propuesta son las siguientes:

48 8

HUANCAVELICA

VIVIENDA VERNACULAR

COMUNIDAD DE SANTA ANA

MATERIALIDAD

CLIMA

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍA

HELADAS

CONFORT TÉMICO

EMPLAZAMIENTO

TÉCNICAS VERNACULARES

TIPO DE VIVIENDA

HABITABILIDAD

SISTEMA CONSTRUCTIVO

Estas variables halladas serán explicadas más adelante, en el marco teórico del capítulo III, donde se organizaran de manera que podamos diferenciar entre las variables determinantes y condicionantes y así sustentarlas con la debida teoría para así probar que nuestro prototipo tiene una base para su funcionamiento.

TIPO DE PCM APLICACIÓN DEL PCM PUNTO DE FUSIÓN DEL PCM CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

PROTOTIPO DE VIVIENDA CON MATERIALES PCM PARA COMBATIR LAS HELADAS EN LA COMUNIDAD DE SANTA ANA EN HUANCAVELICA

49 9

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO Y NORMATIVO Criterios RIBA: CG2 - CG3 - CG7

50 0

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO III En este capítulo se determinaron las palabras clave, extraidas del tema, que van a influir en la realización del prototipo de vivienda, ya que se deben tener en cuenta a la hora del diseño, además se hizo el estudio de teorías y conceptos como confort térmico, habitabilidad y técnicas de arquitectura pasiva, también se enumeró el sistema constructivo que debía llevarse a cabo a la hora de construir la vivienda Asimismo se investigó sobre los materiales PCM, ya que se conoce poco de ellos en el mercado peruano y por ultimo sobre el marco normativo, ya que estas son normas que deben cumplirse a la hora de diseñar una vivienda de adobe.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

51

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

BASE TEÓRICA DEFINICIÓN TIPOS SISTEMA CONSTRUCTIVO HABITABILIDAD MATERIALIDAD

PROTOTIPO DE VIVIENDA PARA COMBATIR LAS HEL DE SANTA ANA

DEFINICIÓN TIEMPOS ZONAS TEMPERATURAS CAUSAS CONSECUENCIAS MEDIDAS DE PREVENCIÓN VULNERABILDAD CAMBIO CLIMÁTICO ESCENARIOS FUTUROS DE CAMBIO CLIMÁTICO

TÉNICAS DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA PASIVA DEFINICIÓN IMPORTANCIA MÉTODOS Y ESTRATEGIAS DE DISEÑO 52

COMUNIDAD VIVIENDA VERNÁCULA TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS LOCALES MATERIALES LOCALES

HABITAB

VULNERABIL VULNERABIL EXTERNA E

DEFINICIÓN TIPOS PROCESOS MÉTODOS APLICACIONES PUNTO DE FUSIÓN

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA MASA TÉRMICA DENSIDAD TÉRMICA CONFORT TÉRMICO COSTO

A CON MATERIALES PCM L LADAS EN LA COMUNIDAD A EN HUANCAVELICA UBICACIÓN HISTORIA CLIMA VIVIENDA EMPLAZAMIENTO Y ASENTAMIENTOS TOPOGRAFIA

B BILIADAD

CONFORT TÉRMICO

IDAD SOCIAL L LIDAD FÍSICA E INTERNA

DEFINICIÓN IMPORTANCIA ELEMENTOS

53

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

A continuación explicaremos la teoría de las variables importantes para nuestra investigación:

PROTOTIPO DE VIVIENDA Se entiende por prototipo de vivienda a una construcción simple que busca optimizar recursos y tiempo, además de resolver problemas inmediatos (Ebergenyi, 2014) sin embargo, esta construcción debe adaptarse en el tiempo, es decir ser resistente a los cambios climáticos, adaptarse a las necesidades de los distintos usuarios que la van a habitar, soportar emplazamientos distintos y tener la posibilidad de crecer y cambiar. (Brussino, 2018)

Perdure en el tiempo, con la posibilidad de crecer y cambiar.

Adaptarse a las necesidades de los distintos usuarios que la van a habitar.

SISTEMA CONSTRUCTIVO Un sistema constructivo es un conjunto de técnicas, herramientas, procedimientos y equipos B@Q@BSDQİRSHBNR CD TM@ CDSDQLHM@C@ DCHjB@BHłM DRSNR DKDLDMSNR G@M HCN LDINQ@MCN DM DK SHDLON O@Q@ optimizar los recursos y mejorar la calidad de la construcción. Cada material requiere de un sistema constructivo diferente (Torres, 2017).

Para este caso, nos basaremos en el sistema de construcción tradicional artesanal Este sistema es utilizado de generación en generación por los pobladores de cierta comunidad, se caracteriza por utilizar materiales que provienen del terreno (Montoro, 2005)

1

Verificar el tipo de edificación a construir según el mapa de z o n i fi c a c i ó n sísmica

2

Ubicar la edificación en un lugar Seguro

3

Dimensionar la edificación

4

Preparar el adobe

5

Continuar con el p r o c e s o constructivo de una vivienda con adobe.

ADOBE El adobe es un material hecho de tierra, por su naturaleza es un aislante térmico, mantiene el interior de las viviendas frescas durante el verano y calientes durante el invierno, es un material resistente a escala pequeña, es decir viviendas de máximo dos pisos y permite la autoconstrucción (Montoro, 2005) +@ B@O@BHC@C B@KNQİjB@ CD TM L@SDQH@K DR K@ B@MSHC@C CD B@KNQ PTD RD @KL@BDM@ ONQ B@C@ TMHC@C dependiendo de la densidad de este (Acero, 2016) Tabla de capacidad calorífica de materiales mas usados

Fuente: Evaluacion y diseño de vivienda rural bioclimática

54

HABITABILIDAD En la arquitectura, la habitabilidad es la parte que se dedica a asegurar las condiciones mínimas de salud X BNMENQS DM KNR DCHjBHNR $M DRODBH@K K@ G@AHS@AHKHC@C RD NBTO@ CDK @HRK@LHDMSN SġQLHBN X @BŕRSHBN X CD K@ salubridad. Por ello, tanto el Material de Cambio de Fase como las Tecnicas de Arquitectura Pasiva, ayudan a la mejora de esto.

Condiciones Ambientales

Controles de energía pasiva

Necesidades de confort

Habitabilidad

VULNERABILIDAD SOCIAL 2DFŕM 6HKBGDR "G@TW DRSD OQNCTBD TM FQ@CN CDjBHDMSD CD NQF@MHY@BHłM X BNGDRHłM HMSDQM@ CD K@ sociedad bajo riesgo, que limita su capacidad de prevenir, mitigar o responder a situaciones de desastres (tipo de acceso al saneamiento ambiental, nutrición infantil, servicios básicos, que permitan la recuperación de los daños ocurridos).

VULNERABILIDAD FÍSICA 6HKBGDR "G@TW RNRSHDMD PTD DRSD RD QDjDQD @ K@ KNB@KHY@BHłM CD K@ ONAK@BHłM DM YNM@ CD QHDRFN físico, condición provocada por la pobreza y la falta de oportunidades para una ubicación de menor riesgo (condiciones ambientales y de los ecosistemas, localización de asentamientos humanos en zonas de riesgo).

55

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

Este tipo de vulnerabilidades afecta de manera directa en la forma de habitar de las personas. La vulnerabilidad física especialmente se divide en dos maneras, que son la interna y la externa. Estos problemas suelen recurrir en muchos casos en el sector de Huancavelica, provincia de Capillas norte, por Santa Ana lo que habitante necesita una arquitectura capaz que pueda responder y afrontar a todos estas variables mencionadas anteriormente.

ENTORNO CONTEXTUAL cultura ciudad

OBJETO

SUJETO HABITABILIDAD Habitante

medio ambiente

Edificación

ARQUITECTURA

LA HABITABILIDAD CON INTERFACE ENTRE HABITANTES Y OBJETOS HABITABLES Fuente: Elaboración propia

56

MATERIALES PCM BNMSHMT@BHłM CDjMHQDLNR K@R U@QH@AKDR BNMCHBHNM@MSDR X CDSDQLHM@MSDR CD MTDRSQ@ HMUDRSHF@BHłM $M OQHLDQ KTF@Q RD DLODY@Qđ DMSDMCHDMCN X CDjMHDMCN PTD DR TM L@SDQH@K /", Según Garcia(2012) se puede decir que un Material de Cambio de Fase (PCM) es una sustancia con un calor de fusión elevado, capaz de almacenar y liberar grandes cantidades de energía para su uso en las distintas aplicaciones de los sistemas. Este calor es absorbido o liberado cuando la sustancia cambia de fase de sólido a líquido o en sentido contrario.

ALMACENAMIENTO DE ENREGÍA TERMAL DE ENFRIAMIENTO USANDO EL PCM Fuente: http://spanish.andores.com/sale-9516692-cooling-thermal-energy-storage-using-phase-change-materials-paraffin-wax-pcm.html

A medida que el material absorbe o libera calor, hay un Cambio en el Estado físico del material de sólido a líquido o viceversa. Un ejemplo común de PCM es el agua, que tiene la capacidad de cambiar de sólido (es decir, hielo) a líquido y de líquido a sólido; liberando y almacenando así energía en el proceso de sus cambios de fase.

HIELO

SÓLIDO

AGUA

LÍQUIDO

VAPOR DE AGUA

GAS

CAMBIOS DEL ESTADO DE LA MATERIA Fuente: https://es.123rf.com/photo_80631814_estado-de-agua-l%C3%ADqui-

Por lo general, según M. Amar, M. Mohamed (2004) un PCM ideal que se utilice para el almacenamiento de energía térmica debe tener ciertas caracteristicas. Por ejemplo, debe sufrir pequeños cambios de UNKTLDM MN RDQ SłWHBN MN BNQQNRHUN ONRDDQ TM@ @KS@ BNMCTBSHUHC@C SġQLHB@ X B@O@BHC@C B@KNQİjB@ DRODBİjB@ X MN CDAD RNAQDDMEQH@QRD MH CDRBNLONMDQRD

57

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

TIPOS Y PROPIEDADES DE LOS PCM Fuente: https://www.rees-journal.org/articles/rees/full_html/2019/01/rees190001/T1.html

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA +@ BNMCTBSHUHC@C SġQLHB@ CD TM L@SDQH@K DR K@ UDKNBHC@C @ K@ PTD DK B@KNQ OTDCD kTHQ @ SQ@UġR CDK L@SDQH@K 2DFŕM # '@VDR DK GNQLHFłM SHDMD TM@ BNMCTBSHUHC@C SġQLHB@ CD 6 LJ RTODQHNQ @ K@ CD otros materiales de construcción. Esto muestra que durante el cambio de fase de los PCM incorporados en estos materiales, el hormigón podrá permitir una mayor absorción y liberación de energía térmica en comparación con otros materiales.

PROPIEDADES DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA ESTIMADAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Fuente: https://www.rees-journal.org/articles/rees/full_html/2019/01/rees190001/T2.html

58

MASA TÉRMICA La masa térmica es una característica de los materiales que permite que el material de construcción absorba, almacene y libere energía posteriormente. La incorporación del PCM en algunos materiales ayudaría a aumentar su masa térmica y, en consecuencia, cambiaría la demanda de energía durante el período no pico. Ségun Baetens (2010) observó que la masa térmica del hormigón se mejoró en gran medida con la adición del PCM en comparación con otros materiales de construcción que también se incorporaron.

DENSIDAD La densidad del hormigón convencional es mayor en comparación con otros materiales de construcción en los que se ha incorporado PCM. Esta mayor densidad permitirá que el hormigón tenga una mayor capacidad térmica cuando se incorpore con PCM, en comparación con otros materiales de construcción.

SUMERGIR

MURO DE HORMIGÓN

ROCIAR

59

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

TÉCNICAS DE ARQUITECTURA PASIVA Para lograr un mejor confort térmico, se puede aplicar Técnicas de Arquitectura Pasiva Bioblimáticas.

Para ello, se tendrá en cuenta la orientación del sol con respecto a los prototipos de vivienda. Además la selección correcta de materiales puede favorecer a un mejor aprovechamiento de este recurso. A continuación, se mostrará algunos métodos y estrategias de orientación y captación Solar.

1

GANANCIA DIRECTA

3

MURO DE ACUMULACIÓN VENTILADO

5

TECHO DE ACUMULACIÓN

60

Fuente: https://alfarquitecturabioclimatica.wordpress.com/2015/11/13/energia-solar/

2

MURO DE ACUMULACIÓN NO VENTILADO

4

INVERNADERO ADOSADO

6

CAPTACIÓN SOLAR Y ACUMULACIÓN DE CALOR

CONFORT TÉRMICO Incluir estos materiales con el PCM nos permitirá generar un mejor Confort Térmico, donde entendemos con confort térmico cuando las personas que lo habitan no experimentan sensación de calor ni frio, en donde la humedad, la temperatura y el aire son agradables y adecuados para realizar diferentes actividades en su interior.

= AIRE

HUMEDAD

TEMPERATURA

CONFORT TÉRMICO

CAPILLAS NORTE Localizado en el departamento de Huancavelica, en la provincia de Castrovirreyna, Capillas es un distrito BTX@ RTODQjBHD DR CD GDBSđQD@R @ LRML BTDMS@ BNM TM@ ONAK@BHłM CD G@AHS@MSDR de los cuales más del 70% viven en áreas rurales pudiendo llegar al 100% (INEI, 2018) Se eligió este poblado ya que Castrovirreyna es uno de las provincias más afectadas por las heladas con valores menores a -8°C. (Cornejo, 2012)

61

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

VIVIENDA VERNÁCULA Desde sus inicios, el hombre sintió la necesidad de establecerse en un sitio determinado, es así que, en la búsqueda de un refugio para protegerse de las condiciones del clima, acecho de los animales y demás factores, este ha ido creando diversos tipos de sistemas constructivos, los cuales ha ido evolucionando (Burga, 2010) Fue del entorno en donde encontraba materiales, como las cuevas de piedra, casas con ramas y hojas de arboles y posteriormente la tierra, la cual se usa en construcciones populares. (Cañar et al. 2016) 5DKDBDK@ DM RT @QSİBTKN f QPTHSDBSTQ@ UDQMđBTK@ CD K@ /@BG@L@L@ @K "NIHS@LANt CDjMD @K O@SQHLNMHN UDQMđBTKN DCHjB@CN BNLN K@ DWOQDRHłM ETMC@LDMS@K CD K@ HCDMSHC@C CD TM@ BNLTMHC@C X RTR QDK@BHNMDR con el territorio.

1 4

2

Ubicación de la vivienda

Construcción los muros.

de

5

Elaboración adobes

de

Construcción techo

del

3

Construcción cimientos sobrecimientos

6

Tarrajeo de muros.

de y

HUANCAVELICA $K CDO@QS@LDMSN CD 'T@MB@UDKHB@ SHDMD TM@ DWSDMRHłM CD JL BNM TM@ @KSHSTC PTD U@ CDRCD los 1 950 msnm hasta los 5 000 msnm, esta constituido por 7 provincias, 100 distritos y 6 702 centros poblados.

El censo nacional del 2017 realizado por el INEI registro 347 639 habitantes, la población es principalmente rural con 241 777 pobladores que representan el 69,5% del cual el 52% se encuentra en estado de pobreza (MVSC, 2016) , mientras que el área urbana presenta 20,5% con 105 862 habitantes, además, se conoce que la población vulnerable suma 39,9% (INEI, 2018) Mapa de ubicación

Fuente: Elaboración propia

62

CLIMA Según el Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), el departamento de Huancavelica es uno de los 14 departamentos declarados en estado de emergencia por el Gobierno Central mediante el Decreto Supremo N°033-2016-PCM debido a la constante exposición al frio a causa de las heladas y friaje.

(INDECI, 2019) En las partes altas de la región como Castrovirreyna, Angares y Huancavelica existe un 10% de que la temperatura mínima en esas zonas sea menor que percentil 10, es decir negativa.(Cornejo, 2012)

Mapa de Heladas meteorológicas multianuales

Fuente: CENEPRED

63

CAPÍTULO III: MARCO TEÓRICO

IMPACTO EN LA POBLACIÓN El 2.64% de la población de Huancavelica está expuesta a muy alto riesgo ante heladas con más del 29% de población vulnerable, asimismo se observa un total de 6 297 de viviendas que estarían en riesgo muy alto, de las cuales 3 267 son viviendas particulares con población presente. (CENEPRED, 2018). El 17,5% de la población de Huancavelica esta expuesta a alta y muy alta susceptibilidad ante heladas con un total de 32 596 viviendas que son susceptibles, de las cuales 18 564 son viviendas con población presente. (CENEPRED, 2018) Mapa de Riesgo ante heladas

Fuente: CENEPRED

64

Mapa de Susceptivilidad ante heladas

VIVIENDA Según el Censo Nacional del 2017, Huancavelica, con un total de 454 797 viviendas, es el departamento con mayor porcentaje en relación a los siguientes materiales predominantes en las viviendas, adobe o tapial como material principal en las paredes exteriores con 82,4% y un total de 84 835 viviendas, asimismo presenta el 76,7% es decir 79 005 viviendas que presentan tierra como material predominante en el piso y por último en los techos con calaminas o tejas, presenta un 83,5%, con un total de 85 973 viviendas. (INEI, 2018)

techos de calamina muros de adobe

suelo de tierra apisonada

HELADAS Según el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (MVCS) y El plan Multisectorial ante Heladas y Friaje 2019 - 2021, las heladas son fenómenos climatológicos que se presentan en las zonas altoandinas por encima de los 3 000 m.s.n.m. cuando la temperatura alcanza un nivel menor o igual a 0°C, (SENAMHI – FAO, 2010) esto sucede mayormente en las noches y madrugadas antes de salir el sol, cuando el cielo está despejado, con escases de nubes y el ambiente seco.

Este fenómeno inicia en abril y termina en septiembre con junio y julio como los meses más críticos, en localidades por encima de los 4 000 m.s.n.m. la temperatura nocturna puede llegar a los -20°C. (SENAMHI) Según el Ministerio de Salud (MINSA) este fenómeno afecta la salud de las personas ya que incrementa el contagio de Infecciones Respiratorias Agudas (IRAS), en su mayoría a las personas vulnerables, además de causar daños en las actividades agrícolas y ganaderas. (MINSA, 2005). #TQ@MSD DK LDR CD @AQHK CDK RD MNSHjB@QNM DOHRNCHNR ONQ MDTLNMİ@ DM LDMNQDR CD @ľNR X CDETMBHNMDR DM DK DM K@ LHRL@ EDBG@ RD MNSHjB@QNM DOHRNCHNR X CDETMBHNMDR ,(-2 2020) Tabla de población y viviendas según el nivel de susceptibilidad a heladas

Según el Escenario de Riesgos del CENEPRED, de los 94 922 centros poblados a nivel nacional, unos 60 230 se encuentran expuestos a las heladas.

Fuente: CENEPRED

65

CAPÍTULO III: MARCO NORMATIVO

R.N.E. Norma A. 020 VIVIENDA residencia de las familias, satisfaciendo sus necesidades habitacionales y funcionales de manera adecuada.

Las consideraciones de diseño serán a base de los espacios para las funciones mínimas, el tipo de vivienda, su densidad, etc.

R.N.E. Norma E. 010 MADERA Esta norma establece el agrupamiento de las maderas para uso estructural en tres clases denominadas los grupos establecidos

R.N.E. Norma E. 020 CARGAS como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en las combinaciones prescritas y no deben causar esfuerzos ni deformaciones que excedan los señalados para cada material estructural en su

R.N.E. Norma E. 030 DISEÑO SISMORESISTENTE Esta norma establece las condiciones mínimas para el diseño sismo resistente. Es de aplicación obligatoria a nivel nacional

R.N.E. Norma E. 080 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN CON TIERRA REFORZADA

costo, virtudes ecológicas y medio ambientales, bajo consumo energético aislamiento térmico y acústico, sus formas tradicionales y texturas rústicas.

66 6

R.N.E. Norma E. 070 ALBAÑILERÍA Esta Norma establece los requisitos y las exigencias mínimas para el análisis, el diseño, los materiales, la construcción, el control de calidad y la inspección de las HGLųFDFLRQHV de albañilería estructuradas principalmente por murRV FRQųQDGRV \ SRU PXros armados.

MINISTERIO DE COMERCIO EXTERIOR Y TURISMO Por las características de algunos de los materiales (como los PCM) que se quieren usar en el prototipo será necesario consultar la GUÍA DE ORIENTACIÓN AL USUARIO DEL TRANSPORTE TERRESTRE para el traslado nacional de estos materiales.

REGLAMENTO DE LA LEY GENERAL DE ADUANAS El presente Reglamento rige para todas las actividades aduaneras en el Perú y es aplicable a toda persona, mercancía y medio de transporte dentro del territorio aduanero.

Será necesario importar material PCM.

67

CAPÍTULO IV: VARIABLES CONDICIONANTES Y DETERMIANTES Criterios RIBA: CG5 - A2 - A4

68

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO IV Después de recolectar la información teórica y normativa, se determinaron las variables que iban a condicionar el diseño del proyecto, como lo son las condicionantes, las cuales se daban de manera natural, tanto por el entorno como el clima en Huancavelica, el sistema constructivo del adobe, las características de un prototipo, el cual debe poder reproducirse de manera rápida y eficaz, y las variables determinantes, las cuales eran propuestas por nosotros como lo es el confort térmico mediante la utilización de materiales PCM, técnicas de arquitectura pasiva, y así poder mejorar la habitabilidad dentro de la vivienda altoandina y la calidad de vida de las personas.

Este capitulo es importante ya que se consideran todas estas variables a la hora de diseñar y así poder cumplir con las expectativas que nos planteamos en un inicio.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

69

CAPÍTULO IV: VARIABLES

SISTEMA CONS DISEÑO DE PROTOTIPO DE VIVIENDA

MATERIALIDAD TÉCNICAS DE

TIPO DE MATE

MATERIALES PCM

MECANISMOS

PUNTO DE FUS MÉTODOS DE

VARIABLES CONDICIONANTES

VULNERABILID

HABITABILIDAD

VULNERABILID

CLIMA Y HELA

UBICACIÓN/CONTEXTO: SANTA ANA - HUANCAVELICA

VIVIENDA VERN

70

STRUCTIVO DE ADOBE

D ARQUITECTURA PASIVA

CAPTACIÓN SOLAR DIRECTA CONFORT TÉRMICO

CAPTACIÓN SOLAR SEMIDIRECTA CAPTACIÓN SOLAR INDIRECTA

ERIAL PCM DE INTERCAMBIO

SIÓN INCORPORACIÓN

DAD FISICA EXTERNA

DAD FISICA EXTERNA

ADAS

NÁCULA

CONDICIONES AMBIENTALES RIESGOS DE LA ZONA SEGURIDAD ECOSISTEMA

POBREZA FALTA DE OPORTUNIDADES CONDICIONES DE SALUD CONDICIONES DE LA VIVIENDA

TIPO DE CLIMA CASOS DE HELADAS ENFERMEDADES EFECTO EN LA VIVIENDA

COSTUMBRES MÉTODOS CONSTRUCTIVOS PATRONES DE ASENTAMIENTO

71

CAPÍTULO IV: VARIABLES

DISEÑO DE PROTOTIPO DE VIVIENDA

MATERIALES PCM

VARIABLES DETERMINANTES

HABITABILIDAD

UBICACIÓN/CONTEXTO: SANTA ANA - HUANCAVELICA

72

CAPACITACIÓN CONSTRUCTIVA ACEPTACIÓNN DEL PROTOTIPO DIFUSIÓN DEL PROTOTIPO

FOMENTAR EL USO DE MATERIALES PCM

MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DE VIDA

HUMEDAD INTERIOR CONFORT TÉRMICO

TEMPERATURA INTERIOR VENTILACIÓN

MEJORAR CALIDAD DE LA VIVIENDA

73

CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA Criterios RIBA: CG7 - CG10

74

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO V En este capítulo se explica el diseño de investigación que estamos utilizando, los pasos que estamos siguiendo para recolectar información y poder plasmarla de manera ordenada, así como también las herramientas que estamos utilizando para lograr los objetivos planteados en un inicio, como son las encuestas a pobladores de la zona, las entrevistas a expertos, los programas de modelado y modelado térmico, todo esto nos ayuda a saber la opinión del usuario al que estamos proponiendo este prototipo, la aceptación que tienen respecto a un nuevo modelos de vivienda y la disposición a utilizar materiales nuevos como lo son el PCM, ya que son nuevos en el mercado peruano.

Asimismo, con los resultados obtenidos, se puede comparar con la base teórica y referencial y confirmar la problemática existente en el área de estudio, también se consideran las variables condicionantes y determinantes a la hora de plantear las entrevistas y encuestas y así enforcarnos en las fallas de la vivienda actual.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

75

CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

INVESTIGACIÓN DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE INVESTIGACIÓN Nuestra investigación es una investigación aplicada ya que esta centrada en encontrar mecanismos o estrategias que permitan lograr un objetivo concreto, como en nuestro caso es el mejorar la habitabilidad de las viviendas frente a las heladas y bajas temperaturas a través de nuestro prototipo de vivienda.

Nuestra investigación se basa en datos tanto cuantitativos (casos de heladas al año, temperaturas, poblaciones afectadas, etc) como cualitativos (como se siente la persona frente a su vivienda, comodidad, etc), posteriormente juntar la data y lograr determinar estrategias de diseño que nos permitan la intervención en las zonas afectadas.

DESCRIPCIÓN DEL CASO DE ESTUDIO: SANTA ANA Como ya se ha mencionado, nuestra investigación se centra en la zona más afectada por las heladas de Huancavelica: en la provincia de Castrovirreyna, específicamente en el Distrito de Santa Ana. Dentro de este distrito, hemos escogido la comunidad de Santa Ana dentro del distrito previamente mencionado debido a que en esta comunidad tiene una gran cantidad del tipo de viviendas (las típicas viviendas de adobe de las zonas altoandinas con fallas en habitabilidad) que queremos mejorar, además que la información de esta comunidad es más accesible que otras comunidades dentro de Castrovirreyna.

Actualmente

la

comunidad

cuenta

con

825

habitantes y 165 viviendas; aproximadamente en un área de 126 km².

Esta comunidad se encuentra al norte del distrito, pero al noreste de la Provincia de Castrovirreyna.

FOTOGRAFÍA SATELITAL DE LA COMUNIDAD DE SANTA ANA Fuente: Google Earth

76

MAPA DE LA PROVINCIA DE CASTROVIRREYNA Fuente: Google Earth

Fuente: INEI, (2018) Censos Nacionales 2017: XII de Población, VII de Vivienda y III de Comunidades Indígenas, Características de las viviendas particulares y los hogares Acceso a servicios básicos. https://www.inei.gob.pe/media/MenuRecursivo/publicaciones_digitales/Est/Lib1538/Libro.pdf

DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA: SANTA ANA Como previamente lo hemos analizado a lo largo de la investigación, las tipologías de vivienda de viviendas en esta zona cuentan con gran cantidad de errores que causa que empeore la habitabilidad de estas residencias; los errores más comunes son los techos de calamina de mala calidad donde hay aberturas que permiten que el aire frío ingrese, la falta de aislamiento térmico en los vanos donde usualmente quedan huecos por los cuales se genera una gran perdida de calor, falta de sobrecimientos que causan agrietamientos en los muros, entre otros problemas relacionados a la vivienda. (Morales, 1993)

GRÁFICO DE LA FALLAS EN LAS VIVIENDAS DE ADOBE Fuente: Manual para la construcción de viviendas de adode.

FOTOGRAFÍAS DE LAS VIVIENDAS EN SANTA ANA Fuente: Grupo de Facebook Muni Distrital Santa Ana Castrovirreyna Fuente: Morales, Torres, Rengífo, Irala (1993). Manual para la construcción de viviendas de adobe. Obtenido en: file:///C:/Users/Acer/Downloads/Manual_para_la_Construccion_de_Viviendas.pdf; SENAMHI, Gobierno Regional de Huancavelica, & Cornejo Garrido, A. G. (2012). Estudio Temático Clima del Departamento de Huancavelica; Muni Distrital Santa Ana Castrovirreyna (09/05/19) Distrito de Santa Ana (Publicación de Facebook) Recuperado de: https://www.facebook.com/munisantaana/photos/1219885558193729

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CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

MAPA DE TEMPERATURAS MÍNIMAS EN HUANCAVELICA Fuente: SENAMHI

MAPAS DE FRECUENCIA DE HELADAS EN HUANCAVELICA Fuente: SENAMHI

Desgraciadamente los problemas no se limitan a la vivienda, sino que estos causan enfermedades en la población,

sobretodo

en

las

personas

más

vulnerables como lo son los adultos mayores y niños. Gran parte de las viviendas en general de Castrovirreyna no terminan de proteger a su población de sus casi 4 casos de heladas al año, llegando a temperaturas de hasta -4ºC. Estos climas fríos más los problemas de vivienda terminan causando muchos casos de neumonías

y otras

enfermedades cardiorespiratorias. (MINSA, 2020)

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FOTOGRAFÍA DEL EXTERIOR DE UNA VIVIENDA EN SANTA ANA Fuente: Grupo de Facebook Muni Distrital Santa Ana Castrovirreyna

Fuente: SENAMHI, Gobierno Regional de Huancavelica, & Cornejo Garrido, A. G. (2012). Estudio Temático Clima del Departamento de Huancavelica. http://geoservidorperu.minam.gob.pe/geoservidor/Archivos/Mapa/Huancavelica/Memoria_Descriptiva_Clima.pdf; MINSA, (2020), Centro nacional de Epidemiología, Prevención y control de enfermedades. https://www.dge.gob.pe/portal/docs/vigilancia/sala/2020/SE13/neumonias.pdf; Muni Distrital Santa Ana Castrovirreyna (09/05/19) Distrito de Santa Ana (Publicación de Facebook) Recuperado de: https://www.facebook.com/munisantaana/photos/1219885558193729

METODOLOGÍA A continuación explicaremos rápidamente sobre lo que tratará este capítulo:

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CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ENCUESTAS Este procedimiento de recopilación de información, nos permite poder obtener datos mediante un cuestionario previamente diseñado y elaborado por el grupo. Sin embargo, pese a la coyuntura que se está viviendo actualmente y la poca facilidad que se tiene para acceder al lugar de estudio, se está elaborando una encuesta de manera virtual que estará colgada en Internet. En ella se podrá recoger la información de personas que radican en el sector y así poder procesarla para obtener datos relevantes de los encuestados.

Para poder planificar este tipo de encuestas, se tienen que realizar las siguientes etapas previas: - Identificar el problema - Determinar el diseño de la investigación - Definir variables - Selección de la muestra - Diseño del cuestionario - Obtención de los datos - Análisis e interpretación de los resultados

Fuente: https://simadrid.wordpress.com/

Para realizar este procedimiento pensamos en contactar a gente que radique en la comunidad de Santa Ana, Provincia de Castrovirreyna – Huancavelica. Para ello, se hizo un mapeo de la zona a través de fotos satelitales obtenidas de Google Maps en Internet y se pudo obtener un conteo aproximado de 825 habitantes en una superficie de 126 km2, teniendo una densidad poblacional de 6.5 km2. A continuación se mostrará las secciones de la encuesta elaborada.

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ENCUESTA VIVIENDAS HUANCAVELICA Fuente: Elaboración propia (https://docs.google.com/forms/d/1vMLzORFAGgCrX8GGHQABnu9dthO0AtauL2kNpMT9EEs/edit)

ENTREVISTAS Este tipo de recolección de información cualitativa, nos permitirá recopilar datos más pertinentes que se pueden pasar por alto en las encuestas. Este método es considerado como uno de los más eficaces, debido que se puede obtener una información más precisa y completa a través del dialogo que se establece mediante las interrogantes. Para poder hacer frente a una adecuada entrevista se tiene que tener en cuenta estas sugerencias: - Seleccionar previamente al informante - Contactar con el informante para su participación - Contar con un conjunto de preguntas a realizar - Realizarlo en un lugar adecuado y tranquilo - Si la persona lo permite, realizar una grabación - Ajustarse al tiempo pactado - Finalizar con un agradecimiento al invitado - Terminada la entrevista se comienza a trabajar sobre ella

Fuente: https://briozargroup.com/

Para nuestro caso de estudio, realizaremos dos tipos de entrevistas. Una de ellas va a ir dirigido a un experto que tenga conocimientos del tema relacionado que se está manejando o dominio del tema de softwares de modelados térmicos, y otro a informantes claves que radiquen en la comunidad y tengan cierto cargo de autoridad en la zona, lo cual se escogió a trabajadores de la Municipalidad de la comunidad de Santa Ana, Provincia de Castrovirreyna.

Expertos Se optó por entrevistar a los alumnos egresados de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), ya que ellos elaboraron un modelo de vivienda utilizando materiales PCM, para lugares con climas de bajas temperaturas, asimismo, se decidió contar con la asesoría de la Mg. Arq. Ofelia Vera Piazzini, profesora de la carrera de Arquitectura de la Universidad de Lima, debido a sus conocimientos en técnicas de arquitectura pasiva.

Informantes clave Se tiene proyectado poder entrevistar a los miembros de la Municipalidad de Santa Ana, ya que ellos, al estar en una institución pública, pueden tener una mejor respuesta que un ciudadano, estos gobernantes pueden incluso saber si se está proyectando alguna mejora para la comunidad. Se debe tener mas consideración a la entrevista hacia expertos, ya que darán una mejor respuesta, basados en estudios previos.

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CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

SOFTWARES, PROGRAMAS Y PÁGINAS Se usará programas de modelado 3D como SketchUp, para después pasar el modelo al programa Design Builder, programa que permite realizar un modelado térmico, para darnos una aproximación de la temperatura interna y externa del modelo.

Para ello se realizará un modelo de vivienda actual basado en las encuestas, imágenes y artículos previos, incluyendo los materiales actuales, después se propondrá un prototipo de vivienda de adobe, teniendo en cuenta las fallas que se presenta en la vivienda actual, además de utilizar técnicas de arquitectura pasiva, para finalmente se aplicar los materiales PCM al nuevo modelo.

Interface del programa Revit 2019 Fuente: https://knowledge.autodesk.com/

Interface del programa Design Builder

Fuente: https://www.danielpascual.com/design-builder/

Se consiguieron los datos de la estación meteorológiva de Senamhi de la región de Castrovirreyna para tener una referencia de las temperatura de la zona, también, según un estudio realizado el 2010 por CARE Perú, se obtuvieron los datos de la temperatura interna y externa de una vivienda en Santa Ana. De esa manera se podrá hacer un comparativo de las temperaturas existentes y las de nuestro modelo y obtener un resultado más preciso.

Temperaturas medidas en los dormitorios principales de las viviendas en Castrovirreyna con respecto a la temperatura externa.

Fuente: https://www2.congreso.gob.pe/

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PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Se procesa la información obtenida de el análisis de viviendas a través de la página oficial de Facebool de la comunidad de Santa Ana, las encuestas, entrevistas a expertos y las calibraciones del software para poder proponer un prototipo de vivienda óptimo que cumpla con todas las expectativas, tanto en confort como estructuralmente.

Análisis de vivienda actual

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CAPÍTULO V: METODOLOGÍA Y PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROPUESTA

TABLAS DE ANÁLISIS DE LAS VIVIENDAS Fuente: Propia, con información recolectada del grupo de Facebook Muni Distrital Santa Ana Castrovirreyna

RESULTADO DE ENCUESTA Una vez aplicadas las encuestas a los habitantes de la comunidad, esto nos permitió conocer cuáles son sus preferencias respecto a la vivienda, cuales son las fallas que ellos consideran más importantes, como es su modo de vivir y de organizarse, y después comparamos la información con el análisis previo que se realizó a las viviendas.

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Se envió el cuestionario mediante grupos de Facebook de Huancavelica, y el alcalde de la comunidad de Santa Ana, de los cuales se pudieron tomar 5 muestras que arrojan los siguientes resultados: De las 5 personas que respondieron, 4 tienen entre 40 y 60 años, 4 son mujeres, todos tienen de 3 a 4 habitantes por vivienda con mas de dos adultos mayores y de 1 a dos niños por familia.

Sobre las viviendas, 4 tienen como material en los muros el adobe, 3 poseen madera en los pisos y todas tienen calaminas en el techo. Además, respondieron que la mayor filtración de aire se da mediante el techo y la puerta, asimismo se les pregunto cómo reaccionaban sus viviendas a la lluvia, y todas las respuestas coinciden que se humedecen las paredes y el piso. La mayor parte de las viviendas tienen 2 ambientes interiores incluyendo la cocina y un huerto en el exterior, al igual que el baño, en su mayoría, si cuentan con servicio de electricidad y agua.

Respecto a como se sienten en la vivienda, 3 personas respondieron que no sienten que su vivienda sea segura frente a los sismos y 4 frente a los robos, sin embargo, todos coinciden que, si tienen privacidad en la vivienda, además también consideran que su vivienda no esta suficientemente iluminada.

Respecto al confort térmico, en un rango de 1 a 5 donde 1 es poco frio y 5 mucho frio, las respuestas van entre 4 y 5 con relación al frio que sienten en invierno, de la misma manera se preguntó sobre el calor que sienten en verano, donde 1 es poco calor y 5 mucho calor, las respuestas se encuentran entre 3 y 4. También se les pregunto sobre la ropa que utilizan, en invierno suelen utilizar de 3 a 4 capas de ropa, mientras que en verano solo 2.

Por ultimo se les pregunto que materiales preferían en su vivienda y 4 quisieran ladrillos de arcilla, concreto o adobe en los muros, 4 quieren un techo de concreto o madera y 3 personas prefieren madera en el piso.

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CAPÍTULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

RESULTADOS ENTREVISTA Se realizó una entrevista al alcalde de la comunidad de Santa Ana, el señor José Américo Torres Loayza.

LUGAR

Santa Ana - Castrovirreyna

4 500 msnm Huancavelica

CLIMA Temporada de lluvias

Temporada

DICIEMBRE ENERO FEBRERO MARZO

de heladas

MAYO JUNIO JULIO AGOSTO

TIPOLOGIA

02 habitaciones

03 habitaciones Viviendas separadas 86

PROBLEMÁTICAS

1) Carencia de viviendas

Falta de viviendas adecuadas en la comunidad, lo que hace que la gente migre de la zona.

La gente no cuenta con los recursos

2) Pobreza

suficientes para solventar sus gastos.

La falta de trabajo en la zona ha hecho que no 3) Ganadería

se le de la atención adecuada a este rubro.

Pocos recursos por parte de los 4) Presupuestos bajos

Gobiernos locales y del Estado.

Actualmente muchos de los pobladores no 5) Pandemia

6) Heladas

logran conseguir ni para poder comer.

Afecta principalmente la salud de los niños y los adultos mayores.

A pesar de estas problemáticas mencionadas anteriormente, se llegó a comentar que el programa Sumaq Wasi ha visto pertinente poder implementar un programa de construcción de

S/. 30 000

viviendas para algunos sectores de la comunidad. Para ello, se cuenta con un presupuesto aproximado de 30 mil nuevos soles por cada vivienda. Esto nos ayuda a poder tener una idea mas clara de cuanto se puede invertir en nuestro nuevo prototipo de

600 familias

viviendas para la comunidad de Castrovirreyna.

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DESARROLLO PROTOTIPO FINAL Criterios RIBA: CG7 - CG10

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PROTOTIPO FINAL Aquí podemos desarrollar lo que seria el prototipo final, con el sistema constructivo y las consideraciones de diseño que se debe tener en cuenta a la hora de levantar los muros, para evitar alguna infiltración de aire, además de la elección de materiales que son propios del lugar como lo es la tierra, la madera, la paja, y finalmente, la comprobación de los resultados utilizando el programa de modelado térmico en el cual nos indica la diferencia de temperatura interna de la vivienda actual con el nuevo prototipo, utilizando los materiales PCM.

VALORACIÓN PERSONAL Dificultad de tema: Motivación frente al tema: Tiempo utilizado en teoría: Tiempo utilizado en práctica:

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CAPÍTULO V: DESARROLLO PROTOTIPO FINAL DE LA INVESTIGACIÓN

AXONOMETRÍA

calamina de fibrocemento

paja estera plástico polietileno

cercha de madera

cielo raso viga collar muro adobe enlucido de tierra sobrecimiento de piedra

Para realizar el prototipo se tuvieron en cuenta las fallas de la vivienda actual de Huancavelica, así como las variables condicionantes y determinantes, en base a eso, se propuso una vivienda de 51 m2 con tres espacios, un área social donde se encuentra la concina mejorada que ventila mediante una chimenea por el techo para evitar la ventilación cruzada en los espacios y un solo vano orientado hacia el este, donde nace el sol, también tiene dos habitaciones, la principal y otra secundaria, ambas de 8 m2, ubicadas 90

a

hacia el oeste, por donde se oculta el sol, ya que así estas recibirían la mayor cantidad de luz al reflejarse los últimos rayos de sol en ellas, por eso en los muros paralelos a los vanos se utilizan las planchas de PCM, para que sean las habitaciones los espacios más calientes de la vivienda, ya que el área social se calienta por la cocina.

Los materiales que se utilizaron son: -

Muros: adobe de 40 cm de espesor

-

Techo: calamina de fibrocemento, paja, estera y plástico de polietileno.

-

Falso techo: una base de cañas, tierra y cerramiento de madera.

-

Piso: de madera con una capa inferior de piedra.

-

Estructura: cerchas de madera con un refuerzo en los tímpanos.

-

Fachada: revestimiento de tierra

-

Vanos: con marcos de madera en todos los bordes, además de un doble cerramiento.

También se propuso un espacio que funcione como tapón ya que las mayores filtraciones se dan mediante la puerta, ya que estas suelen estar mal construidas o las dejan abiertas.

PLANTA A B

B habitación 1

espacio tapón

habitación 2

área social cocina mejorada

A 91

CAPÍTULO V: DESARROLLO PROTOTIPO FINAL DE LA INVESTIGACIÓN

CORTES

tímpano

vanos

falso techo muro con PCM cocina mejorada habitación

área social

suelo mejorado

CORTE A

falso techo

muro con PCM

habitación

CORTE B

habitación

suelo mejorado

Cada habitación requiere de 140 paneles de PCM, es decir que el prototipo en total necesita de 280 paneles PCM.

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RESULTADOS PRUEBAS TÉRMICAS Una vez realizado el prototipo, hicimos el modelado térmico para ver si había alguna mejora respecto a la vivienda actual, es así que se realizaron tres calibraciones, uno de la vivienda actual y otro del prototipo sin materiales PCM y otro utilizando los materiales PCM.

VIVIENDA ACTUAL La vivienda actual cuenta con múltiples fallas, las infiltraciones de aire se da principalmente por el techo, ya que la calamina metálica no posee características termoaislantes, asimismo se agrietan las paredes debido a la húmedas que se filtra, hay poca o nula presencia de vanos, con el fin de poder conservar el calor, lo que hace que las emisiones de humo de la cocina perjudique la salud de los miembros de la familia, además, en la mayoría de casos, los vanos no están instalados de manera adecuada lo que provoca abertura por donde ingresa aire frio, por último, el piso es de tierra apisonada, es decir que el piso absorbe la humedad del ambiente de manera constante.

calamina metálica

dos espacios

no hay vanos

sin contrafuertes

suelo de tierra apisonada 93

PROTOTIPO FINAL Al insertar el modelo en Design Builder, se tomó una muestra de un día del mes de julio, uno de los más fríos, y podemos observar que la temperatura exterior de Huancavelica es de 0 grados, mientras que la interior es de 7 grados.

PROTOTIPO DE VIVIENDA SIN MATERIALES PCM Después se hizo la calibración del prototipo de vivienda sin aplicar los materiales PCM, para ver cómo funciona individualmente y obtenemos un resultado de temperatura exterior de 0 grados y la interior de 14 grados, obteniendo una mejora de casi el 50%.

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PROTOTIPO DE VIVIENDA CON MATERIALES PCM Finalmente se hizo el modelado térmico del prototipo aplicando los materiales PCM y obtenemos una temperatura interna de 16 grados mientras que la exterior es de 0 grados, es decir que al compararla con la vivienda actual hay una mejora de 9 grados respecto a la temperatura interior

PRECIO DE MATERIALES PCM Para la ejecución de 50 prototipos de vivienda se requieren 14 mil unidades de paneles de PCM, lo cual tiene un costo de 472 mil 958 dólares, es decir que cada vivienda cuesta 9 mil 459 dólares y al tipo de cambio de s/. 3.80 se invertirían 35 mil soles y haciendo un conteo de los demás materiales utilizados, nuestro prototipo podría tener un presupuesto de 40 mil cada uno.

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PROTOTIPO FINAL

DETALLES CONSTRUCTIVOS PISO MEJORADO Respecto al piso, para protegerlo de la humedad característica del ambiente, se coloco una capa de piedra como sobrecimiento, aire estanco y finalmente acabado de madera, la cual se calentara durante todo el día para que en la noche transmitir el calor. piso de madera viguetas de madera

aire estanco

cama de piedra tierra apisonada Detalle estructura de piso.

Fuente: http://www.perusolar.org/wp-content/uploads/2013/12/Ramos-Martinez-Eduardo.pdf

CERCHA DE MADERA 2 clavos de 5” para asegurar la cumbrera

2 clavos de 4”

cumbrera 8 clavos de 4”

6 clavos de 5” para asegurar la brida

cumbrera

dia

go

na

l

montante

a

brid

correa

tensor

4 clavos de 2 1/2” en ambas caras

4 clavos de 5” Detalle estructura de la cercha de madera para el techo.

Fuente: http://www3.vivienda.gob.pe/dnc/archivos/Estudios_Normalizacion/FICHAS-PARA-REPARACION-DE-VIVIENDAS-DE-ADOBE.pdf

TECHO Para el techo se utilizaron 4 capas, la primera es de plástico de polietileno, este plástico lo emplean los ciudadanos para protegerse del frio, la segunda es una estera, después una capa gruesa de 2cm de paja y barro y finamente como cerramiento la calamina de fibrocemento para que sea impermeable. calamina de fibrocemento

paja

calamina de fibrocemento 2cm de paja estera

estera

brida

plástico polietileno

tensor

aire estanco

plastico polietileno

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Detalle estructura de techo.

Fuente: http://www.perusolar.org/wp-content/uploads/2013/12/Ramos-Martinez-Eduardo.pdf

TÍMPANOS Se refuerzan los tímpanos, ya que por ahí se dan las mayores filtraciones de aire, debido a que el sistema constructivo es deficiente y no aguanta el peso de las calaminas, es así que en cada frente se reforzaron los tímpanos.

Detalle estructura de tímpano Fuente: http://www3.vivienda.gob.pe/dnc/archivos/Estudios_Normalizacion/FICHAS-PARA-REPARACION-DE-VIVIENDAS-DE-ADOBE.pdf

FALSO TECHO Se coloco un falso techo ya que se crea una barrera de aire entre el techo y el falso techo, este aire denominado estanco, sirve para calentar el ambiente, además de proteger de alguna infiltración de aire o humedad. calamina de fibrocemento paja, estera y plastico entablado de madera cercha de madera relleno de paja y barro cañas revestidas con yeso

VENTANAS Las ventanas se componen de tres capas de materiales, hacia el exterior cerramiento de madera, después ventanas de doble vidrio con marco de madera, y finalmente al interior un cerramiento de tela, de esa manera nos aseguramos de que no ingrese aire frio a la vivienda.

ventana con doble vidrio cerramiento de madera

cortina de tela

97

98

CONCLUSIONES FINALES Este trabajo de investigación nos sirvió para proponer una alternativa de solución al fenómeno que siempre ataca las zonas altoandinas alejadas del Perú como lo son las heladas, ya que año tras años vemos campañas para abrigar a los pobladores, sin embargo, no vemos una solución en concreto.

Decidimos proponer un prototipo de vivienda ya que queremos que se pueda replicar por los mismos pobladores no solo de Huancavelica, si no, en algún momento, en todas las zonas que lo requieran, es por eso que se utilizaron materiales oriundos de la sierra como la tierra y la madera, además de subsanar todas las fallas presentes en la vivienda actual como lo es la utilización de techos de calamina metálica, ya que este material no tiene características termo aislantes, asimismo se emplearon técnicas de arquitectura pasiva para que la vivienda pueda funcionar sin la necesidad de emplear los materiales PCM, ya que estos todavía no se utilizan en el Perú, sin embargo, al utilizar este nuevo material, como se puede ver en los resultados, existe un aumento de casi 6 grados respecto a la temperatura interior.

Realizar esta investigación por capítulos hizo que esta sea mas ordenada, ya que paso a paso fuimos mejorando la investigación, y proponiendo nuevas ideas, para al final tener óptimos resultados, además de realizar el articulo escrito, el cual nos permitió sustentar toda la investigación mediante citas a otros autores expertos en el tema, además de que sea posible que la investigación se pueda continuar en algún momento si es del interés de alguien más.

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CAPÍTULO V: DESARROLLO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE LA INVESTIGACIÓN

CAPÍTULO I SENAMHI, Gobierno Regional de Huancavelica, & Cornejo Garrido, A. G. (2012). Estudio Temático Clima del Departamento de Huancavelica. http://geoservidorperu.minam.gob.pe/geoservidor/Archivos/Mapa/Huancavelica/Memoria_Descriptiva_ Clima.pdf CCHC. (2010). Manual Técnico de Reacondicionamiento de viviendas en uso. Corporación de desarrollo tecnológico de la cámara chilena de la construcción. https://cchc.cl/uploads/comunicacion/archivos/manual_CDT_2016.pdf Centro de Operaciones de Emergencia Nacional. (2018). RESUMEN EJECUTIVO HISTÓRICO N° 017 BAJAS TEMPERATURAS Y PRECIPITACIONES SÓLIDAS 2018. https://www.indeci.gob.pe/wp-content/uploads/2018/12/20180829215812.pdf CENEPRED, (2018), Escenarios de Riesgo por heladas y friaje en el marco del Plan Multisectorial Multianual 2019 - 2021 https://sigrid.cenepred.gob.pe/sigridv3/storage/biblioteca//7102_escenarios-de-riesgo-por-heladas-y-fri ajes-en-el-marco-del-plan-multisectorial-multianual-2019-2021.pdf Censos Nacionales 2017: XII de Población, VII de Vivienda y III de Comunidades Indígenas. (2017). INEI. http://censo2017.inei.gob.pe/en-huancavelica-se-censo-a-347-639-personas/ Palomo, M. (2017). Aislantes térmicos: Criterios de selección por requisitos energéticos. Madrid.: Universidad Politécnica de Madrid.

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CAPÍTULO V: DESARROLLO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE LA INVESTIGACIÓN

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CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS ENTREVISTA A PERSONA CLAVE 6) ¿Ha notado algunas costumbres en particular que tengan las personas en Castrovirreyna?

Si, dejamos la puerta abierta por el tema de la iluminación que es importante, ya que muchas veces algunas viviendas tienen las ventanas reducidas y se necesita tener la puerta abierta.

1) ¿Cuánto tiempo lleva radicando en el Distrito de Castrovirreyna?

7) ¿Han pensado ustedes como gobierno en proponer algunas mejoras para combatir las heladas en el sector?

Desde que nací llevo radicando en este lugar.

Claro que si, sin embargo el tema presupuestal

2) ¿En todo este tiempo que viene radicando, ¿Cuáles son los meses donde las temperaturas son más frías?

no nos permite atender a la población, ya que

En realidad, la provincia se encuentra a más de

hace que tenga un costa alto a la hora de

4500 msnm y el frió es intenso durante todo el

emprender algunos proyectos de vivienda.

año, pero con mayor intensidad el frió se siente

8) ¿Siente que la comunidad cuente con un presupuesto necesario para poder proponer este tipo de prototipo de viviendas?

en los meses de Mayo - Agosto porque la helada

como la gente vive dispersa a 2km o3km, esto

es fuerte y la época de lluvias es en los meses de Diciembre -Marzo donde cae bastante lluvia.

En la actualidad solo contamos con el apoyo del

3) ¿Pudo notar si las bajas temperaturas han llegado a ser un motivo para que los residentes abandonen sus viviendas?

gobierno por parte del programa Sumaq Wasi que tiene un presupuesto aproximado de 30 mil nuevos soles por cada prototipo de vivienda.

Si, muchas veces por el factor climatológico la gente a emigrado a otros lugares, como es la ciudad de Huancavelica u otros lugares de nuestro país.

4) ¿Ha llegado a escuchar sobre alguna propuesta de mejoramiento térmico para las viviendas del sector?

En el Distrito de Santa Ana tenemos un aproximado de 500 a 600 familias, lo que en promedio

están

conformadas

por

4-5

habitantes, lo cual hace un aproximado de 2 mil

Hay un programa del Ministerio de Vivienda del

a 2 mil quinientos pobladores en la comunidad.

Sumaq Wasi que se ha implementado en la

10) ¿Hasta qué grado llega a afectar en su comunidad esta problemática de las heladas?

comunidad pero solo en algunos sectores.

106

9) ¿Sabe algún aproximado de viviendas o familias que se encuentran en este Distrito?

5) ¿Qué materialidad son los que abundan en las viviendas de la zona?

Son afectados sobretodo en el tema de la salud,

En el distrito de Santa Ana está conformado

ancianos y todo esto es una preocupación para

básicamente por comunidades Alto Andinas y

la población. Algunas veces incluso han llegado

la técnicamente la mayoría de ellas están

a la muerte por este tipo de enfermedades

compuestos por tapial, adobe y piedra.

como la tos y sobretodo el bronquios.

ya que muchos niños han caído enfermos, los

10) ¿Hasta qué grado llega a afectar en su comunidad esta problemática de las heladas?

14) ¿El tema de la habitabilidad y confort térmico en las viviendas, ha podido notar

Son afectados sobretodo en el tema de la salud, ya que muchos niños han caído enfermos, los ancianos y todo esto es una preocupación para la población. Algunas veces incluso han llegado a la muerte por este tipo de enfermedades como la tos y sobretodo el bronquios.

11) ¿Siente un compromiso entre los pobladores con su comunidad?

Por supuesto, la población en realidad está

En realidad, mucha de las viviendas de los pobladores son rusticas, solamente de tapial y del adobe, y por dentro no están empastados ni con yeso ni ningún otro material, no cuentan con un cielo raso, por lo que se aprecia

15) ¿Que tipología es la que mayormente predomina en el sector de Santa Ana?

predispuesta para poder colaborar en cualquier

Mayormente son viviendas individuales, las

tipo de proyectos o cualquier tipo de prototipo

viviendas son por separados. Por ejemplo, la construcción de la cocina es aparte, dormitorio

crear esa vivienda y puedan vivir en un

también y mayormente en cada unidad

ambiente más adecuado para ellos.

podemos encontrar en algunas veces 2 o hasta

12) ¿Conoce si la población en general tiene algunas nociones de técnicas constructivas?

3 habitaciones como máximo.

Podemos decir que un 50% de la población si conoce y sabe lo que es la construcción con materiales de adobe, tapial y piedras.

13) ¿En su gobierno, cuáles han sido o son las principales problemáticas que ustedes ven que afecta a la comunidad?

15) ¿Qué piensa de la propuesta de un nuevo prototipo de vivienda que pensamos proponer para su comunidad en Santa Ana? Me parece bien porque una nueva propuesta de prototipo de vivienda para esta zona seria la adecuada. Es por ello, que estoy gustoso de poder

responder

y

compartir

algunas

Algunas problemáticas que afectan a la

experiencias que tenemos aquí en el Distrito.

comunidad son sobretodo la falta de viviendas

Estamos encantados de poder participar y

adecuadas, ya que mucha gente como

contribuir y le agradecemos a nombre de la

consecuencia del frió que hace aquí en Santa

Municipalidad de Santa Ana por esta iniciativa

Ana han emigrado a otros lugares. El otro es la

que ustedes tienen.

pobreza, las faltas económicas en el distrito ha hecho también que la población emigre y ahora sobretodo que se esta viviendo con la pandemia, mucha gente no consigue ni para poder comer. Otro problema es la ganadería, por ejemplo no tenemos atención y nosotros como gobierno local atendemos con el

107

CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS PLANOS TÉCNICOS

A

B

B habitación 2

habitación 1

espacio tapón

área social cocina mejorada

A

PLANTA ESC: 1/50 108

habitación 2

cocina mejorada

CORTE A ESC: 1/75

habitación 2

habitación 1

CORTE B ESC: 1/75

109

CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

ƐƚƌƵĐƚƵƌĂ ĚĞ ƵŶ ĂƌƚşĐƵůŽ ĂĐĂĚĠŵŝĐŽ Extensión total: 3000-5000 palabras.

TITULO: PROTOTIPO DE VIVIENDA CON MATERIALES PCM PARA COMBATIR LAS HELADAS EN LA COMUNIDAD DE SANTA ANA EN HUANCAVELICA Título en ingles: HOUSING PROTOTYPE WITH PCM MATERIALS TO FIGHT AGAINST FREEZING TEMPERATURES IN THE COMMUNITY OF SANTA ANA IN HUANCAVELICA Nombres: CASTILLO VACCARO, DANIELA. MANDUJANO INFANTES, ANDY FRANZ. RIVERA CAMPODÓNICO, DANIELA

&ĞĐŚĂ ĚĞ ƌĞŵŝƐŝſŶ͗ 08/07/2021 WĂůĂďƌĂƐ ĐůĂǀĞ͗ Prototipo de vivienda, materiales PCM, heladas, Huancavelica, confort térmico <ĞLJ ǁŽƌĚƐ͗ Housing prototype, PCM materials, freezing temperatures, Huancavelica, thermal comfort. ,ŝŐŚůŝŐŚƚƐ:

x

Diseñar un prototipo de vivienda que contemple todas las variables de habitabilidad mejorando el confort térmico interno a través de la introducción de un material de cambio de fase

x

Las viviendas rurales tradicionales de los pobladores del distrito no son aptas para combatir las heladas, y presentan problemas de habitabilidad interna.

x

Implementación de materiales PCM a una vivienda

x

Características de una vivienda altoandina

x

Análisis de los materiales PCM

x

Mejoramiento de viviendas de adobe

1. Resumen Los estudios climáticos realizados el SENAMHI han mostrado la grave situación de los departamentos altoandinos del Perú, ya que estos son víctimas de las bajas temperaturas y de los fenómenos conocidos como heladas anualmente. Entre estos departamentos destaca Huancavelica, llegando a tener 4 casos de heladas por año; es por ello que elegimos la comunidad de Santa Ana como lugar de intervención debido a que se encuentra dentro de la provincia de Castrovirreyna la provincia más helada de Huancavelica. Los casos de heladas y problemas en la vivienda en esta zona han causado diversas enfermedades en la población. Por lo que esta investigación trata de responder a la pregunta de ¿Cómo mejorar las condiciones de habitabilidad interna en las viviendas de la población Santa Ana en Huancavelica frente a las heladas? Esta investigación propone el diseñar un prototipo de vivienda donde se incluya la nueva tecnología de materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés) puesto que en los últimos años han demostrado ser efectivos en las construcciones como ayuda para combatir climas extremos, tanto helados como de calor extremo. Con nuestro prototipo buscamos solucionar los problemas de habitabilidad de las viviendas vernáculas de Huancavelica y de los departamentos altoandinos en general, y así reducir las problemáticas relacionadas con el déficit de vivienda.

110

Abstract The climatic studies carried out by SENAMHI have shown the serious situation of the high Andean departments of Peru, since they are victims of the freezing temperatures every year. Among these departments, Huancavelica stands out, reaching 4 cases of frost per year; That is why we chose the community of Santa Ana as the place of intervention because it is in Castrovirrey na, the coldest province of Huancavelica. The cases of frost and housing problems in this area have caused various diseases in the population. So this research tries to answer the question of How to improve the internal habitability conditions in the houses of the Santa Ana population in Huancavelica in the face of frost? This research proposes designing a housing prototype that includes the new phase change materials (PCM) technology since in recent years they have proven effective in construction as an aid to combat extreme climates, both freezing and extreme heat climates. With our prototype we seek to solve the habitability problems of the vernacular houses of Huancavelica and of the high Andean departments in general, and thus reduce the problems related to the housing deficit.

2. Introducción Actualmente, muchos de los departamentos del Perú sufren por los estragos de las bajas temperaturas, siendo Huancavelica uno de los más afectados por el friaje y las heladas. El caso de estudio se encuentra ubicado en el distrito de Santa Ana, provincia de Castrovirreyna, donde las viviendas rurales tradicionales no cuentan con un sistema de confort térmico adecuado para combatir las temperaturas extremas que se viven en el sector.

Históricamente se tiene registro de las peores heladas llegando a temperaturas de -4ºC con una frecuencia de hasta 4 casos de heladas al año (SENAMHI, 2012). Viendo esta problemática mencionada anteriormente, se decidió como objetivo general diseñar un prototipo de vivienda que implemente el uso del material de cambio de fase (PCM) para las mejoras térmicas. Para ello, se propone mejorar el sistema constructivo de las viviendas existentes a través de este nuevo prototipo de vivienda, adaptándose a la estética constructiva tradicional sin que su rendimiento s e vea afectado. Con respecto a los alcances, se espera que este prototipo se pueda replicar en los diferentes sectores del país para combatir las bajas temperaturas que tanto problema a traído hasta el día de hoy. Además, se quiere que la inclusión del material PCM pueda ser usado con mayor frecuencia en el ámbito de la construcción local. Como limitaciones, se tiene la poca aplicación de este material (PCM) en el Perú; además de la coyuntura actual que se viene viviendo en el país.

3. Estado del Arte Con lo que refiere al material propuesto, se empezará definiendo que es un material de cambio de fase o conocido por sus siglas en inglés (PCM). Según García (2012), un material de cambio de fase (PCM) es una sustancia con un calor de fusión elevado, capaz de almacenar y liberar grandes cantidades de energía para su uso en distintas aplicaciones. Esta energía acumulada es capaz de liberar o absorber cuando la sustancia cambia de fase, ya sea de sólido a líquido o viceversa (García, 2012). Con esto en mente se empezó a ver como este material de cambio de fase se logró aplicar en otros lugares del mundo. Por ejemplo, el primer caso a mencionar es en la ciudad de Wuhan (China), donde la temperatura promedio en el lugar es de 1°C, luego de aplicarse el PCM sobre una viv ienda con muro trombe se logró obtener un aumento de la temperatura interior de la vivienda a 3°C (Li, 2019). Luego, en la ciudad de Arizona se aplicó el material PCM sobre un muro Drywall, donde después de su aplicación se pudo notar una mejoría en el interior de la vivienda (Wijesuriya, Brandt, & Tabares-Velasco, 2018). Además, en Francia donde las temperaturas promedian los 5°C, se aplicó el material PCM a los muros de una vivienda hechos con concreto translucido obteniendo un incremento de la temperatura interior de 10°C (Berthou, 2015). Como se puede apreciar, la inclusión del material de cambio de fase junto con los materiales de construcción, han permitido poder tener resultados positivos con respecto a la mejoría del confort interior de la vivienda.

Sin embargo, con lo que respecta al caso de estudio es importante saber que, en la región de Huancavelica, la mayoría de las viviendas no cuentan con los materiales mencionados anteriormente, por lo que se decidió analizar el material del adobe que es el que mayor predomina en la zona. Por ejemplo, en Louroujina en Chipre, donde la temperatura mínima puede alcanzar los 5°C, se han realizado muchas viviendas con adobe para combatir esas bajas temperaturas. En Navapalos - España, se considera mucho la implementación del adobe porque mejora el confort térmico en climas fríos como el mencionado anteriormente (Martín, Mazarrón, & Cañas, 2010). Por lo tanto, se

111

CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS

puede apreciar que este material del adobe es un buen aislante térmico para lugares con temperaturas bajas, por lo que la inclusión del PCM llegaría a aumentar el confort que se pueda sentir al interior de la vivienda.

Además, fue de gran importancia poder entender el contexto con el cual se estaba trabajando para poder tener una orientación de la situación actual con se encuentra el sector. Por ello, Según el censo del 2017, dentro del departamento de Huancavelica, en la provincia de Castrovirreyna, Santa Ana es un distrito cuya superficie es de 126km a 3 190 msnm, con una población de 825 habitantes. Del total de viviendas en el departamento de Huancavelica que suman 454 mil 797, se observa que más del 95% de la población viven en zonas rurales y que el 56% de esta utilizan adobe en las paredes exteriores, asimismo se observa que el material predominante en los pisos es tierra y en los techos predomina la calamina. (INEI, 2017). Estas viviendas cuentan con ciertas características en particular. Por ejemplo, presentan una sola habitación en donde comparten el mismo ambiente el dormitorio y la cocina. Otro de los hábitos que utilizan para generar calor es que la vivienda presente menos altura que la reglamentada, es decir que la mayoría de las construcciones tiene una altura menor a los 2 metros y a modo de cielo raso colocan un plástico protector a los 1.80 metros de altura (Harman, 2010). Por otro lado, es preciso analizar las características, ventajas y desventajas de las viviendas rurales de la zona. En cuanto a su emplazamiento, Burga menciona que las viviendas se organizan de acuerdo con grupos, es decir son unidades compactas que se emplazan de manera libre en el terreno sin seguir alguna distribución. (Burga, 2010). Según Morales, en cuanto algunas ventajas de la vivienda actual esta que tienen un gran potencial de aislante térmico (sobre todo el adobe), los materiales usados son muy resistentes y hay una capacidad de autoconstrucción debido a su simplicidad de su sistema constructivo. Sin embargo, las viviendas actuales contienen desventajas más perjudiciales como la limitación de la altura, la debilidad sísmica y la vulnerabilidad contra el agua. Otras causas de los problemas de las viviendas actuales son más debido a factores “externos” como una mala elección de la tierra (causando agrietamientos en las paredes), mala cimentación, uso de calaminas en el techo y no tratar bien la unión entre pared y techo dejando pasar el aire frio, para construcción de aleros causando desprendimiento y filtración del aire y por último la falta de aislamiento térmico de los vanos. (Morales, 1993).

Es por eso que según el Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), el departamento de Huancavelica es uno de los 14 departamentos declarados en estado de emergencia debido a la constante exposición al frio a causa de las heladas y friaje. (INDECI, 2018) Con todo lo mencionado anteriormente, tendrá que ser tomado en cuenta para la propuesta de diseño a realizarse.

Por último, se determinaron diferentes variables a considerar a partir de lo analizado en las viviendas actuales y casos referenciales y análogos estudiados. Nuestros casos referenciales fueron: el modelo de vivienda Sumaq Wasi, el proyecto de confort térmico de la universidad continental, la oficina MIZU por el arquitecto Thomas Primault, la habitación condicionada pasivamente con PCM y el modelo de vivienda de adobe con materiales PCM hecho por estudiantes de la UPC. Con lo anteriormente analizado, se incluyeron las siguientes variables: variables condicionantes y variables determinantes. En las variables condicionantes primero tenemos a la variable de prototipo de vivienda que incluye las variables de sistema constructivo de adobe, materialidad y técnicas de calefacción pasiva; luego tenemos a la variable de material PCM donde se toma en cuenta variables como punto de fusión, conductividad, masa, densidad y confort térmico y sus métodos de aplicación; también esta la variable de habitabilidad, en la cual se evalúa la vulnerabilidad externa (riesgos de la zona, seguridad, etc) e interna (condiciones de la vivienda, estilo de vida, etc); y por último esta la variable de ubicación y contexto, la cual toma en cuenta el clima y las heladas y la vivienda vernácula. Por otro lado, para las variables determinantes tenemos las siguientes que queremos que se den: capacitación constructiva, aceptación del prototipo, difusión del prototipo, fomentación del uso del PCM, mejoramiento de la calidad de vida y el confort térmico dentro de la residencia.

A continuación, se analizará 6 bases teóricas que se han tenido presente para este caso de estudio. Primero, el material PCM según como lo definió García (2012), este material tiene como principal acción poder liberar y/o almacenar grandes cantidades de energía de calor o frio (García, 2012). Además, este material cuenta con dos mecanismos de intercambio de calor, uno de ellos es por calor sensible y el otro se le conoce por calor latente. Sin embargo, para Hasnain (1998), el de calor latente cuenta con una ventaja sobre el calor sensible, ya que cuenta con una mayor capacidad de almacenamiento de calor que aproximadamente es entre 5 a 10 veces mayor que la otra (Hasnain, 1998). Además, se llegó a descubrir cuál es el método con mayor efectividad a la hora de incluir el PCM a

112

algún material. Para Hawes, Banu & Feldman (1992) descubrieron que, al incorporar el método de sumersión de los productos, llega a ser más efectivo que la técnica de impregnación, la cual consiste en rociar el agrado del PCM a los diferentes materiales (Hawes, Banu & Feldman, 1992).

La siguiente base teórica analizada que se llevará a cabo es la de prototipo de vivienda. Se entiende por prototipo de vivienda a una edificación simple y sencilla que busca optimizar tiempo y recurso, además de resolver los problemas inmediatos. Esta se debe adaptar a los constantes cambios climáticos que ocurran en la zona, haciendo que se pueda replicar y emplazar en distintos lugares que habiten los usuarios (Brussino, 2018). Además, dependiendo del material que se logre emplear, puede lograr tener diversos sistemas constructivos. Myriam Torres menciona que un sistema constructivo es un conjunto de técnicas, herramientas, procedimientos y equipos que han ido mejorando con el tiempo, con respecto a sus recursos y calidad en la construcción (Torres, 2017). Sin embargo, Barbara Montoro y Pedro Ferradas mencionan que un sistema constructivo tradicional es lo que emplea la población año tra año, para poder edificar sus viviendas vernáculas con los materiales que provengan del mismo lugar (Montoro, 2005). Otra base teórica a tomar en cuenta es el factor climático, en este caso, las heladas. Según el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (MVCS) y “El plan Multisectorial ante Heladas y Friaje 2019 2021”, las heladas son fenómenos climatológicos que afectan a 11 departamentos y 210 distritos en el Perú, se presentan en las zonas altoandinas por encima de los 3 000 m.s.n.m., cuando la temperatura diaria alcanza un nivel menor o igual a 0°C, este fenómeno sucede mayormente en las noches y madrugadas antes de salir el sol, cuando el cielo está despejado, sin nubes y un clima seco (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2020). Por último, está el confort térmico que se define como el calor específico al interior de una edificación, es una sensación equilibrada entre humedad, temperatura y calidad de aire que genera un ambiente agradable (Culcay, 2016).

4. Metodología La investigación que se está enfocando es una investigación aplicada, debido a que se enfoca en poder encontrar estrategias que permitan lograr el objetivo que se tiene trazado. Para este caso de estudio es el poder mejorar la habitabilidad de las viviendas frente a la problemática de las bajas temperaturas que hay en el sector, a través de un nuevo prototipo de vivienda que se ha diseñado. Para ello, la investigación se enfocó en recaudar datos de manera cuantitativa como cantidad poblacional afectada, temperaturas, épocas de heladas durante el año y otros factores más. También, se basa en datos cualitativos como satisfacción de las personas frente a su vivienda, comodidad, entre otros. Además de lo mencionado anteriormente, cabe resaltar que la investigación se centra en el distrito de Santa Ana, provincia de Castrovirreyna en la región de Huancavelica. Con lo que respecte a la metodología de la investigación, se empezará explicando el tipo de investigación y el tema general que se está tratando. Luego se especifica el lugar y sus problemáticas que tiene el sector. En seguida se explicará la manera en cómo se recolectará la información, que serán a través de dos métodos, por medio de una encuesta y entrevistas a expertos y a un informante clave. Se decidió entrevistar como informante clave al Alcalde de la comunidad de Santa Ana, José Américo Torres Loayza y con lo que respecta a los expertos, se optó por entrevistar a los egresados de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Erick Huaytalla y Daniel Ferrandiz. Adicionalmente, se hizo una ficha con cuadros comparativos de las viviendas que propone el Estado y se están elaborando en lugares con climas de baja de temperatura. Por ejemplo, se analizó las propuestas hechas por Sumaq Wasi, el proyecto Confort Térmico que realizaba techos de botellas recicladas y por último el proyecto Mizu. Además, se hizo un mapeo de la zona de estudio para poder encontrar las diversas tipologías que tenía el sector, por lo que se encontró 6 diferentes tipologías que se llegaran a validar con las encuestas y entrevistas a personas claves. Con todos estos casos referenciales, se logró elaborar una ficha comparativa para analizar su ubicación, clima, materialidad, sistema constructivo, técnicas y tecnologías aplicada a la vivienda, entre otras. Además, para poder realizar el 3D del prototipo de vivienda y sus alrededores se usará el programa design builder para mediciones y pruebas térmicas. También, se recolectará información del clima de la zona para que permita calibrar de manera correcta el prototipo de vivienda con el software que se esté usando. Para ello, se realizó pruebas térmicas comparando la situación actual en que se encuentran las viviendas, con los nuevos prototipos diseñados, donde se separó de dos maneras, una es con la aplicación e inclusión del material de cambio de fase y la otra sin ella. Así se podrá tener un cuadro comparativo de las diferentes sensaciones térmicas que hay y evidenciar las mejorías que se tendría con respecto a la situación actual. Por último, luego que se procese la información recaudada se crearán variables a partir de esta. Junto con

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CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS

las variables anteriormente determinadas de la investigación, en los casos análogos y las variables determinadas con los resultados de la información recolectada por las encuestas, entrevistas y softwares; se podrá llegar a determinar estrategias de diseño más sólidas, las cuales determinarán el nuevo prototipo de vivienda. Luego de recaudar toda la información a través de los métodos mencionados anteriormente, se procesa esta información para de esa manera poder proponer un prototipo de vivienda con mejores condiciones, don pueda cumplir con las expectativas del confort térmico que tanto se espera. Por ejemplo, una vez procesada la información de las encuestas, esto nos permitirá conocer cuáles son las preferencias, costumbres y modo de vida que tienen los habitantes de la comunidad, pudiendo así comparar la información recaudada con otras fuentes de información encontradas. Con respecto a las entrevistas, se logró tener una información más profesional de cómo se puede abordar el trabajo, gracias a esa orientación se puede proponer un prototipo de vivienda con menor cantidad de fallas de diseño y estructura, siendo así una vivienda segura y resistente.

5. Resultados / Propuesta Gracias a las entrevistas se pudo descubrir ciertos detalles que se pudieran haber obviado en un principio. Para este caso, se entrevistó primero a un informante clave que llego a ser el Alcalde de la comunidad, donde se pudo obtener datos de la cantidad exacta de los pobladores que se encuentran en su comunidad como también algunos proyectos por parte de estado que se viene realizando en ese sector. Además, un dato primordial fue el tema presupuestal con la que vienen trabajando los programas de Estado como el Sumaq Wasi, que propone un abono de 3 0 mil nuevos soles de inversión para cada vivienda que se esté elaborando. Sin embargo, la inclusión del PCM para cada vivienda se estima un costo aproximado de 12 mil nuevos soles por vivienda, lo que corresponde un tercio del precio que abona el estado para las viviendas. Con respecto a la entrevista a los expertos, se llegó a tener una conversación con los jóvenes que llegaron a trabajar con la inclusión del material PCM en lugares altoandinos con climas de temperatura baja. Como resultado a ello, se pudo notar que esta inclusión está claro que proporcionaría mejores resultados de confort térmico para los nuevos prototipos de vivienda. Sin embargo, carecerían de valor para ser replicables debido a su alto presupuesto que se manejaría para su elaboración. Por ello, se vio de mayor importancia darle más énfasis al tema de las técnicas de arquitectura pasiva y diseño arquitectónico en sí, dejando como alternativa la inclusión del material PCM a los nuevos prototipos de vivienda. Con respecto al prototipo de viviendas que se ha propuesto, este cuenta con un área de 45m2, donde el piso contará con una capa de piedra, seguida por una de barro para finalmente cubrirla con una capa de madera. Su sobrecimiento constará de 30 cm de altura, en donde se incluirán los materiales de piedra y barro. Además, se han incluido contrafuertes de 50 cm en todos los encuentros de la vivienda para así poder darle mayor rigidez y estabilidad. A esto se le incluye un tijeral que servirá como soporte para el techo, donde tendrá una separación de 60 cm uno del otro. El techo será del material de calamina de fibrocemento, donde contará con aberturas para el paso de la luz y de esa manera pueda calentar las placas de PCM que se proponer al interior de las viviendas. Con todos estos detalles se pudo obtener un prototipo de vivienda ideal para las personas que vivan en sectores donde las temperaturas sean demasiado bajas.

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Axonometría del prototipo de vivienda elaborado Fuente: Elaboración propia

Por último, se mostrarán los resultados térmicos obtenidos mediante las pruebas térmicas elaboradas en el programa design builder, donde se logró tener un resultado favorable con lo que respecta al confort al interior de la vivienda, ya que actualmente cuenta con una temperatura interior promedio de 8°C y con los resultados obtenidos se pudo notar el aumento a 13°C, teniendo así un incremento de 5°C dentro de la vivienda. Es importante recalcar que, a diferencia de otros programas propuestos como Casitas Calientes, en donde la temperatura interior solo llega a tener como máximo una mejoría de 1.5°C a comparación del prototipo de vivienda que se acaba de mostrar anteriormente. Además, en la entrevista a expertos que se llegó a realizar con Erick Huaytalla y Daniel Ferrandiz, bachilleres de la Universidad de Ciencias Aplicadas, nos pudieron confirmar que con la inclusión del material de cambio de fase (PCM), si era posible poder tener aquellos resultados que se logró obtener gracias al programa de modelado térmico. A continuación, se mostrarán los resultados obtenidos mediante las pruebas térmicas de tres propuestas. La primera será el estado actual en que se encuentran las viviendas, seguido del prototipo realizado sin la inclusión del material PCM y, por último, el prototipo de vivienda con la inclusión del material de cambio de fase.

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CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS

Fuente: Elaboración propia

Fuente: Elaboración propia

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Fuente: Elaboración propia

6. Conclusión / Discusión En conclusión, el trabajo de investigación permitió proponer nuevas alternativas de diseño para poder combatir las problemáticas que sufren constantemente las regiones altoandinas en el país que son las heladas , ya que cada año es una lucha poder generar el confort térmico adecuado dentro de la vivienda. Es por ello, se decidió proponer un nuevo prototipo de vivienda que sea capaz de ser replicado por los mismos habitantes de la región de Huancavelica y en el mejor de los casos, por todas las zonas que así lo requieran. Es muy importante poder adaptarse a las viviendas vernáculas que existen actualmente en el sector, ya que recordemos que son estas construcciones las que por mucho tiempo los pobladores de Santa Ana han llegado a edificarlas y habitarlas. El nuevo planteamiento de un prototipo de vivienda tiene que poder incluir necesariamente estos materiales predominantes que se aprecian en el lugar. Sin lugar a duda, la inclusión del material PCM en un principio llegó a ser novedoso en si por su poca aplicación y conocimiento que se tiene en las construcciones de nuestro país. Es por ello, que se implementó técnicas de Arquitectura pasiva para poder hacer que la vivienda funcione con o sin la aplicación del material PCM. Lo importante para esta investigación, fue proponer y elaborar un correcto diseño de los prototipos de vivienda, ya que el PCM por más novedoso que sea para la investigación, vendría a ser un acompañante al diseño vernáculo que ya se ha elaborado previamente. Es por ello, se tendría que entrar a tallar no solamente el programa del Ministerio de Vivienda sino otras ONG que pudieran aportar de manera económica al proyecto. Por ejemplo, el programa INLIMA o World Vision Perú, ya que teniendo en cuenta los factores climatológicos que tiene el lugar y las constantes enfermedades que padecen los mismos pobladores del sector, por ello es necesario proponer y realizar estas modificaciones en dichas viviendas y se podría encontrar una alianza con las ONG mencionadas anteriormente. Un factor importante a tener en cuenta, es poder proponer e investigar más a fondo la existencia de proveedores cercanos de materiales PCM que cuenten con un costo relativamente accesible, para que así las diferentes comunidades altoandinas del país puedan lograr con mayor éxito ese confort térmico que tanto se busca y se propone. Realizar esta investigación paso a paso, permitió poder trabajar de una forma ordenada, mejorando las propuestas e ideas que se llevaron a cabo con cada capítulo elaborado. Además, realizar el artículo de forma escrita, permitió sustentar toda la investigación mediante citas a otros autores expertos en el tema, de esa manera la investigación se pueda continuar en algún momento si es del interés de alguien más.

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CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS

DANIELA CASTILLO VACCARO ESTUDIANTE

DE

ARQUITECTURA

CONTACTO (+51) 954794143 daniela.casvac@gmail.com @ddanipics

@danielacv97

IDIOMAS Español Inglés

APTITUDES TRABAJO EN EQUIPO

Estudiante de Arquitectura en la Universidad de Lima cursando el décimo ciclo. Me interesa el diseño de interiores y el urbanismo.

Dominio de Autocad y SketchUp, tengo capacidad de trabajo en equipo, trabajar bajo presión y adaptarme a cualquier situación.

Me considero una persona creativa, empática y autocrítica lista para aprovechar mis habilidades y conocimientos y superar mis limitaciones para llegar a óptimos resultados.

EXPERIENCIA LABORAL VDC Ingenieros Febrero 2021 - Mayo 2021

Tareas realizadas: Lectura de planos Modelado en Revit

Programas utilizados: Autocad Revit

FORMACIÓN ACADÉMICA UNIVERSIDAD DE LIMA

CONTROL DE ESTRÉS INNOVACIÓN INICIATIVA

COLEGIO SANTA ROSA - SAN ISIDRO Marzo 2011- Dic 2013

INTERESES

SOFTWARES

URBANISMO

PHOTOSHOP

REVIT

ILLUSTRATOR

LUMION

SKETCHUP

OFFICE

AUTOCAD

MS PROJECT

DISEÑO INTERIORES CONSTRUCCIÓN ILUSTRACIÓN DIGITAL

CURSOS ADICIONALES

LOGROS

Inglés (nivel intermedio)

Expo Interna taller G

ICPNA

Maq. parcial 2018 - 1

Revit - Lumion TRAZZO VISUAL

Sketchup - Photoshop - Lumion TRAZZO VISUAL

Sketchup Avanzado TRAZZO VISUAL

CAPÍTULO V: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXOS

DANIELA RIVERA CAMPODÓNICO Estoy cursando el séptimo ciclo de Arquitectura en la Universidad de Lima, perteneciendo al quinto superior.

Soy bilingüe , hablo español e inglés.

Mi interés se orienta al urbanismo, iluminación y paisajismo.

A largo plazo, aspiro formar una empresa que reúna a los profesionales que compartan mi vocación, mejorar el bienestar de nuestra ciudad y nuestro país a través de la mejora arquitectónica de sus espacios públicos.

CONTACTO DNI : 76031469 +51 924202830

ACTIVIDADES ACADEMICAS

daniela.rivera.camp @outlook.com

2020

Seminario “Ciudad compacta y estructura Urbana Policentrica”

Daniela Rivera

2019

Proyecto elegido para la X exposición anual de arquitectura Ulima Proyecto de arquitectura V

2018

Proyecto elegido para la IX exposición anual de arquitectura Ulima Proyecto de arquitectura IV

2018

Integrate del Taller artístico de folcklore de la Universidad de Lima

danielariveraarq Daniela Rivera

EXPERIENCIA LABORAL EDUCACIÓN

Encargada del diseño de los gráficos utilizados por la empresa ABCparajefes

Universidad de Lima

2017 - actualidad

2016- Actualidad / Quinto superior

web: abcparajefes.pe

Curso de idiomas EF

Secundaria Colegio Lord Byron

Miembro del Circulo de Estudios de Fabricación Digital (CEFADI) 2017-2019

2011 - 2015 Colegio Lord Byron

https://www.facebook.com/cefadiUlima/posts/2903964242982534

01/2016 - 06/2016 EF-viaje de Intercambio a Bournemouth, Inglaterra. (Curso de Idiomas)

PROGRAMAS

Practicante en Riofrio Arquitectos

Aporte con la imagen que daba la empresa

Proyectos destinados para diversos fines (Ejm: diseño de mascaras y carpetas para los niños del colegio San Francisco de Asis) Aporté con ideas para los proyectos que mejoraron la efectividad.

Ayudo con el desarrollo de los proyectos de la firma

Actualidad

Autocad 2d Photoshop

MATERIAS EN CURSO

Revit Archicad

2021-1

Sketch up

- Seminario de Construcción

Illustrator

- Semianrio de Urbanismo

V-ray

- Gestión de Proyectos III

3D Max Office

- Proy. arquitectura IX

INFORMACIÓN DEL CURSO Nombre del curso: Seminario de construcción Sección: 1023 Profesora: Alejandra Acevedo de los Ríos SUMILLA El Seminario de Construcción es una asignatura electiva Teórico-Práctica, destinado a la elaboración de una investigación monográfica y una propuesta constructiva de un sistema o material, en relación con un problema específico.

OBJETIVO GENERAL Realizar una investigación vinculada a un sistema constructivo o un material de construcción, analizando sus características, sistema estructural, procedimiento constructivo y especificaciones técnicas para finalmente plantear una solución mediante una propuesta de aplicación práctica y sostenible como respuesta a un problema en un contexto especifico.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Habilidad para realizar una investigación monográfica de un problema vinculado con lo tectónico, utilizando métodos científicos, mediante el análisis de distintos aspectos como los principios estructurales, las propiedades de los materiales, las estrategias constructivas, los componentes constructivos y las variables medioambientales, económicos y sociales para producir conocimiento.

2. Realizar un diagnóstico que incluya además de los aspectos tectónicos, las variables contextuales y de legislación del entorno del problema investigado, incluyendo población, costos, transporte, materiales y técnicas constructivas locales, desde una visión ética de la investigación y la construcción.

3. Diseñar y construir una solución tecnológica, mediante una propuesta innovadora y sostenible de aplicación práctica que considere aspectos estructurales, térmicos, acústicos, legislativos y de costos y que junto a la investigación pueda ser plasmada en un artículo científico y finalmente logre resolver un problema tectónico en un entorno especifico.

UN NIV I ERSI SIDAD DE LIMA A Daniella Caast D s illo o 20160310 Andyy Mandu dujaano 201 153088 Danielaa Rive veraa 20163503