Cálculo higrotérmico de un muro de entramado con materiales naturales

Frente al impacto ambiental del sector de la construcción- responsable de un 40 % del consumo total de energía primaria de la Unión Europea- reducir tanto la energía embebida de los materiales en la fase de fabricación, como el consumo energético de los edificios en su fase de uso- son tareas urgentes. La madera, los residuos agrícolas, y los materiales lignocelulósicos, son recursos renovables locales que se pueden aprovechar para fomentar la economía circular y reducir el impacto ambiental del sector. El presente artículo muestra un ejemplo de un panel prefabricado estructural aislante, hecho con materiales de origen biológico, para edificios de nueva construcción de consumo casi nulo.

Panel ISOBIO para edifcios de nueva construcción

El prototipo del panel que se monitorizó mide 1,95m x 1,95m, con un espesor total de 33,2cm en 8 capas con 9 materiales diferentes (Figura 1). Se compone de un revoco exterior compuesto de cal y cáñamo de 25mm de espesor, aplicado sobre un aislamiento térmico rígido de cáñamo de 50mm, fijado mecánicamente a la estructura de madera de pino rojo de 145mm de espesor. Entre la estructura hay aislamiento de cáñamo, algodón, y lino, seguido por un tablero de OSB 3 de 12 mm. Sobre el OSB se ha fijado una membrana hermética y de control de vapor dinámico, seguido por una cámara de instalaciones de 45mm de espesor con aislamiento térmico de cáñamo, algodón, y lino, entre rastreles de madera, girados a 90º en relación a la estructura para reducir el puente térmico a través de los elementos de madera. La cámara se cierra con un tablero de paja termo-comprimida de 40mm de espesor, revocado al interior con un compuesto de arcilla y cáñamo aplicado en 3 capas, de 15mm de espesor.

Instalación y monitorización en los demostradores

La Figura 3 muestra la instalación de los paneles en el demostrador HIVE en Wroughton, Reino Unido. Se instaló un sistema de monitorización con una estación meteorológica registrando las condiciones climáticas exteriores: temperatura del aire seco, humedad relativa, radiación solar, velocidad del viento, dirección del viento, precipitación y presión barométrica. Se instaló una sonda de temperatura en la cara exterior del panel, un sensor de flujo de calor y una sonda de temperatura en la cara interior, para medir la transmitancia térmica conforme la ISO 9869 [1]. Adicionalmente, se instalaron sondas de temperatura y humedad relativa en 3 puntos intersticiales (Figura 2), para medir el comportamiento higrotérmico dinámico al interior del panel y comparar los resultados con simulaciones dinámicas realizadas con la herramienta WUFI Pro, según la EN 15026 [2]. WUFI Pro 1D es una herramienta desarrollada por el Instituto Fraunhofer en Alemania para evaluar el rendimiento higrotérmico de elementos constructivos unidimensionales, teniendo en cuenta el contenido de humedad de los materiales, su comportamiento higrotérmico dinámico, el transporte capilar, y la condensación de verano, con condiciones climáticas exteriores horarios. La versión de software utilizada fue WUFI Pro v. 6.2.1.2210

Los datos se midieron a un intervalo de 5 minutos, para el periodo 24/02/2018 a 14/03/2018 en el demostrador HIVE, Reino Unido, durante un total de 432 horas, o 18 días, con 5.184 puntos de datos.  La temperatura interior se mantuvo a una temperatura media de 25,5ºC durante todo el periodo con un calentador eléctrico de aire.   

Resultados de monitorización y validación

Figura 4 muestra una sección transversal del panel modelado, con la ubicación de los sensores. La Figura 5 muestra el modelo WUFI del panel y las ubicaciones de los sensores correspondientes.

La Figura 6 muestra la temperatura medida y modelada y la humedad relativa en la posición 2 (entre el aislamiento rígido CAVAC y el aislamiento Biofib Trio). Las variaciones dinámicas de temperatura se reflejan bien en el modelo. Las variaciones dinámicas de humedad relativa menos. No obstante, el modelo muestra una correlación muy estrecha con los resultados medidos.

La Figura 7 muestra los valores medidos y simulados en la posición 3 (entre el aislamiento Biofib Trio y la placa OSB). Las variaciones dinámicas de temperatura se reflejan bien en el modelo, aunque menos con la humedad relativa.

Figura 8 muestra los valores medidos y simulados en la posición 4 (entre la membrana Intello y el aislamiento Biofib Trio). Las variaciones dinámicas tanto de la temperatura como de la humedad relativa se reflejan bien en el modelo.

Figura 9 muestra el flujo de calor medido, en comparación con las simulaciones en WUFI. Los resultados muestran una muy buena correlación.

Conclusiones

Los resultados de la temperatura y humedad relativa medidas y modeladas muestran una buena correlación, con variaciones dinámicas de temperatura reflejadas con precisión en el modelo. Las variaciones a corto plazo de la humedad relativa no se reflejan con la misma precisión en las simulaciones con WUFI, posiblemente debido a la suposición que el contenido de agua en equilibrio de los materiales es instantáneo, cuando en realidad hay histéresis [3]. Los datos de transmitancia térmica modelados y medidos muestran una muy buena correlación, con una diferencia de solo un 4% durante el período de monitorización.

Los resultados indican que los materiales de origen biológico combinados en un panel estructural aislante de este tipo, pueden ofrecer un rendimiento higrotérmico predecible y fiable para su uso en edificios de consumo casi nulo.

Referencias

• ISO 9869-1:2014 Thermal Insulation – Building elements – in-situ measurement of thermal resistance and thermal transmittance. (Aislamiento térmica – elementos constructivos – medición in-situ de la resistencia térmica y transmitancia térmica)
• UNE-EN 15026:2007, Comportamiento higrotérmico de componentes de edificios y elementos constructivos. Evaluación de la transferencia de humedad mediante simulación numérica.(Ratificada por AENOR en junio de 2010.)
• N. Reuge, F. Collet, S. Pretot, S. Moisette, M. Bart, O. Style, A. Shea, C. Lanos 2019, Hygrothermal transfers through a bio-based multilayered ISOBIO wall – Part I: Validation of a local kinetics model of sorption and simulations of the HIVE demonstrator. Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique, Axe Ecomatériaux pour la construction, Université de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes, France.

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Puedes leer más sobre ISOBIO: Cálculo higrotérmico y validación de un panel aislante estructural con materiales de origen biológico en el portal Caloryfrio.com, de donde hemos extractado este artículo.

Hotel Marcel New Haven: dentro del hotel Passive House más destacado de Estados Unidos en la PHN Conference 2026

Una estancia en primera persona en la sede de la Conferencia 2026 de Passive House Network USA.

Escrito por Oliver Style, CEO de Praxis.

Sensaciones

Uno de los aspectos más palpables de alojarse en Hotel Marcel es lo claro que se perciben los beneficios de un alojamiento de altas prestaciones. El hotel está situado justo al lado de una gran autopista, pero una vez dentro resulta sorprendentemente silencioso y tranquilo. Las ventanas con triple acristalamiento, la excelente hermeticidad al aire y —en la medida en que es realmente posible en una rehabilitación con aislamiento térmico interior— la continuidad del aislamiento, crean un ambiente interior sereno y protegido que parece completamente desconectado del tráfico exterior. Me alojé allí durante la primera semana de junio de 2026, al inicio del verano, y aun así, se mantenía excepcionalmente confortable: tuve el aire acondicionado apagado durante la mayor parte de mi estancia. La calidad del aire interior también era muy perceptible. A diferencia de muchos hoteles convencionales, no había sensación de aire viciado o cargado por la mañana. Al contrario, las habitaciones se sentían frescas y aireadas: exactamente el tipo de confort que prometen los proyectos Passivhaus, pero que rara vez resulta tan tangible para el huésped.

Control y sistemas eléctricos

La estrategia eléctrica y de control de Hotel Marcel es tan avanzada como su envolvente y su diseño de instalaciones térmicas. Toda la iluminación LED y las protecciones solares interiores de las ventanas funcionan con tecnología PoE (power-over-ethernet) en corriente continua de bajo voltaje. Esto reduce de forma significativa los costes de instalación gracias a un menor número de convertidores de CA a CC y a menos cableado, al tiempo que aporta ahorros operativos superiores al 30 % frente a sistemas de iluminación convencionales. En las habitaciones, el sistema de tarjeta-llave está interconectado con los controles del VRF, de modo que el aire acondicionado no puede quedarse funcionando cuando la estancia está desocupada. Es un ejemplo sencillo pero muy eficaz de cómo el diseño, el control y la operación pueden trabajar conjuntamente.

Solar fotovoltaica y almacenamiento en baterías

La infraestructura de energías renovables del hotel es clave para su ambición de balance cero. Los paneles solares de cubierta y de las marquesinas del aparcamiento proporcionan conjuntamente alrededor de 575.000 kWh de generación solar al año. Las baterías de ion-litio aportan 1,5 MWh de almacenamiento, y el emplazamiento opera mediante una microrred que permite al hotel funcionar en modo isla, desconectado de la red. Esta capacidad de resiliencia, además de descarbonizar, hace que el proyecto resulte especialmente convincente en un contexto hotelero donde la continuidad del suministro eléctrico es esencial.

Cocina industrial y lavandería

Entre bastidores, Hotel Marcel aplica la misma lógica de electrificación a sus espacios operativos. La cocina es totalmente eléctrica, con placas de inducción y campanas de recirculación que no requieren extracción al exterior ni el acondicionamiento del aire de compensación. La lavandería también es totalmente eléctrica, con secadoras por bomba de calor que reducen la potencia eléctrica punta de 128 kW a solo 24 kW. El calor liberado en la sala de lavandería es absorbido después por una bomba de calor aire-agua, que contribuye a la producción de agua caliente sanitaria. Es un ejemplo elegante de pensamiento sistémico integrado, en lugar de decisiones aisladas sobre zonas o equipos.

Ascensores

Incluso los ascensores contribuyen a la estrategia de maximizar el rendimiento del edificio. Los ascensores KONE generan energía durante el frenado y devuelven esa electricidad recuperada a los sistemas del edificio. Puede parecer una medida pequeña en términos de energía total, pero refleja muy bien la atención al detalle que caracteriza al proyecto.

Alimentos y bebidas

La sostenibilidad de Hotel Marcel va más allá de los sistemas constructivos y se extiende a las operaciones de alimentos y bebidas. El hotel composta todos los residuos alimentarios del restaurante y del catering, adquiere ingredientes de origen local y de producción sostenible, utiliza equipamiento de inducción para carros calientes y opta por mesas sin mantelería para reducir el consumo energético asociado a la lavandería. Estas decisiones demuestran que el rendimiento ambiental en hotelería depende tanto de la cultura operativa como del propio edificio.

Productos reciclables y saludables

El enfoque del hotel respecto a productos y limpieza es igualmente coherente. No se utilizan plásticos de un solo uso en eventos, restauración ni amenities de baño en las habitaciones. En todo el edificio se emplean productos de limpieza respetuosos con el medio ambiente, y la ropa de cama y las toallas se lavan a petición del huésped en lugar de hacerlo cada noche. Medidas sencillas, pero que, en conjunto, refuerzan el compromiso general del hotel con una hospitalidad más saludable y de menor impacto.

Servicio

Otro aspecto que destaco durante mi estancia es la calidad del servicio. El personal fue cercano, amable y mostraba claramente una gran pasión por el hotel y por el proyecto en su conjunto. Durante la visita guiada al edificio, ese orgullo era especialmente evidente: explicaban con entusiasmo qué se había implementado, por qué era importante y en qué se diferencia el funcionamiento del hotel respecto al de un establecimiento convencional. Ese componente humano —personas que creen de verdad en la historia que están contando— aporta un enorme valor a la experiencia del huésped.

Certificaciones

El rendimiento de Hotel Marcel ha sido reconocido mediante un conjunto excepcional de certificaciones de sostenibilidad. Ha obtenido la certificación LEED Platinum, lo que lo sitúa entre solo 10 hoteles de Estados Unidos certificados LEED Platinum bajo los estándares del US Green Building Council, con puntos obtenidos en categorías como eficiencia hídrica, eficiencia energética y proceso de diseño integrado. También cuenta con certificación Passivhaus, lo que lo convierte en el único hotel certificado Passivhaus de Estados Unidos y el mayor del mundo, con un diseño que reduce el consumo energético hasta en un 80 %. La certificación Net-Zero sigue pendiente, pero el proyecto avanza para convertirse en el primer hotel net-zero del país mediante la eliminación del uso de combustibles fósiles.

Reflexión final

Hotel Marcel es uno de esos edificios que funciona a todos los niveles. Arquitectónicamente, preserva y reinterpreta una pieza importante del patrimonio moderno. Desde el punto de vista ambiental, demuestra que incluso edificios existentes complejos pueden transformarse en activos de altas prestaciones. Comercialmente, demuestra que Passivhaus puede tener pleno sentido en la hostelería. Y desde la perspectiva del huésped, es sencillamente un lugar muy confortable donde alojarse. Vivirlo durante la Conferencia Passive House Network USA de 2026 lo dejó aún más claro: el edificio no era solo la sede, sino parte del propio argumento, una prueba viva de que el futuro de la hospitalidad sostenible ya está aquí.