UNLP: Investigadores aplican algoritmos para diseñar edificios que ahorran energía

Una investigadora de la Universidad Nacional de La Plata aplica algoritmos para diseñar edificios que optimizan la demanda de energía para calefacción y refrigeración. La iniciativa demostró su potencial para integrar diseño y energía tanto en las primeras etapas del proceso de planificación de una construcción como en la rehabilitación de un edificio existente.

La aplicación de estos algoritmos se implementa mediante el diseño de un nuevo programa informático que articula una interfaz geométrica, donde se visualiza el edificio, con los cálculos para obtener la demanda de energía.

Patricia Camporeale, autora del trabajo explicó que “los algoritmos genéticos replican simplificadamente el proceso de selección natural: a partir de dos individuos o «padres» se obtienen «hijos» que serían genéticamente superiores porque se selecciona lo mejor de cada uno de aquellos. A medida que el algoritmo corre generación tras generación, la forma arquitectónica se rediseña para reducir su demanda energética en un proceso de feedback”.

Un algoritmo genético es un proceso de simulación de la evolución, comportamiento y adaptación a través del tiempo, donde las generaciones son creadas, probadas y seleccionadas mediante la reproducción y mutación. Se determinan las variables que representan los genes de las morfologías, y se fija un objetivo a cumplir, en este caso la disminución de la demanda de energía. Cuando se alcanza la mínima demanda, el programa se detiene y se seleccionan aquellos edificios que consumen menos energía.

Camporeale, detalló que “la forma edilicia y la composición de la envolvente son determinantes en la demanda energética, pero generalmente esta cuestión es soslayada en la etapa inicial debido a que la información necesaria para su cálculo aún no está lo suficientemente definida”.

El uso del algoritmo ya se puso en práctica en diferentes espacios:  en el modelo de diseño bioambiental paramétrico de dos edificios tomados como modelos de estudios. En el primero, la demanda energética optimiza la morfología y materialidad de la envolvente de una torre nueva ubicada en el Área Metropolitana de Buenos Aires. En el segundo caso de estudio, la demanda energética y la factibilidad financiera optimizan la materialidad de la envolvente de un edificio rehabilitado en un bloque de vivienda social en Sevilla, España, en donde mejoró la relación entre la colocación de aislación en muros y techos así como también el recambio de las carpinterías con la inversión financiera necesaria para dicha rehabilitación energética.

En todos los casos en los que se puso a prueba el algoritmo, quedó demostrada su robustez y validez de la herramienta para mejorar el desempeño energético agregando su viabilidad financiera.

Es importante tener en cuenta que el desarrollo adquiere valor si se considera que la sociedad enfrenta una crisis de recursos energéticos debido al modelo de desarrollo que provocó el agotamiento de los recursos fósiles y— en gran medida— el Cambio Climático, que afectan de manera directa la construcción del ambiente y determinan la necesidad de un desarrollo sustentable.

La investigación surge de una tesis doctoral que se desarrolló en el Laboratorio de Arquitectura y Hábitat Sustentable (LAyHS) de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo, entre cuyas líneas de investigación se encuentra la eficiencia energética en edificios.