La Universidad Nacional de La Plata (Argentina) ha desarrollado unos algoritmos para diseñar edificios que optimizan la demanda de energía para calefacción y refrigeración. Estos algoritmos integran diseño y energía desde las primeras etapas del proceso de planificación de una construcción, pero también puede utilizarse en la rehabilitación de un edificio existente.
La forma del edificio y la composición de la envolvente, según la investigadora Patricia Camporeale, son determinantes en la demanda energética. Lo que sucede normalmente es que en la etapa inicial del proyecto no se dispone de información necesaria para el cálculo energético.
Casos prácticos en Sevilla y Buenos Aires
El algoritmo desarrollado se puso en práctica 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 los materiales de la envolvente de una torre nueva ubicada en el Área Metropolitana de Buenos Aires.
El segundo caso se trata de un edificio rehabilitado de vivienda social ubicado en Sevilla, en el que a partir de la demanda energética y la factibilidad financiera se optimizaron los materiales de la envolvente. En este caso se mejoró la relación entre la colocación del aislamiento en muros y techos, y el cambio de 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.
Funcionamiento el algoritmo genético
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.