Optimización termoaeráulica de la Galería de Paleontología del Museo Nacional de Historia Natural: confort de los visitantes, conservación de las colecciones y respeto del patrimonio.
La pericia de EOLIOS en simulación CFD (Computational Fluid Dynamics) y en optimización de los ambientes interiores desempeñó un papel clave en el análisis y la mejora del confort aeráulico de la Galería de Paleontología del Museo Nacional de Historia Natural. Nuestro saber hacer permitió caracterizar con precisión los comportamientos termoaeráulicos de este volumen patrimonial excepcional y proponer soluciones de optimización concretas, conciliando confort de los ocupantes, conservación de las colecciones y respeto de las limitaciones arquitectónicas.
Lo esencial. La Galería de Paleontología del MNHN es un volumen patrimonial excepcional: grandes alturas, claraboyas y niveles abiertos desde la planta jardín hasta la cubierta. EOLIOS construyó un modelo CFD 3D de casi 50 millones de elementos, calibrado sobre una auditoría de campo (mediciones in situ, ensayos de humo) hasta un criterio residual < 10⁻⁴. Dos escenarios, verano e invierno, revelan la estratificación térmica y las zonas donde la velocidad supera 0,4 m/s o la temperatura sale de 18–25 °C. El resultado: palancas concretas — difusión intermedia, toberas de orientación ajustable, barrido de las partes altas, regulación por afluencia — al servicio del confort, de la conservación de las colecciones y del respeto de las fachadas protegidas.
EOLIOS es una referencia de la simulación CFD aplicada a los edificios patrimoniales y a los grandes equipamientos culturales. Nuestros estudios se basan en la experiencia de campañas de medición en condiciones reales y en una pericia reconocida en la modelización de volúmenes complejos con altas exigencias térmicas.
Los edificios de vocación cultural y patrimonial constituyen un reto particular en materia de confort aeráulico. La Galería de Paleontología ilustra perfectamente esta realidad con sus grandes alturas de techo, sus volúmenes abiertos en varios niveles y sus amplias superficies acristaladas.
Estas características generan fenómenos amplificados respecto a los edificios estándar, en particular una marcada estratificación térmica en la que el aire caliente se acumula en altura, creando diferencias de varios grados en la vertical. Este mecanismo obedece al efecto de tiro térmico. A ello se añaden fuertes limitaciones patrimoniales, ya que las fachadas protegidas limitan las intervenciones posibles sobre la envolvente, así como una ocupación dual y variable entre público fluctuante y personal permanente con exigencias distintas.
Los imperativos de conservación de las colecciones se suman por último al confort humano, exigiendo una estabilidad de las condiciones ambientales. Estas particularidades convierten el confort aeráulico en este tipo de edificio en un problema de ingeniería complejo, donde los enfoques empíricos alcanzan rápidamente sus límites.
La estratificación designa la formación de capas de aire a temperaturas diferentes según la altura: el aire caliente, menos denso, asciende y se acumula en la parte alta, mientras que el aire más fresco permanece a nivel del suelo. En un gran volumen como la Galería, la diferencia puede alcanzar varios grados entre la zona de ocupación y la bóveda.
Una cuestión de conservación. Más allá del confort humano, las colecciones exigen una estabilidad de las condiciones ambientales. Las variaciones de temperatura y humedad, amplificadas por la estratificación y por los aportes solares de las claraboyas, solicitan materiales sensibles: dominar la aeráulica significa también proteger el patrimonio expuesto.
Ante esta complejidad, el recurso a la CFD se revela como la herramienta más adecuada, por varias razones complementarias. A diferencia de los métodos simplificados que calculan caudales globales sin representar la realidad física local, la CFD ofrece una visión tridimensional completa que permite visualizar con precisión la trayectoria de las venas de aire, las zonas de recirculación y los gradientes de temperatura, identificando así los puntos críticos de disconfort que escapan a los enfoques globales.
La CFD, o mecánica de fluidos numérica, resuelve las ecuaciones del flujo de aire (velocidad, presión, temperatura) sobre una malla 3D del volumen estudiado. Restituye en cada punto los campos de velocidad y de temperatura, allí donde los métodos globales solo proporcionan valores medios.
Más allá de esta visión tridimensional, la CFD reúne tres fortalezas decisivas:
Probar sin riesgo múltiples escenarios — existente/proyecto, geometría, parámetros de regulación — sin coste material ni perturbación de la explotación, y evitar costosos errores de diseño que habría que corregir a posteriori.
Integrar de forma nativa los acoplamientos térmicos entre radiación solar, conducción y convección, esenciales para evaluar el confort realmente percibido por los ocupantes.
Comunicar y decidir gracias a visualizaciones en color, un soporte compartido entre los actores del proyecto. En fase de proyecto, la CFD se convierte en un requisito indispensable para cualquier intervención sobre la ventilación.
La simulación CFD no se limita al análisis de los flujos de aire existentes: es ante todo una herramienta de optimización del confort. Al modelizar con precisión las condiciones percibidas por los ocupantes (velocidad del aire, temperatura ambiente, estratificación térmica), permite identificar las zonas de disconfort y probar soluciones correctivas antes de cualquier compromiso de obras. En espacios abiertos al público como la Galería de Paleontología, donde conviven visitantes ocasionales y personal permanente, esta capacidad de anticipar y afinar las condiciones ambientales es una ventaja decisiva para orientar las decisiones de diseño hacia soluciones a la vez eficientes y duraderas.
Saber más: la CFD en el análisis del confortEl estudio CFD llevado a cabo por EOLIOS sobre la Galería de Paleontología se articula en torno a tres objetivos complementarios.
Comprender los fenómenos termoaeráulicos, tanto en configuración existente como de proyecto: campos de velocidad y de temperatura, mecanismos de transferencia dominantes e interacciones entre los niveles del edificio.
Analizar la eficacia del sistema de ventilación: equilibrio entre impulsión y retorno, ausencia de cortocircuito, tasas reales de renovación de aire y eficiencia energética de las configuraciones simuladas.
Identificar los riesgos de disconfort: cartografiar las zonas donde la velocidad supera 0,4 m/s o la temperatura sale de 18–25 °C, y luego jerarquizar las prioridades de intervención según impacto y viabilidad.
Se llevó a cabo una auditoría exhaustiva directamente dentro de la Galería de Paleontología para caracterizar con precisión los fenómenos termoaeráulicos en condiciones reales de explotación. Se realizaron campañas de mediciones en todos los niveles para cuantificar velocidades del aire, temperaturas y caudales en los bornes de los sistemas de ventilación, aportando un estado inicial fiable y representativo del funcionamiento de la instalación. También se llevaron a cabo visualizaciones cualitativas de las trayectorias de los flujos de aire para identificar las zonas de recirculación, las corrientes parásitas y las disfunciones de los dispositivos de difusión existentes.
Más allá de la recogida de datos, esta auditoría in situ es una etapa clave para comprender el comportamiento real del edificio en su entorno patrimonial, a menudo complejo y limitado. Permite confrontar los esquemas teóricos y los planos HVAC existentes con la realidad del terreno e integrar los efectos de las prácticas de explotación, las limitaciones arquitectónicas, las condiciones meteorológicas y los usos efectivos de los espacios, todos ellos elementos rara vez documentados por completo en los expedientes técnicos.
Este conocimiento fino del emplazamiento es indispensable para evitar hipótesis de modelización simplificadoras o alejadas del funcionamiento real. Las observaciones de campo de la auditoría constituyeron así una base esencial para alimentar, calibrar y validar el modelo numérico CFD. Garantizan la coherencia entre simulación y comportamiento real, reforzando la fiabilidad de los resultados y la pertinencia de las soluciones propuestas. La auditoría se revela por tanto como un requisito ineludible para todo análisis y optimización duradera de las problemáticas de confort aeráulico en este patrimonio excepcional.
La modelización CFD 3D desarrollada por EOLIOS se apoya en una base geométrica rigurosa, elaborada a partir de los planos de ejecución existentes, completados con los levantamientos y observaciones realizados durante la auditoría in situ. Esta etapa es determinante: la calidad y la representatividad del modelo condicionan directamente la pertinencia de los resultados obtenidos.
Sobre la base de los datos recogidos, EOLIOS desarrolló un modelo detallado que integra la geometría completa de la Galería de Paleontología en todos sus niveles (desde la planta jardín hasta la cubierta) así como todos los equipos que influyen en la aeráulica del emplazamiento: unidades de tratamiento de aire y su red de distribución, rejillas de impulsión y retorno, fuentes de calor internas y solares, pero también todos los elementos arquitectónicos que guían los flujos como las vitrinas expositivas, los tabiques y las barandillas de las galerías.
El nivel de detalle geométrico se elige con cuidado para representar fielmente los elementos con una influencia significativa sobre los campos de velocidad y de temperatura, racionalizando al mismo tiempo los detalles secundarios. Con una malla de aproximadamente 50 millones de elementos fluidos, este equilibrio entre precisión y simplificación garantiza la robustez numérica de las simulaciones y resultados directamente aprovechables para el análisis y la ayuda a la decisión.
En la práctica, el enfoque CFD sigue un proceso iterativo estructurado en etapas sucesivas:
Construir el modelo geométrico a partir de los planos de ejecución y los levantamientos de la auditoría.
Definir las condiciones de contorno y las propiedades termofísicas.
Resolver numéricamente y, a continuación, analizar en detalle los campos de flujo y de temperatura.
Calibrar sobre las mediciones de campo antes de emprender las iteraciones de mejora.
La fase de calibración es una etapa clave del enfoque CFD: garantiza la coherencia entre los resultados de la simulación y el comportamiento real del sistema. En concreto, se trata de ajustar las condiciones de contorno y las hipótesis de modelización (caudales de impulsión y retorno, temperaturas de superficie de paramentos y vitrinas, condiciones meteorológicas, aportes solares, fuentes de calor internas ligadas a la ocupación y a los equipos) para obtener una concordancia satisfactoria entre las magnitudes calculadas y las mediciones tomadas in situ durante la auditoría.
Una vez el modelo calibrado y validado, con una convergencia acreditada por un criterio residual inferior a 10⁻⁴, se convierte en una herramienta predictiva fiable para estudiar el impacto de distintas modificaciones (evolución de los caudales, geometría de los difusores, configuración de los sistemas de ventilación) y analizar las nuevas dinámicas de flujo y de distribución térmica como apoyo a la decisión técnica.
La simulación numérica CFD permite reproducir virtualmente el comportamiento del aire en el interior de la Galería de Paleontología en condiciones realistas, sin tener que esperar a las estaciones afectadas ni realizar mediciones in situ costosas y largas. Al definir condiciones de contorno representativas a partir de los datos meteorológicos de la estación más cercana (temperaturas exteriores, irradiación, funcionamiento de los sistemas de ventilación), es posible explorar el comportamiento del edificio en situaciones tan variadas como la ola de calor estival o el gran frío invernal.
Se estudiaron dos escenarios críticos para acotar el rango de funcionamiento real de la galería:
El escenario invierno, correspondiente a las condiciones exteriores más frías, verifica que el sistema de calefacción por ventilación mantenga un ambiente confortable para visitantes y personal, limitando el derroche energético ligado a una estratificación excesiva del aire caliente en altura.
El escenario verano, representativo de los periodos de fuerte calor, evalúa la capacidad del sistema de refrescamiento para hacer frente a los importantes aportes solares que penetran por las claraboyas y ventanas, y garantizar condiciones soportables pese a la elevada carga térmica.
Este enfoque dual ofrece al promotor una visión completa del rendimiento esperado, poniendo de relieve no solo los comportamientos medios sino también las situaciones potencialmente desfavorables que conviene tratar de forma prioritaria.
Las simulaciones producen cartografías tridimensionales de las magnitudes físicas estudiadas (velocidad del aire, temperatura) que permiten localizar visualmente las zonas conformes y las que presentan riesgos de disconfort. Estas representaciones, en forma de isosuperficies en color o de planos de corte, son una herramienta de comunicación directa entre ingenieros y responsables de la decisión.
El análisis de los campos de velocidad revela una heterogeneidad de los flujos según los niveles y las zonas consideradas. En conjunto se observan velocidades bajas en los grandes volúmenes de la galería, propicias a la calma y a la estabilidad del ambiente, pero algunas zonas singulares donde la aceleración del aire crea riesgos de corrientes de aire perceptibles.
En el periodo estival, aparece una dinámica particular: el aire frío inyectado a nivel del suelo tiende a extenderse en capa antes de ascender a lo largo de los paramentos, creando corrientes ascendentes a veces molestas justo al paso de las rejillas de impulsión. Este fenómeno, típico de los volúmenes climatizados con impulsión baja, contrasta con el comportamiento invernal en el que el aire caliente asciende de forma natural y más homogénea.
Para recordar. La impulsión baja, más bien favorable en invierno, se invierte en verano: el aire frío rasante asciende a lo largo de los paramentos y genera corrientes ascendentes cerca de las rejillas. Es exactamente el tipo de fenómeno local que la simulación permite localizar — y corregir — antes de las obras.
En invierno, la estratificación térmica juega más bien a favor del confort: el aire caliente se acumula en la parte alta (bajo bóveda y cubierta) mientras que la zona de ocupación permanece en un ambiente templado. La configuración proyectada permite reducir esta diferencia vertical respecto al estado existente, mejorando la eficiencia energética y la uniformidad del confort.
La confrontación de los dos escenarios arroja un balance globalmente positivo de la configuración: si bien el funcionamiento invernal resulta satisfactorio con condiciones de confort bien controladas en todos los niveles, el escenario estival revela ciertos límites ligados a la inercia térmica del edificio y a la importancia de sus superficies acristaladas. Estas constataciones, puestas de relieve objetivamente por la simulación, justifican las propuestas de optimización complementarias expuestas en la sección siguiente.
Las simulaciones permitieron identificar varias palancas de optimización concretas para mejorar el confort termoaeráulico de la Galería de Paleontología.
La instalación de elementos de difusión intermedios permite un reparto más uniforme de los flujos de aire antes de su llegada a los espacios ocupados, limitando las zonas de disconfort ligadas a velocidades de aire excesivas.
La sustitución de los equipos de difusión existentes por modelos de orientación ajustable aporta una flexibilidad estacional, permitiendo adaptar finamente la distribución del aire a las condiciones exteriores.
La considerable altura de techo y la comunicación entre los niveles de la galería llevaron a recomendar un barrido controlado de las partes altas de los volúmenes. Este principio, que favorece la mezcla de las capas de aire sin perturbar la zona de ocupación, resulta particularmente eficaz en la media estación, cuando una ventilación natural asistida puede bastar para mantener condiciones de confort satisfactorias.
Por último, una regulación de los caudales de ventilación indexada a la afluencia real del museo optimiza la relación entre confort percibido y consumo energético, evitando tanto el subdimensionamiento como las sobreventilaciones generadoras de corrientes de aire parásitas.
Objetivar los fenómenos invisibles significa poder rehabilitar sin desvirtuar: la simulación esclarece los arbitrajes entre rendimiento, patrimonio e inversión.EOLIOS · confort termoaeráulico
Este estudio CFD llevado a cabo por EOLIOS sobre la Galería de Paleontología del MNHN permitió objetivar, gracias a la simulación numérica, los comportamientos termoaeráulicos de un volumen patrimonial complejo. Combinando una auditoría de campo exhaustiva y una modelización de alta fidelidad, el análisis puso de relieve las dinámicas de los flujos de aire y las distribuciones térmicas características de este edificio, tanto en configuración invernal como estival.
Los resultados obtenidos alimentan la reflexión del promotor identificando las zonas que merecen una atención particular y proponiendo orientaciones de mejora viables. Ilustran la aportación de la simulación como herramienta de ayuda a la decisión: ofrece una visión anticipada del funcionamiento de la instalación proyectada, contribuyendo así a asegurar las decisiones de diseño y a esclarecer los arbitrajes entre rendimiento, patrimonio e inversión.
Apoyándose en su pericia en simulación numérica aplicada a los grandes volúmenes patrimoniales, EOLIOS propuso varias soluciones de optimización concretas y jerarquizadas para mejorar el confort termoaeráulico de la Galería. Se identificaron palancas directamente accionables, completadas con disposiciones estacionales para los periodos de media estación.
Las soluciones adoptadas fueron rigurosamente simuladas y evaluadas, permitiendo cuantificar con precisión su impacto en el confort de visitantes y personal así como en el consumo energético de la instalación. Este enfoque iterativo, que combina auditoría de campo y modelización de alta fidelidad, garantiza recomendaciones ancladas en la realidad del edificio y directamente aprovechables para la fase de proyecto.
Gracias a este estudio, EOLIOS objetivó los retos aeráulicos de la Galería y esclareció los arbitrajes entre rendimiento, patrimonio e inversión. Este enfoque contribuye a asegurar las decisiones de diseño ofreciendo al mismo tiempo al promotor una visión anticipada y fiable del funcionamiento de la instalación proyectada, al servicio de un patrimonio excepcional abierto a todos.
Saber hacer: la optimización del confort termoaeráulicoEstratificación térmica, la aportación de la CFD y el método EOLIOS en un volumen patrimonial.
En un gran volumen abierto y acristalado, el aire caliente se acumula bajo la bóveda mientras que la zona de ocupación permanece más fresca, creando diferencias de varios grados en la vertical. Esta estratificación degrada el confort percibido, complica la conservación de las colecciones y aumenta el consumo energético si la calefacción debe compensar las pérdidas en la parte alta.
Un cálculo clásico razona en caudales globales y no ve los fenómenos locales: recirculaciones, corrientes de aire cerca de las rejillas, bolsas de estratificación. La CFD resuelve el campo de velocidad y temperatura en cada punto del volumen y permite probar escenarios (verano, invierno, variantes de difusión) antes de cualquier obra, apoyándose en un modelo calibrado sobre las mediciones de campo.
La auditoría aporta un estado inicial fiable: velocidades, temperaturas y caudales reales en los bornes de los sistemas, y una visualización de las trayectorias de aire mediante ensayos de humo. Estos datos sirven para calibrar y validar el modelo numérico de modo que la simulación refleje el comportamiento real del edificio y no hipótesis teóricas.
La malla divide el volumen de aire en casi 50 millones de celdas donde se resuelven las ecuaciones del flujo: cuanto más fina es, con mayor fidelidad se capturan los gradientes locales. Un criterio residual inferior a 10⁻⁴ acredita que el cálculo ha convergido, es decir, que la solución es numéricamente estable y aprovechable para la decisión.
La CFD objetiva los arbitrajes: localiza las zonas de disconfort (velocidades superiores a 0,4 m/s, temperaturas fuera de 18–25 °C) y prueba palancas no invasivas compatibles con las limitaciones patrimoniales — difusión intermedia, toberas de orientación ajustable, barrido controlado de las partes altas y regulación de los caudales según la afluencia — sin intervenciones pesadas sobre las fachadas protegidas.
Explora nuestras competencias, proyectos y dosieres técnicos para ir más allá de la FAQ.
El estudio llevado a cabo por EOLIOS Ingeniería se centra en la optimización termoaeráulica de la Galería de Paleontología del Museo Nacional de Historia Natural, utilizando simulaciones CFD. Este enfoque permite visualizar y analizar la distribución del aire y los campos de temperatura dentro de este volumen patrimonial excepcional, repartido en varios niveles desde la planta jardín hasta la cubierta. El vídeo propone una inmersión en el modelo 3D de alta fidelidad de la galería, a través del cual se presentan las isosuperficies de temperatura características de los distintos escenarios simulados (invierno y verano), que revelan las dinámicas de estratificación térmica y las zonas de disconfort identificadas. EOLIOS combinó una auditoría de campo exhaustiva, que incluye campañas de mediciones in situ y ensayos de humo, con un modelo numérico calibrado de casi 50 millones de elementos fluidos, garantizando una representación fiel de los fenómenos reales. Este enfoque permitió identificar varias palancas de optimización concretas (elementos de difusión intermedios, equipos de orientación ajustable, regulación por afluencia) al servicio del confort de visitantes y personal, respetando las limitaciones patrimoniales de este edificio protegido. Este estudio demuestra la aportación decisiva de la simulación CFD como herramienta de ayuda a la decisión para la rehabilitación y la optimización de los grandes equipamientos culturales patrimoniales.
PiscinaCentro Acuático — Hauts-de-Seine
AlmacénClimatización — Almacén médico
HotelSharaan by Jean Nouvel
PiscinaPiscina — Montreuil
IndustriaFábrica farmacéutica — HVAC
Ventilación naturalPrototipo — Chimenea de ventilación natural
Cámara frigoríficaCámara Frigorífica — Leipzig
Deporte / ArenaPalacio de los Omnideportes de París-Bercy
IndustriaFábrica — Aerogenerador
Cámara frigoríficaCámara frigorífica — Oreo
Atrio · 🔒Confort bajo claraboya — Atrio
Experiencia CFD, proyectos realizados y dosieres técnicos: todo el ámbito Ingeniería HVAC en un único punto de acceso.
Lo más sencillo es hablarlo juntos. Nuestros ingenieros te responden con una primera lectura técnica.