Ingeniería Eléctrica · 2026
Diseño de un Procedimiento para Evaluar el desempeño Energético de edificaciones educativas en clima cálido tropical ante el Cambio Climático
El cambio climático representa un desafío significativo para el desempeño térmico y energético de las edificaciones, particularmente en climas cálidos tropicales, donde el incremento de la temperatura, las variaciones en la humedad relativa y el aumento de la radiación solar afectan el confort interior y el consumo energético. En este contexto, las edificaciones educativas, debido a sus altos niveles de ocupación y extensos horarios de operación, presentan una mayor dependencia de los sistemas de climatización, lo que se traduce en mayores costos operativos e impactos ambientales. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un procedimiento metodológico que permita evaluar, mediante simulaciones energéticas, el impacto del cambio climático en el desempeño energético de edificaciones educativas ubicadas en climas cálidos tropicales. El procedimiento contempla la elaboración, actualización y calibración de modelos energéticos, la definición de perfiles de ocupación y operación, la simulación de escenarios climáticos actuales y futuros, y el análisis de indicadores de desempeño térmico, energético y ambiental. Como caso de estudio, se seleccionó el Edificio de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones (E3T) de la Universidad Industrial de Santander. Las simulaciones se realizaron en el software DesignBuilder, utilizando archivos climáticos generados con Meteonorm bajo los escenarios SSP2-4.5 y SSP3-7.0 para los años 2030 y 2050. Los resultados evidencian un aumento de la temperatura interior, de las horas de inconfort térmico y del consumo energético, así como una reducción del efecto mitigador del sistema fotovoltaico. El procedimiento propuesto se consolida como una herramienta replicable para apoyar la toma de decisiones orientadas a la eficiencia energética y la adaptación al cambio climático
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Contenido
- Introducciónp. 10
- Objetivosp. 12
- 1.1 Objetivo generalp. 12
- 1.2 Objetivo especificop. 12
- 1.3 Estudios previosp. 13
- Actualización del modelo energético del E3Tp. 15
- 2.1 Descripción de la edificaciónp. 15
- 2.2. Ajuste del modelo E3Tp. 17
- 2.3 Validación de datos medidosp. 20
- Escenarios de cambio climáticop. 23
- 3.1 Obtención de datos climáticosp. 24
- 3.2 Análisis de datos climáticosp. 26
- Simulación y comparación de los escenariosp. 31
- 4.1 Temperatura interiorp. 32
- 4.2 Humedad relativa interior del airep. 35
- 4.3 Ganancias térmicas del edificiop. 38
- 4.4 Inconfort en las zonasp. 41
- 4.5 Consumo energéticop. 42
- 4.6 Análisis de aporte de aires de mayor capacidadp. 45
- 4.6 Emisiones de CO₂ del edificiop. 47
- edificaciones educativas de clima cálido tropicalp. 50
- 5.1 Preliminares: Herramientas requeridasp. 50
- 5.2 Descripción del procedimientop. 51
- 5.2.1 Fase 1 levantamiento de informaciónp. 52
- 5.2.2 Fase 2 creación o actualización de modelo energéticop. 53
- 5.2.3 Fase 3 escenarios de cambio climático actuales y futurosp. 55
- 5.2.4 Fase 4 simulación y comparación de los escenarios climáticosp. 56
- 5.2.5 Fase 5 criterios de evaluaciónp. 57
- Conclusionesp. 60
- Referencias bibliográficasp. 62
- Apéndicesp. 65
- Tabla 1.Aires acondicionados del E3Tp. 17
- Tabla 2. Datos simulados vs. datos realesp. 21
- Tabla 3. Datos de Climate Consultant – Promedios anualesp. 27
- Tabla 4. Datos de CBE Clima Tool – Promedios Anualesp. 27
- Tabla 5. Datos de Climate Consultant – promedios cada 4 mesesp. 29
- Tabla 6. Datos de CBE Clima Tool – Promedios cada 4 mesesp. 29
- Tabla 7. Datos de energía consumida por refrigeración[kWh]p. 45
- Telecomunicacionesp. 15
- Figura 2. Edificio E3T en modelo DesignBuilderp. 18
- Figura 3. Interfaz para adaptar la ocupación DesignBuilderp. 19
- Figura 4. Interfaz del perfil de iluminación y zona horaria DesignBuilderp. 19
- Figura 5. Interfaz para definir la zona Meteonormp. 24
- Figura 6. Interfaz para definir el periodo Meteonormp. 24
- Figura 7. Interfaz de resultados de Meteonormp. 25
- Figura 8. Interfaz de resultados de CBE Clima Toolp. 26
- Figura 9. Temperatura interior [°C] SSP2-4.5p. 32
- Figura 10. Temperatura interior [°C] SSP3-7.0p. 33
- Figura 11. Humedad relativa [%] SSP2-4.5p. 35
- Figura 12. Humedad relativa [%] SSP3-7.0p. 35
- Figura 13. Ganancias térmicas [kW/m2] SSP2-4.5p. 38
- Figura 14. Ganancias térmicas [kW/m2] SSP3-7.0p. 38
- Figura 15. Inconfort [horas] SSP2-4.5p. 41
- Figura 16. Inconfort [horas] SSP3-7.0p. 41
- Figura 17. Energía neta del sitio[kWh/año] SSP2-4.5p. 43
- Figura 18. Energía neta del sitio [kWh/año] SSP3-7.0p. 44
- Figura 19. Refrigeración por zona [kWh/año] SSP2-4.5p. 46
- Figura 20. Refrigeración por zona[kWh/año] SSP3-7.0p. 46
- Figura 21. Emisiones de CO₂ [kg CO₂] para el escenario SSP2-4.5p. 48
- Figura 22. Emisiones de CO₂ [kg CO₂] para el escenario SSP3-7.0p. 48
- Figura 23.Procedimientop. 51
- Apéndice A. Drive con Apéndices elaboradosp. 65