Trabajo Energias Renovables y Proyecto Casa Sustentable
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EFICIE NCIA ENERGE TICA ENERGÍA S RENOVAB LE Angie Mitchell C Construcción Civil VIII Profesor Eugenia Fontaine D Edificación II
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EFICIEN
CIA
ENERGE
TICA
ENERGÍAS
RENOVABL
E
Angie Mitchell C
Construcción Civil VIII
Profesor Eugenia Fontaine D
Edificación II
Contenido1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................3
2. ENERGÍAS RENOVABLES.................................................................................................4
1.1 ENERGIA SOLAR......................................................................................................5
2.1 ENERGÍA GEOTÉRMICA...........................................................................................6
3.1 ENERGÍA EOLICA.....................................................................................................7
4.1 ENERGÍA HIDRÁULICA.............................................................................................8
5.1 ENERGÍA MARINA O MAREOMOTRIZ......................................................................8
6.1 LAS BIOENERGÍAS...................................................................................................9
3. PROYECTO CASA SUSTENTABLE...................................................................................12
Propuesta........................................................................................................................12
4. Planos...........................................................................................................................17
1. INTRODUCCIÓN
La eficiencia energética es el consumo inteligente de la energía. Las fuentes de energía son
finitas, y por lo tanto, su correcta utilización se presenta como una necesidad del presente
para que podamos disfrutar de ellas en un futuro.
Eficiencia energética
Ser más eficiente no significa renunciar a nuestro grado de bienestar y calidad de vida.
Simplemente se trata de adoptar una serie de hábitos responsables, medidas e
inversiones a nivel tecnológico y de gestión. Gracias a estas informaciones y consejos, el
consumidor puede aprender cómo llevar un estilo de vida más sostenible disponiendo de
los mismos servicios.
Pero practicar un consumo más responsable e inteligente de la energía que consumimos
es tarea de todos. Si bien es cierto que la acción de una sola persona apenas se nota, la
repercusión global sí es importante cuando son varias las personas que utilizan los
recursos de manera eficiente.
2. ENERGÍAS RENOVABLES
Además de las energías primarias (petróleo, carbón y gas natural), que son fuentes
susceptibles de agotamiento y que además deterioran el medio ambiente, existen otro
tipo de energías más seguras y menos contaminantes.
Se trata de las energías renovables o energías del futuro, y son aquellas que producen
electricidad a partir del sol, el viento y el agua. Son fuentes inagotables pero que todavía
presentan grandes dificultades de almacenamiento y son menos eficientes ya que las
instalaciones tienen poca potencia y el coste de producción es elevado.
Actualmente, la producción de estas energías está aumentando, pero por debajo de las
expectativas.
Por último, hay que hablar de la energía nuclear, se trata de una forma de producción
eléctrica en grandes cantidades a bajo coste, pero que plantea mucha polémica ya que
ante un fallo en sus centrales de producción, la población corre alto riesgo de
contaminación radiactiva y esto hace que genere un fuerte rechazo social.
Las energías renovables son aquellas que se producen de forma natural, cuyo
aprovechamiento no agota la fuente de la que se obtiene, es decir, son inagotables y por
eso su uso no reduce los recursos existentes en las mismas.
Las energías renovables más importantes son: Energía fotovoltaica, energía eólica, energía
hidráulica y la biomasa.
1.1 ENERGIA SOLAR
Energía solar fotovoltaica
ENERGÍA FOTOVOLTAICA: Es la energía que se obtiene del sol, a partir de células
fotovoltaicas, convirtiéndose en energía eléctrica.
La energía se acumula en baterías solares; aplicaciones: vivienda aislada,
telecomunicaciones, bombas solares, mobiliario urbano, camping, barcos,... Conectada a
la red: La energía previamente ondulada se vende a la compañía eléctrica con una prima
superior a su coste, de acuerdo con los programas de fomento y la legislación actual.
Algunos productos: paneles fotovoltaicos, controladores, productos para alumbrado y
bombeo, sistemas estándar de gestión y monitoreo de instalaciones fotovoltaicas, y
complementos para cubrir diferentes tipos de instalación
Energía solar térmica
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: Es la energía producida por el sol, que produce energía
mecánica y a través de esta, energía eléctrica. Su uso principal, es el doméstico.
Actualmente es la aplicación de energía solar más usada en el mundo. Fácil de instalar
sobre su tejado o superficie cercana a su piscina.
La energía solar térmica es el apoyo ideal para instalaciones de calefacción por suelo
radiante, sistemas en expansión por saludables y de bajo consumo.
Energía solar concentrada
La energía solar concentrada, se acumula en baterías solares de alta eficiencia; Sus
aplicaciones: vivienda aislada, telecomunicaciones, bombas solares, mobiliario urbano,
camping, barcos,... Conectada a la red:
2.1 ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA: Es aquella energía obtenida a partir del aprovechamiento del
calor interior de la tierra, generando energía eléctrica.
Puede considerarse que hay dos tipos de yacimientos geotérmicos, que se podrían llamar:
De agua caliente
Secos
Yacimientos de agua caliente
En áreas de aguas termales muy calientes a poca o media profundidad, se aprovecha el
calor del interior de la tierra. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por
bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El método a elegir depende del que
en cada caso sea económicamente rentable.
En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de
pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a inyectar en
el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son
múltiples:
Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua
reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular
en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.
Yacimientos secos
En este caso, hay una zona bajo la tierra, a profundidad no excesiva, con materiales o
piedras calientes, en seco. Se inyecta agua por una perforación y se recupera, caliente por
otra, se aprovecha el calor, por medio de un intercambiador y se vuelve a reinyectar como
en el caso anterior.
3.1 ENERGÍA EOLICA
ENERGÍA EOLICA: Es la energía cinética producida por el viento, de ella se obtiene energía
eléctrica mediante molinos, que ponen en funcionamiento turbinas eléctricas.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y
nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura
sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos
ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también
importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del
viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del
aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y
los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90
km/h), velocidad llamada "cut-out speed".
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores)
capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea
para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía
eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador
eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como
aerogenerador.
4.1 ENERGÍA HIDRÁULICA
Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a aquella que se obtiene
del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de
agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa
la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada solo una forma de
energía renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas
explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un
movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más
significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de presas, aunque estas últimas no
son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.
5.1 ENERGÍA MARINA O MAREOMOTRIZ
La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su
empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad,
transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica; una forma energética más
segura y aprovechable. Es un tipo de energía renovable, en tanto que la fuente de energía
primaria no se agota por su explotación, y es limpia ya que en la transformación
energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin
embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios
actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han
impedido una penetración notable de este tipo de energía.
Otras formas de extraer energía del mar son: las olas (energía undimotriz), de la diferencia
de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico
oceánico; de la salinidad, de las corrientes marinas o la energía eólica marina.
6.1 LAS BIOENERGÍAS
Este sector es una de las vías de valorización de la biomasa. Concierne los biocarburantes,
los biocombustibles y el biogas que pretenden sustituir el carbono fósil o producir calor o
electricidad por combustión o fermentación.
Otro gran sector emerge desde una decena de años, el de los biomateriales, en particular
de los materiales plásticos (embalaje, construcción, transporte...).
Para producir bioproductos o bioenergía, se debe transformar la biomasa. Existen tres
grandes familias de transformación:
La termoquímica
La termoquímica agrupa varios sistemas basados en el craqueo de las biomoléculas bajo el
efecto del calor. Según las condiciones operatorias de temperatura, presión,
concentración en agentes oxidantes, humedad, la materia orgánica deteriorada por el
calor produce diferentes compuestos sólidos, líquidos o gaseosos.
Los principales sistemas de termoquímica son :
La combustión con exceso de Oxígeno, proceso conocido y antiguo, que produce
directamente calor por oxidación total de la biomasa. Se forman gases incombustibles y
cenizas. Eventualmente, el calor que se desprende se puede convertir en electricidad en
las instalaciones de cogeneración.
La pirolisis, que descompone la materia orgánica bajo el efecto del calor pero con
ausencia de agentes oxidantes. Tres fases se destacan al final de este sistema : una
fracción gaseosa no condensable, una fracción líquida llamada zumo piroleñoso (alquitrán,
alcoholes y ácidos) y una fracción sólida (Carbono). Según las condiciones operatorias, las
proporciones de esas fracciones varían.
La gasificación, es una oxidación bajo presión (aire, O2, vapor de agua, C02) que produce
gases combustibles (CO, H2) y cenizas. Para favorecer las reacciones que se esperan,
habitualmente hay que iniciar el sistema con una pirolisis y oxidaciones, homogénea y
heterogénea, para fabricar Carbono y los reactantes necesarios (CO2 y H2O). El poder
calorífico del gas de síntesis obtenido varía entre 3,5 y 6 MJ.Nm³. Varias tecnologías
existen para gasificar la biomasa y son o de tipo sistemas de lecho fijo (contracorriente,
co-corriente), o sistemas de lechos fluidificados (densa, en circulación, bajo presión,
arrastrado).
La licuefacción, que produce un bio-aceite pesado, rico en Oxígeno y agua, lo que reduce
su poder calorífico a menos de la mitad del poder calorífico del petróleo. Sin embargo, los
bio-aceites tienen poca viscosidad y queman sin dificultad en las calderas, los hornos, las
turbinas y los motores diésel. La licuefacción directa es un sistema lento hecho a presión
alta y temperatura moderada. Se utiliza un catalizador y a menudo un desoxigenante con
el fin de producir un bio-aceite pesado y espeso que entonces tendrá una proporción
reducida de agua y Oxígeno. Se llama también pirolisis rápida o pirolisis flash.
La conversión biológica
La conversión biológica recurre a una acción microbiana y enzimática para deteriorar la
biomasa.
Así, la digestión anaerobia, o metanisación, es la transformación de la biomasa en biogas
(metano y dióxido de carbono) por una comunidad microbiana compleja, natural,
presente en los residuos orgánicos. Estas bacterias reaccionan según tres etapas : la
hidrolisis de las macromoléculas, el acido-génesis y la metanogénesis. Típicamente una
tonelada de biomasa produce 4,2 GJ, o sea 0,2 toneladas equivalente petróleo. El residuo,
llamado digestat, se valoriza en agricultura como abono compuesto.
La fermentación alcohólica de los hidratos de Carbono (azúcar, almidón) por levaduras
contenidas en la biomasa, produce bio-alcohol (utilizado puro o mezclado en las gasolinas)
y gas carbónico.
La conversión química
La conversión química se apoya sobre una esterificación de aceites vegetales (girasol,
colza) con el metanol, para formar un éster metílico de aceites vegetales (EHMV) que
entra en la composición del diester o biodiesel.
3. PROYECTO CASA SUSTENTABLE
Propuesta
Está compuesta por dos volúmenes que se superponen perpendicularmente en forma de L
abriéndose hacia el norte y a las visuales. Esta disposición posibilita la ventilación cruzada
de los ambientes.
La planta alta contiene los dormitorios y una doble altura sobre el hall, que articula los
volúmenes donde balconean un estudio y el family room, este último concebido como un
espacio flexible en el que pueden realizarse diferentes actividades y se expande sobre el
techo del sector social.
A la parrilla, se accede desde el family room o desde la terraza, generando un circuito
exterior con la piscina. En esta planta de dormitorios se utiliza el muro Trombe Michel no
sólo para calefaccionar, sino también para acentuar la horizontalidad.
El volumen de la planta alta, blanco y puro, genera la sensación de estar levitando y se
apoya sobre dos volúmenes duros y rústicos revestidos en pórfido, que en planta baja
albergan por un lado el consultorio y la parte social, y por otro lado, en forma de pata, el
lavadero y el dormitorio de servicio.
En la parte social, mediante escalones, se va acompañando la pendiente del terreno,
estrategia utilizada para jerarquizar los espacios. Esta diferenciación de niveles, es
aprovechada para el diseño interior, por ejemplo, en el quiebre de nivel del piso del
comedor que se convierte en asiento del estar.
En el exterior la pendiente sirve para colocar los colectores solares planos sobre el talud
natural del terreno.
Al ingresar al conjunto puede verse el espejo de agua en forma de cascada. Se pasa por un
muro ciego y rústico, se llega a un gran semicubierto muy acotado y al girar se redescubre
la cascada que cae en la pileta y se introduce a la vivienda desde el semicubierto al hall en
doble altura.
Envolvente
Muros exteriores y cubiertas
Se utilizará muro doble de ladrillo hueco cerámico con 7.5 cm de aislante EPS y losas de
hormigón armado con 10 cm de aislante EPS.
Se utilizarán aberturas de PVC con doble vidriado hermético y vidrios DVH 4+9+4 BE. Con
el vidrio interior de baja emisividad, este disminuye las pérdidas de calor. Las puertas
exteriores son de PVC con una parte traslucida con vidrio DVH 4+6+4.
Manejo del agua
Se utilizará polipropileno para agua fría y caliente y polipropileno con unión por junta
elástica para los desagües.
Los artefactos sanitarios tendrán sistema de mochilas de doble descarga, que permite el
ahorro de agua.
Utilización de artefactos de bajo consumo. En lavatorios se utilizaran griferias
monocomando con aireadores.
En duchas se utilizarán griferías con controladores de caudal, incorporando un sistema
que permite cerrar la sección de paso cuando la presión es alta y abrir cuando la presión
es más baja, aportando caudales fijos en rangos amplios de presión.
En la cocina se utilizará grifería con boquilla aireadora, que reduce notablemente el
consumo de agua.
En inodoros se utilizarán sistemas con doble pulsador que disponen de un pulsador
dividido, uno para descarga parcial y otro para descarga total.
Propuesta de reutilización de aguas grises
Las aguas grises (provenientes de baños y lavarropas) se encauzan por gravedad hasta un
tanque de estabilización y, luego de un filtrado con arena y conchilla se almacena en un
tanque de bombeo. El agua es impulsada a un tanque de reserva de aguas grises tratadas,
automatizado por el sistema domótico y es reutilizada para riego, lavado de autos y lavado
de acera.
Propuesta de sistema de captación y uso de aguas de lluvia
El agua de lluvia es recolectada y acumulada en un tanque cisterna, previamente es
filtrada y se descartan, las aguas de las primeras lluvias, debido a la concentración de los
contaminantes. Esta agua mediante la automatización es impulsada al tanque de reserva
pluvial, luego se utiliza en descarga de inodoros, lavadero y lavarropas.
Manejo de la energía eléctrica
Se utilizarán luminarias con leds y electrodomésticos de bajo consumo.
Propuesta de uso de energías renovables (solar, eólica, etc)
Iluminación (interior o exterior)
Se utilizaron paneles fotovoltaicos. Se trata de un sistema autónomo, las luces exteriores
utilizan corriente continua y la iluminación interior funciona con corriente alterna. Esta se
logra con un inversor de corriente que transforma la corriente de las baterías de 12 V en
corriente alterna de 220 V y 50 ciclos.
Climatización
Para la climatización de la piscina se utilizaron paneles solares planos, este sistema está
vinculado al sistema de calefacción mediante radiadores.
Propuesta de acondicionamiento térmico
Calefacción
La calefacción se realiza mediante radiadores con un sistema de calentamiento mixto, con
paneles solares planos y una caldera dual. En el sistema se incorpora la climatización de la
piscina. Este sistema de calefacción es ayudado en la planta alta con la incorporación de
muros Trombe Michel.
Aire acondicionado
El aire acondicionado está pensado que se utilice sólo para situaciones de calor extremo,
ya que la casa cuenta también con un sistema de enfriamiento pasivo. Se optó por elegir
un equipo de aire acondicionado central de bajo consumo.
Propuesta ventilaciones forzadas
La vivienda cuenta con un sistema de enfriamiento pasivo, para la renovación y
climatización del aire de los ambientes, mediante una red de tubos enterrados de PVC con
revestimiento interior antibacteriano, utilizando energía geotérmica de intercambio aire-
tierra. Esto es acompañado por una chimenea solar esta es una manera de mejorar la
ventilación natural de la vivienda usando la convección del aire caliente.
Revestimientos y terminaciones
Los solados exteriores son de baldosas cementiceas de 60 x 40 cm y en la expansión del
living se utiliza el deck de madera. Los pisos interiores son de Porcellanato.
En la planta baja los muros están revestidos en pórfido, mientras que la planta alta, tiene
un revestimiento plástico texturado, color blanco con textura travertino mediano.
Propuesta Domótica, BEMS y otros
La vivienda posee un sistema domótico integrado de aplicaciones electromecánicas de
control y gestión, con el objetivo un uso económico y racional de la energía en el
funcionamiento de la vivienda, una mejora de la seguridad y mayor confort para usuario.
El sistema puede accionarse por control remoto, Internet o celular.
Las principales funciones son: Sistemas de climatización. Administración de Iluminación
por sensores de presencia. Sistema de suministro de energía renovable. Circuitos cerrados
de TV. Sistemas antirrobo, seguridad perimetral. Rutinas de detección de incendio.
Activación de sistemas contra incendios. Administración de instalaciones sanitarias.
Administración de instalaciones hidráulicas. Administración de instalaciones eléctricas.
Seguridad informática.
Propuesta parasoles, aleros o toldos exteriores
En la protección solar se utilizará un sistema de oscurecimiento motorizados de PVC. Por
otro lado, en el sector del living (Noroeste) se diseñó un alero que protege del sol en
verano y deja pasar los rayos solares en invierno.
4. Planos
Vista planta primer piso
Planta Segundo nivel
Planta de Techos
Corte transversal
Corte longitudinal
Vista proyecto
