La escalera como chimenea: ventilar por diferencia de altura

En una casa de dos pisos casi siempre hay un solo hueco que la atraviesa de abajo arriba: la escalera. Si arriba tiene por dónde salir el aire, es una chimenea que ya está construida. Si termina contra la cubierta, es un tubo que lleva el calor del primer piso a las alcobas y lo deja ahí.

La diferencia entre una cosa y otra suele ser una ventana alta. Pero esa ventana funciona a ciertas horas y no a otras, y hay casos en que hace más daño que bien. Aquí está la física, contada con números, el horario en que sirve en Cali y lo que conviene revisar antes de abrir un muro.

Qué la mueve: altura y diferencia de temperatura

El aire caliente pesa menos que el frío. Cuando la columna de aire de adentro está más caliente que la de afuera, sube, sale por la abertura alta y la reemplaza aire que entra por la baja. La guía de ventilación natural de la Organización Mundial de la Salud lo pone en una fórmula corta, y lo que importa de ella son dos cosas: el empuje crece en proporción a la altura entre la entrada y la salida, y en proporción a la diferencia de temperatura entre adentro y afuera. El doble de altura, el doble de empuje.

Por eso la escalera sirve y el patio de una casa de un piso apenas. En el patio central hicimos la cuenta para tres metros de altura y un grado de diferencia: una décima de pascal. Una escalera de dos pisos con la salida a seis metros sobre la entrada, y dos grados de diferencia, da unas cuatro décimas: cuatro veces más, y ya cerca de lo que empuja una brisa suave de un metro por segundo.

Cuándo funciona en Cali, y cuándo se invierte

La fórmula tiene una consecuencia que casi nadie cuenta: si adentro está más fresco que afuera, el flujo se invierte. La misma guía de la OMS lo dice: el aire entra por las aberturas altas y sale por las bajas. Y en Cali eso pasa a media tarde. La estación de la Universidad del Valle del IDEAM tiene una máxima media de 30,1 °C y una mínima media de 19,5 °C, en las normales 1991-2020. A las tres de la tarde, una casa bien sombreada puede estar más fresca que la calle, y una ventana alta abierta le mete aire caliente por arriba.

• —De noche funciona mejor. Afuera baja hacia los 19,5 °C de mínima media y la casa todavía guarda el calor del día. Adentro está más caliente: la chimenea tira en el sentido correcto y vacía el calor de muros, pisos y losas. Es el momento que más rinde.
• —En la mañana, mientras afuera siga fresco, sigue sirviendo y deja la casa con ventaja para el resto del día.
• —A media tarde, depende de arriba. Si el segundo piso, bajo una cubierta caliente, está más caliente que la calle, la salida alta todavía lo descarga. Si la casa está más fresca que afuera, la salida alta se cierra.

Es el mismo horario que pide la norma. El Anexo 1 de la Resolución 0194 de 2025 dice que en climas cálido seco y cálido húmedo la ventilación natural solo debe permitirse cuando el aire de afuera no pasa de la temperatura de confort y tiene baja humedad, «principalmente durante las horas de la noche». Una salida alta que no se puede cerrar no sirve en Cali: tiene que poder abrirse de noche y cerrarse en la tarde.

Cómo se diseña

1. 1Una entrada baja, del lado fresco. Una ventana o una rejilla en el primer piso, a la sombra y lejos de la fachada que recibe el sol de la tarde. Si el aire que entra ya viene caliente, la chimenea solo lo mueve.
2. 2Un camino libre hasta la escalera. Una escalera encerrada en un cubo con puerta no ventila nada. Puertas que se puedan dejar abiertas, o con rejilla, o una escalera abierta al espacio social.
3. 3La salida lo más alta posible. Por encima de la cubierta si se puede: una linterna con ventanas a los lados, un lucernario con abertura lateral, una ventana alta en el muro de la escalera. La altura es el motor.
4. 4Del lado al que no le pega el viento. Si la salida queda contra el viento, la brisa empuja hacia adentro y vence a la chimenea, que es más débil. La dirección del viento se mira en el lote.
5. 5Entrada y salida de tamaño parecido. Manda la más pequeña. Una malla contra insectos reduce el área libre, y hay que contarla.
6. 6Protegida de la lluvia. Persiana de lamas, alero o celosía. En abril la estación de la Universidad del Valle promedia 196,6 mm: la salida alta va a recibir aguaceros.
7. 7Que se pueda abrir y cerrar desde abajo. Por el horario de arriba, por un aguacero con viento, y porque si algún día se enciende un aire acondicionado, la chimenea abierta saca el aire frío que se está pagando.

Cuándo no funciona, o no conviene

• —Poca altura. En una casa de un piso no hay chimenea que valga: hay ventilación cruzada, y eso es otro diseño.
• —Sin diferencia de temperatura, o al revés. Una tarde caliente con la casa fresca invierte el flujo. Una noche sin viento y con la casa ya fría no mueve casi nada: la OMS advierte que con poco viento el empuje térmico puede no alcanzar para mover el aire de adentro.
• —Humedad. El aire de la noche es más fresco pero relativamente más húmedo, y la norma pide baja humedad para ventilar. En los meses más húmedos (mayo promedia 75,0 % de humedad relativa en la estación de la Universidad del Valle) conviene vigilar la condensación en muros fríos y en closets.
• —Olores y ruido. La chimenea lleva hacia arriba todo lo que encuentra: el olor de la cocina si está al pie de la escalera, y el ruido de la sala. Se decide dónde va la cocina antes de abrir arriba.
• —Humo. En un incendio, la escalera abierta es también el camino del humo hacia las alcobas. En una casa unifamiliar la escalera suele estar abierta de todas formas; en un edificio, la escalera común es la ruta de evacuación y no es la chimenea de nadie: no se interviene por cuenta propia. Lo que exigen los Títulos J y K de la NSR-10 sobre escaleras y humo no lo pudimos leer, y no lo afirmamos aquí. Para lo que sí se puede hacer en un apartamento, está reformar en propiedad horizontal.
• —Seguridad. Una abertura sobre la cubierta es una entrada para quien camine por el techo. Reja o malla, del mismo tamaño libre que se calculó para el aire.

Si su casa ya existe

Antes de abrir un muro, lo que no toca nada: dejar abiertas de noche las ventanas que ya existen en la parte alta de la escalera, cambiar una puerta ciega por una con rejilla, poner persiana en la ventana baja para poder dejarla abierta. A veces basta.

Si no basta, la ventana alta nueva o la linterna sobre la cubierta ya son otra cosa. El Decreto 1077 de 2015 define la reparación locativa, que no necesita licencia, como la obra que no afecta la estructura portante ni las características volumétricas de la casa. Un vano nuevo en un muro que carga toca la estructura, y una linterna sobre la cubierta cambia el volumen. Las dos cosas salen de la reparación locativa: piden revisar si se necesita licencia y, en el caso del muro, el concepto de un ingeniero civil, que es quien firma la integridad de la estructura. Qué pasa cuando se hace sin eso está en construí sin licencia, y qué implica tocar la estructura de una casa existente, en reforzamiento estructural y NSR-10.

Y si lo que está pensando es un segundo piso, ese es el momento de decidir dónde va la escalera y hasta dónde sube: la chimenea se dibuja con la ampliación, no después.

En el estudio

En la propuesta para la sede de los Tribunales de Cundinamarca, un concurso público de 2025 en Bogotá, un vacío atraviesa el edificio y la memoria nombra la ventilación cruzada y el efecto chimenea entre sus estrategias. Es otra escala y otro clima (Bogotá es frío), y es una propuesta de concurso, no obra construida: no tenemos mediciones de ella. La citamos porque es la misma idea que este artículo lleva a una casa: un hueco vertical con salida alta, pensado desde el primer dibujo.

La chimenea es la mitad vertical del asunto. La horizontal, que cada cuarto tenga dos fachadas y el aire pueda cruzar, está en el patio central, y el marco general del clima en la casa bioclimática, clima por clima.