La investigación concluyó que ciertas proporciones en los techos maximizan la retención de calor, favoreciendo la conservación de energía.
- Tejados tradicionales de Italia optimizados por generaciones.
- Forma influye directamente en pérdida o retención de calor.
- Picos bajos: flujo laminar, menor pérdida de calor.
- Picos altos: flujo turbulento, más pérdida térmica.
- Diseños óptimos: ancho 3-4 veces la altura o triángulo equilátero.
- Sugerencia clave: usar forma como herramienta energética.
- Potencial para transformar diseño arquitectónico sostenible.
La física revela las proporciones óptimas del techo para la eficiencia energética del hogar
En Benevento, un pueblo del sur de Italia, el ingeniero Adrian Bejan detectó algo peculiar en los tejados locales: formas repetidas que parecían responder a algo más profundo que la estética.
Junto a su colega Pezhman Mardanpour, aplicó principios de termodinámica y dinámica de fluidos para demostrar que esas formas no eran casuales. Eran soluciones empíricas para optimizar el aislamiento térmico de las viviendas.
La forma como barrera térmica
Bajo un tejado, el aire atrapado funciona como un aislante natural. Su capacidad para retener calor depende de la forma del espacio que lo contiene.
Bejan descubrió que cuando el pico de un tejado tiene menos de 0,9 metros de altura, el calor se disipa en un flujo laminar, predecible y suave. En cambio, si el pico supera esa altura, el flujo se vuelve turbulento, desordenado y con mayor pérdida energética.
Proporciones óptimas según la altura
El estudio establece dos configuraciones clave:
- Tejados bajos (pico < 0,9 m): deben ser entre 3 y 4 veces más anchos que altos. Esta forma permite una distribución térmica estable y eficiente.
- Tejados altos (pico > 0,9 m): funcionan mejor si son triángulos equiláteros, es decir, la misma altura y ancho.
Estas proporciones ya existían en construcciones tradicionales mucho antes de que la ciencia las explicara. Sin saber de ecuaciones, los antiguos constructores aplicaron soluciones óptimas basadas en observación, experiencia y resultados.
El rol olvidado de la geometría en la eficiencia energética
Hoy se habla mucho de materiales aislantes, ventanas de triple vidrio o sistemas HVAC inteligentes. Pero se ignora una herramienta fundamental: la forma de la estructura.
El trabajo de Bejan demuestra que con solo modificar la geometría del tejado se puede mejorar la eficiencia energética sin añadir costes ni tecnología adicional.
Dinámica del aire bajo el tejado
Los investigadores analizaron cómo el aire se comporta dentro del espacio bajo el tejado, como si fuera un fluido en movimiento. Descubrieron que la forma impacta directamente en:
- La formación de vórtices de aire (que aceleran la pérdida de calor).
- La estabilidad térmica del interior de la vivienda.
- La eficiencia del aislamiento pasivo sin necesidad de intervención tecnológica.
Arquitectura vernácula y ciencia: una misma lógica
El estudio pone en valor el conocimiento empírico acumulado en culturas tradicionales. Durante siglos, los constructores aprendieron que ciertos diseños hacían las casas más frescas en verano y cálidas en invierno.
Esa sabiduría, ahora respaldada por la física, se convierte en una herramienta potente para repensar cómo diseñamos.
Más allá de la vivienda: aplicaciones futuras
Las conclusiones no solo sirven para casas. También se pueden aplicar a:
- Diseño de vehículos para mejorar la disipación térmica.
- Arquitectura bioclimática en zonas extremas.
- Biomimética, inspirándose en formas naturales adaptadas al flujo de calor.
La biomimética es una disciplina que estudia la naturaleza como modelo, fuente de inspiración y medida de eficiencia para resolver problemas humanos. Su objetivo es imitar estrategias, estructuras y sistemas biológicos que han evolucionado durante millones de años para diseñar soluciones sostenibles, eficientes y adaptadas al entorno.
El aprovechamiento del diseño geométrico como estrategia de eficiencia energética ofrece una vía accesible, económica y universal para reducir el consumo energético global.
Si los nuevos edificios incorporan estos principios:
- Se podría disminuir significativamente la necesidad de calefacción o refrigeración artificial.
- Se reduciría la huella de carbono del sector construcción.
- Se democratiza el acceso a viviendas más sostenibles, incluso en regiones con menos recursos.
Además, esta visión promueve una arquitectura consciente del entorno, que combina ciencia y tradición, forma y función, estética y eficiencia. Es una oportunidad para redefinir el futuro del hábitat humano con una base sólida en la física y el respeto al conocimiento acumulado por generaciones.
Vía duke.edu
Más información: Why people shape roofs the same way – ScienceDirect
Roselen dice
Interesante información, seguir divulgando sus investigaciones y conocimientos, gracias
Mm dice
Al final la propia ciencia respaldará el conocimiento y las formas, técnicas del pasado respaldadas por milenios por su buen funcionamiento. Cómo sé está viendo.
Primero lo qué funciona y funcionó y segundo qué se pone cómo primero verificando mediante la ciencia qué sí es valedero.
Los milenios, la experiencia dan validez al conocimiento de ésta.
Angel dice
Vamos, que los árabes, chinos, sumerios y persas ya habían calculado todo eso desde hace más de dos mil años. De novedoso e innovador nada que ver.
Guillermo Kochmann dice
Si bien, como comentan algunos, es una técnica usada ya desde la antigüedad, vale muy bien la pena recordarlo, porque la mayoría de las veces es olvidado o ignorado.
Oskar Morales Serrano dice
que inteligentes los investigadores… eso ya se sabe desde hace mucho tiempo.
Patricio Ibarra dice
Esta tecnología antigua fue replicafa en América hispana luego de la conquista, por ejemplo en Quito capital del Ecuador, su centro histórico está lleno de construcciones mixtas (adobe, ladrillo y piedra) con este tipo de techo, donde prevalece el diseño de techo con un ángulo de caida de 28 a 31 grados. Las condiciones térmicas de las viviendas con buen mantenimiento se comporta como las del estudio mencionado. Seria interesante replicar el estudio en Quito que tiene el centro historico más grande de América.
Rosario Oubiña dice
Los tejados inclinados son un metodo logico para gestinar aguas y nieves; por eso se llaman tejados de 1,2,3,4 aguas. Que optimizan tambien la temperatura es obvio. Este cientifico estadounidense no ha descubierto nada que el resto no supiéramos, a no ser, que su intención sea renombrar una teoría conocida y fomentar el uso de ésta.
Maribel dice
Fantástico este tipo de información.
Gracias
Fred Casseres dice
Valedero las afirmaciones de este investigador, ya que por eso señala que la biomimetica es el la nueva disciplina que se encarga de estudiar estos modelos de arquitectura, tanto humana como de la naturaleza, para mejorar nuestra calidad de vida
CVC dice
Es así. En contra posición están las casas mediterráneas que absorben todo el frío y el calor. Más aún cuando los materiales de construcción son ligeros y de mala calidad.
Rowena Tellez dice
Es un privilegio invaluable poder ir conociendo las maravillas del universo!! Muchas gracias!
Antonio Puga dice
Claro, los italianos lo desarrollaron de forma Vernácula, con prueba error en no se cuantos tiempo. El conocimiento ancestral de todas las regiones debería se estudiado para aprender del pasado!!!!
Ferney Francisco Barreto Rojas dice
lectura propia de núcleos de investigación donde requieren conservar calor y disminuir los métodos electromecánicos para calentar los espacios (gas, calderas o resistencias eléctricas) La geometría en el diseño de la edificación va mucho más allá y estamos muy alejados de la racionalidad resumida entre el prisma, el cubo y la esfera conforme la relación de volumen encerrado y piel o cobertura superficial de envoltura. Está investigación la hemos llevado más allá en Colombia UNITROPICO procurando el diseño óptimo de la edificación social frenta al mejor costo de la envoltura o edificación específica.