Calcular la distancia de un embalse para calentar una casa

Las ventajas de tener balsas, lagos o estanques frente a una casa son muchas. A nivel de biodiversidad, como reserva de agua o incluso la obtención de microclimas para cultivar, por ejemplo. Pero quizá la más importante es que un embalse, lago o estanque, situado al Sur, puede ser utilizado para calentar o enfriar nuestra casa de manera pasiva y a coste 0. Si tenemos agua a una distancia adecuada podemos aprovechar el Sol de invierno -mucho más bajo- para que entre por las ventanas de nuestra casa y nos caliente. En cambio, debemos evitar la entrada de luz directa en verano, cuando el Sol está más alto. En la imagen podemos ver una buena disposición de un estanque.

Si nos equivocamos y situamos el estanque demasiado cerca de la casa, los problemas pueden ser graves: sobrecalentamiento en verano, cuando no queremos calor, y no aprovechamiento del Sol de invierno.

Si simplemente alejamos demasiado el estanque, no potenciaremos la captación del Sol de invierno pero tampoco el de verano, desperdiciando un gran potencial en épocas de frío.

Disponemos de multitud de herramientas para ver el ángulo y la trayectoria solar en internet. También hay aplicaciones para móviles que pueden ofrecernos este dato.

¿Entonces, a qué distancia situamos el embalse?

El primer dato que debemos conocer es nuestra latitud. La latitud marca el ángulo en el cuál podemos ver el Sol en verano e invierno a mediodía. Si no conocemos nuestra latitud, podemos saberla mediante alguna herramienta web como Google Maps. En nuestro caso, la latitud es 42.058295.

En segundo lugar, tenemos que conocer en qué día del año, la temperatura y el ángulo Solar empiezan a subir. Suele ser alrededor del equinoccio de primavera (verlos aquí), en nuestro caso el 20 de Marzo.

En tercer lugar, vamos a calcular el ángulo del Sol en el equinoccio de primavera y otoño, en nuestra Latitud (atención!).

Ángulo del Sol en el equinoccio =
90 - nuestra latitud local

En nuestro caso:
Ángulo del Sol en el equinoccio = 90 - 42
Ángulo del Sol en el equinoccio = 48 grados*

Si queremos calcular el punto máximo y mínimo de verano e invierno, simplemente hay que compensar la inclinación de la Tierra durante el equinoccio. Restaremos 23,5 grados al equinoccio de primavera/otoño para calcular el solsticio de invierno y añadiremos 23,5 grados para conocer el de verano.

En nuestro caso sería:
Solsticio de invierno = 48 - 23,5 = 24,5
Solsticio de verano = 48 + 23,5 = 71,5

En cuarto lugar, buscaremos la distancia del estanque a la casa o edificio a calentar. Gracias a la ley de la reflexión, sabemos que el ángulo de la luz reflejada en el estanque es el mismo al ángulo de elevación del Sol, por lo que usaremos el ángulo del solsticio de primavera e invierno, que ya tenemos (90 – latitud).

En el esquema, a es la distancia desde la parte superior de la ventana a calentar (o de una pared pasiva, por ejemplo), b es la distancia de la casa al lago y c es el ángulo de incidencia del Sol. Ya sabemos a y c, por lo que para conocer b simplemente debemos plantear:

tan c = a / b
tan (ángulo en el solsticio de primavera) = altura máxima de la ventana a sur / distancia del estanque
tangente 48 grados* = 3m / b
1,11 = 3 / b
b = 3 / 1,11 = 2,7 metros


En nuestra latitud, tendríamos que situar el estanque a 2,7 metros de la casa si tenemos el punto máximo de la ventana a 3 metros de alto. Esto nos da una buena medida sobre la que trabajar.

¿Tenemos que ser muy precisos? La verdad es que cuanto más precisos hagamos los cálculos, mucho mejor. Un par de grados de diferencia pueden significar mover el lago unos metros o centímetros y quedarse más de un mes sin Sol reflejado en el agua. Por tanto, cuanto más precisos, mejor.

Conclusiones

En permacultura siempre buscamos aumentar el número de interconexiones entre elementos para aumentar la productividad y la resiliencia y apoyo entre ecosistemas y elementos del sistema. El agua puede ser una gran aliada para calentar espacios, pero su posición es determinante para un buen o mal uso. A este sistema podemos añadir mejoras, como árboles caducos entre la casa y el estanque y evitar más calor, o poner un techo más largo, por poner otro ejemplo. Pero la intención era rescatar conocimientos básicos para diseñar una buena relación entre elementos. Con esta base también podríamos calcular dimensiones de balcones, pérgolas, árboles o incluso techos verdes. ¡Espero que sea útil!