A latitud 20-21 norte, Mérida tiene un comportamiento solar que no es idéntico al de la Ciudad de México ni al de Monterrey. El sol se aproxima al cénit en mayo y junio. Eso tiene implicaciones directas para el diseño de protección solar que pocas veces se calculan con precisión. En MÉTODO, el cálculo de asoleamiento es uno de los primeros documentos del proceso.
Los datos básicos: ángulos solares en Mérida
Mérida se ubica entre los 20.9° y 21.2° de latitud norte. Los datos clave del asoleamiento:
- Solsticio de verano (21 junio): El sol alcanza su posición más septentrional. En Mérida, el ángulo de altitud solar al mediodía llega a 89 grados, prácticamente cénit. Las fachadas norte y sur reciben incidencia directa en diferente momento del día.
- Solsticio de invierno (21 diciembre): El ángulo máximo de altitud solar al mediodía es aproximadamente 46 grados. Las sombras son más largas. Las fachadas sur reciben incidencia directa más prolongada.
- Equinoccios (21 marzo y 22 septiembre): El sol sale exactamente al oriente y se oculta exactamente al poniente. El ángulo al mediodía es de aproximadamente 68 grados.
Estos valores son el punto de partida para calcular cualquier elemento de sombra.
Cómo se calcula la profundidad de un alero
El alero horizontal es el elemento de sombra más común. Su profundidad se determina por la condición que se quiere garantizar: en qué fecha y a qué hora del día debe el alero proyectar sombra total sobre la ventana que protege.
Para una ventana en fachada sur:
- La condición crítica es el solsticio de verano al mediodía: ángulo de altitud 89 grados. Con ese ángulo, el sol viene casi vertical y el alero horizontal es poco efectivo.
- La condición que generalmente se diseña es el equinoccio: ángulo de 68 grados. Un alero de 80 centímetros sobre una ventana de 1.2 metros de altura protege completamente en el equinoccio.
La fórmula simplificada: voladizo = altura de ventana dividida por tangente del ángulo de altitud solar. A 68 grados, la tangente es 2.47. Una ventana de 1.2 metros requiere un alero de 48 centímetros para protección en equinoccio.
Para el solsticio de verano con ángulo de 89 grados, la tangente se aproxima a infinito: un alero horizontal no protege. En esa fecha, la protección viene de otros elementos: celosías, partesoles verticales o simplemente la masa del muro y su alta temperatura superficial que ya no transfiere calor porque el sol dura poco tiempo en esa posición.
Las fachadas más críticas a latitud 20
A diferencia de latitudes más altas donde la fachada norte nunca recibe sol directo, en Mérida:
- Fachada norte: recibe sol directo desde abril hasta septiembre. En los meses de mayor calor, el sol sale al noroeste y se oculta al noreste, lo que significa que las fachadas norte reciben insolación en mañana temprana y tarde temprana durante esos meses.
- Fachada poniente: siempre problemática. El sol bajo de tarde con ángulo de altitud de 20 a 40 grados no es mitigable con aleros horizontales. Requiere celosías o partesoles verticales.
- Fachada oriente: sol de mañana, ángulos similares al poniente pero invertidos en tiempo. Tolerable con aleros si el programa lo permite.
- Fachada sur: la más controlable con aleros horizontales durante el invierno. En verano el sol pasa a norte, y el alero queda sobredimensionado.
La carta solar como herramienta de verificación
La carta solar estereográfica para latitud 21 norte permite graficar, sobre un diagrama polar, la trayectoria del sol en cada mes del año. Sobre ese diagrama se puede superponer el ángulo de corte del alero propuesto y verificar en qué fechas y horas el alero produce sombra.
En MÉTODO usamos este instrumento junto con software de simulación de sombras para verificar los cálculos analíticos y presentar al cliente imágenes de sombreado en las fechas críticas.
Cuándo el cálculo de asoleamiento cambia la decisión de diseño
En algunos proyectos, el cálculo de asoleamiento confirma la propuesta. En otros, la modifica. Ejemplo: un partido arquitectónico con la sala principal al poniente y ventanas generosas puede parecer atractivo formalmente, pero el cálculo muestra que la carga solar en esa fachada haría incomodo el espacio desde las tres de la tarde.
Con esa información, el partido se ajusta: se reorienta el espacio, se añade una celosía, o se reasigna el programa. Ese ajuste es barato en la etapa de anteproyecto. Es caro después de construir.
Próximos pasos
El cálculo de asoleamiento es parte del análisis previo al anteproyecto en todos los proyectos que desarrollamos en Mérida. Si tienes un predio y quieres entender cómo se comporta solamente antes de tomar decisiones de programa, ese es el primer paso.
Conoce el método de MÉTODO para entender cómo los datos del sitio guían las decisiones de diseño desde el inicio.