1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Morelos
4. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
5. Tesis CENIDET
6. Tesis de Maestría
7. Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

Title:	Diseño de una torre de viento para generar confort térmico en una casa del estado de Morelos
Authors:	Ortiz Salvador, Erick Gabriel%1105460
metadata.dc.subject.other:	Torre de viento, ventilación natural, confort térmico, dinámica de Fluidos Computacional (CFD), arquitectura bioclimática, climas cálidos y secos, reducción del consumo energético, estudio numérico y experimental con validación CFD.
Issue Date:	2026-02-05
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Description:	Se evalúa mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)la factibilidad de implantación de una torre de viento (TV) en una casa de Temixco, Morelos, como estrategia pasiva de ventilación natural destinada a optimizar la ventilación y el confort térmico en interior de los ocupantes. Uno de los principales problemas actuales es el aumento del consumo energético a nivel mundial, derivado en gran medida del uso excesivo de sistemas eléctricos de climatización, como ventiladores y aires acondicionados. Muchas construcciones no consideran variables clave como la orientación solar, la dirección e intensidad del viento, la temperatura, la humedad y las propiedades térmicas de los materiales, lo que resulta en viviendas térmicamente ineficientes. En este contexto, se retoman tecnologías tradicionales del MedioOriente, como las torres de viento (captadores de viento), que son estructuras verticales que captan los vientos predo- minantes de una localidad, incrementan su velocidad a través de los canales de captación y dirigiéndolos alinteriordelosedificios,mejorandoasíelconforttérmicodesusocupantessin recurrir aenergíaeléctrica.Enlarevisióndelestadodelarteseidentificóunaevoluciónensu estudio, desdeinvestigacionesexperimentalesquedemostraronsuviabilidadtecno-económicos, hasta diseñosoptimizadosmedianteCFD,asícomoaplicacionescontemporáneasorientadas a lasostenibilidadenergética.Estasinvestigacionesreportanreduccionesdetemperaturade hasta 15 ◦C cuandoseincorporaademásenfriamientoevaporativoenlatorre.Incrementosdel caudal deventilaciónenelordendel50%yahorrosenergéticossuperioresal30%,confirmando la eficienciadeestesistemaenclimascálidosysecos.Elpresentetrabajoconsistióendiseñar y evaluarunatorredevientointegradaalaviviendabajocondicionesdeverano.Previoal estudio CFDconTVserealizóuntrabajonumérico-experimentalparavalidarlametodología numéricaempleadayestablecerlascondicionesdereferencia,tantotermohidráulicascomode ventilaciónyconforttérmico.Primeramenteserealizaronsimulacionesnuméricasconelsoftwa- re ANSYSFluent, utilizando el modelo de turbulencia k–ε realizable, con el objeto de analizar las zonascríticasencuantoaladistribucióneintensidaddelflujodeaire,asícomoladistri- bución detemperaturasdentrodelavivienda.Conbaseenlosresultadosdelassimulaciones numéricasyenlainformaciónproporcionadaporlosresidentesdelavivienda,sedeterminó que lahabitaciónubicadaalsur,enelsegundopiso,presentabalascondicionesmáscríticas tantoentérminosdeventilacióncomodeconforttérmico.LosdatosmeteorológicosdelInsti- tuto deEnergíasRenovablesdelaUNAMpermitieronestablecerlascondicionesdefrontera para laentradadeaireenlaTVresultandovientospredominantesdelsurconunavelocidad promedio de2.1m/s.Enlafaseexperimental,sedesarrollóunsistemadeadquisicióndedatos basado enArduino,equipadoconsensoresdetemperaturaDS18B20,dehumedadDHT22y un anemómetro.Lasmedicionesrealizadasenlahabitacióndelaviviendaconfirmaronquelos murosorientadosalsuryeltechocorrespondenalaszonasconmayoracumulacióndeenergía térmica, loquevalidólanecesidaddeincorporarunatorredevientoparalaremocióndecalor medianteefectodelaventilaciónnatural.Losparámetrosdeconforttérmicoconsideradosson el VotoMedioPredicho(PMV),porsussiglaseninglesyelPorcentajedePersonasInsatisfe- chas(PPD),porsussiglaseningles.Elprimerodebemantenersedentrodelrangode −0.5 a 0.5 yelsegundodebesermenoral10%;deacuerdoconlanormaASHRAEStandard55.El parámetro deventilaciónconsideradoeselnúmerodeCambiosdeAireporHora(ACH),por sus siglaseningles,elcual,deacuerdoconlanormaASHRAEStandard62.2,debemantenerse dentrodelintervalode60–70ACH.Losresultadosdelasimulaciónnuméricadelahabitación sin torredevientoindicanunACHde31.37,unPMVde0.66yunPPDde13.86%,porloque la habitaciónencondiciónactualnosatisfacelascondicionesdeconforttérmicoyventilación. Por otro lado, al incorporar la torre de viento, el ACH se incrementaa65.23ACH, el valor de PMV disminuyea0.26yelPPDdisminuyea6.12%;estos parámetros establecen buenas con- diciones de ventilación y de confort térmico por lo que no es necesario disminuir la temperatura agregando medios humidificantes. En conclusión, el estudio demuestra que incorporando una TV a la casa bajo estudio, se obtendrían condiciones de confort, representando una solución bioclimática eficiente y sostenible.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Appears in Collections:	Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

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