Los datos meteorológicos son críticos para que las simulaciones energéticas de edificios sean precisas a la hora de predecir cómo será su comportamiento en condiciones reales. Sin embargo, a menudo incluyen inexactitudes porque se basan en la información recogida por estaciones situadas a varios kilómetros de distancia o incluso en las medias de una determinada región. Un estudio pionero desarrollado en la Universidad de Vigo fusiona este ámbito con el de las interpolaciones avanzadas -técnicas estadísticas- y logra dividir por 3 el error de los métodos más utilizados a día de hoy.
"El consumo de energía de los edificios ya supone el 40% del total en Europa y hay que actuar en este ámbito para poder cumplir los objetivos de ahorro en la lucha contra el cambio climático. Es muy importante conocer de manera rigurosa el ahorro de energía que se va a obtener para evaluar las inversiones, que son considerables en el caso de grandes inmuebles, y su retorno. Un 20% de error en la evaluación conllevará la misma desviación en las previsiones económicas", destaca el ingeniero industrial José María Alonso Rodríguez.
El trabajo constituye su tesis doctoral, dirigida por los profesores de la Escuela de Minas y Energía Pablo Eguía, del grupo de Tecnología Energética, y Ángeles Saavedra, de Explotación de Minas. Recopila tres artículos ya publicados en revistas científicas - Energy Buildings, Renewable Energy y Building Engineering- y ha sido propuesta para recibir el premio extraordinario de la Universidad.
Alonso utilizó los datos de las redes de estaciones de MeteoGalicia y Aemet, seleccionando 6 variables, y comparó la eficiencia de las técnicas actuales frente a la interpolación en tres tipologías de inmuebles reales -edificio terciario, vivienda unifamiliar y bloque de pisos-. Los resultados se corresponden con cada uno de los artículos publicados.
"El método más extendido actualmente en todo el mundo se basa en usar los datos de la estación más cercana, que a veces se encuentra a 20 o 30 kilómetros de distancia. Y además estos datos no siempre son abiertos", apunta Alonso.
El ingeniero utilizó cuatro técnicas distintas de interpolación basadas en kriging y también desarrolló herramientas para realizar cálculos de forma automática con el software TRNSYS dado el elevado volumen de información manejada. Y es que las simulaciones se basan en datos meteorológicos de cada hora a lo largo de todo un año.
"Los resultados demuestran qué tipo de interpolaciones son más útiles en función de las condiciones del edificio. Si un inmueble tiene grandes cristaleras resultará más conveniente la técnica que mejor calcule la radiación solar", pone como ejemplo.
Temperatura y radiación son precisamente las variables que tienen más peso en la simulación, pero Alonso también introdujo en su estudio predictores como la altura y la distancia a la costa, que juegan un papel destacado.
Como ejemplo de edificio terciario utilizó la biblioteca de Ciencias del campus, situada a 250 metros de la estación más cercana de Meteogalicia y a unos 7,5 de la de Peinador. Y la vivienda unifamiliar se "desplazó" por 18 ubicaciones de la provincia de Pontevedra.
En el caso del edificio de viviendas de 8 plantas, Alonso lo movió por 70 ubicaciones de Galicia donde existen estaciones para comparar los resultados obtenidos al utilizar solo los datos de la más cercana o mediante las técnicas de interpolación de toda la red meteorológica.
"Solo para este edificio, el ordenador tardó 8 días en analizar las 6 variables meteorológicas con las 4 técnicas", apunta sobre el arduo trabajo de cálculo que incluye su tesis, a la que dedicó tres años.
"Este tipo de interpolaciones se utilizan en la búsqueda de metales como el oro para determinar en qué zonas hay más posibilidades de encontrarlo. Pero nunca se habían aplicado a los datos meteorológicos y la simulación térmica de edificios. Y permiten ser aplicadas a ubicaciones sin estaciones para realizar simulaciones más ajustadas", destaca.
De hecho, la tesis ha llamado la atención de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), a la que pertenecen el profesor Pablo Eguía y uno de los miembros del tribunal que la valoró, Aitor Erkoreka, de la Universidad del País Vasco. Los investigadores vigueses ha sido invitados a exponer las conclusiones del trabajo en próximas reuniones.
En el momento de defender su investigación, Alonso trabajaba en el área de I+D de Anfaco-Cecopesca, pero acaba de fichar por la empresa Soltec Ingenieros gracias a una ayuda para la contratación de personal altamente cualificado. "La tesis me abrió esta oportunidad", celebra.
