Optimización del Consumo Eléctrico por Refrigeración en Edificios Escolares CAPFCE ubicados en Clima Cálido Seco

Resumen

Este estudio determinó el consumo eléctrico óptimo de sistemas de enfriamiento en cinco edificios ubicados en el Campus Hermosillo de la Universidad de Sonora, México, construidos bajo las directrices del organismo mexicano denominado Comité Administrador del Programa Federal de Construcciones Escolares (CAPFCE). Originalmente, estos edificios fueron diseñados para climas templados y construidos en todo el país, sin distinción de zonas climáticas. Se realizaron simulaciones en OpenStudio con termostatos a temperaturas de 17 °C, 24 °C y 28 °C, evaluándose cinco escenarios: cambios en la envolvente, ocupantes, iluminación, apertura de puertas/ventanas y estrategias combinadas. Las simulaciones se validaron in situ mediante cámara termográfica y sensores. Se obtuvieron valores anuales de carga térmica total y carga térmica sensible del sistema de enfriamiento, así como la temperatura operativa interior promedio. Los resultados muestran que en el mes de agosto, los consumos iniciales sin estrategias oscilaron entre 26.45 y 12.68 kWh/m², correspondiendo a la envolvente el 74–78 %,  a los ocupantes el 20–25 % y menores porcentajes a la iluminación, ventilación e infiltración (<2 %). Con estrategias, los consumos finales bajaron a 22.36–11.42 kWh/m². El mayor ahorro provino de la eficiencia de los equipos (hasta 13.26 %), seguido por la implementación de aislamiento en muros (1.75 %), losas (0.71 %), ventanas de doble vidrio (0.03 %) y optimización de ventilación e iluminación (1.19 %). Elevar la temperatura del termostato de 17 °C a 28 °C redujo el consumo entre 25 % y 28 %, con mayor efecto cuando el consumo base era alto. Las cargas térmicas máximas fueron 59.79 y 51.84 kWh/m² (total y sensible) y las mínimas 0.31 y 0.0024 kWh/m², mientras que la temperatura interior sin enfriamiento varió de 34.06 °C a 20.8 °C.