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1.- Aproximación al diseño y
métodos
• Descubrir los recursos
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Los arquitectos utilizan diversas
técnicas para reducir las
necesidades energéticas de
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¿Qué es una ecotecnia?
Es una rama aplicada de la ecología,
ciencia que estudia la interacción de la
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CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES
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Lombri composta, humus de lombriz
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FILTRO DE AGUAS JABONOSAS
Una forma sencilla para limpiar las aguas jabonosas de la regadera, el
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Captación de agua de lluvia: es
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¿Qué es Energía Alternativa?
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Aplicaciones •Centrales conectadas a red con subvención a la producción
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Funcionamiento
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1. Cimientos
2. Conexión a la red eléctrica
3. Torre
4. Escalera de acceso
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VENTAJAS Y FUNDAMENTACIÓN DE LA ENERGIA EÓLICA
Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosfér...
Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar,
permite la autoalimentación de viviendas, ter...
El calor de la Tierra: energía geotérmica:
es aquella energía que puede ser
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Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica o
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La energía potencial acumulada en los saltos de ...
la energía renovable producida por las olas del mar, las mareas,
la salinidad y las diferencias de temperatura del océano....
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El desarrollo sustentable significa: la implementación de tecnologías apropiadas y amigables con el medio ambiente que sean adaptable al medio local y que mediante la aplicación tecnológica sean eficientes y no dañinas. La calidad de nuestros conocimientos sobre ecología y sobre tecnologías aplicadas dependerá de nuestro empeño hacia las ciencias y las tecnologías, de las ciencias de la información, economía, ciencias sociales y leyes.

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Fundamentación Sustentable del Proyecto Arquitectónico

  1. 1. El siglo XXI nació gritándole a la humanidad la consecuencia de nuestros actos. Hablándonos acerca de la necesidad de cambiar nuestras costumbres y hábitos de consumo, debido a que empezamos a sentir los efectos del calentamiento global y al ver que los recursos naturales del planeta se están agotando. El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), ha hecho llamados a la humanidad acerca de la necesidad de cambiar nuestros hábitos de consumo por aquellos que sean sustentables y que logren una relación más amigable con la naturaleza.
  2. 2. El crecimiento económico depende de la sociedad que provee los recursos humanos y de capital necesarios para la producción; es la sociedad también la que determina los patrones de consumo que inciden sobre las decisiones que adoptan las empresas; así mismo dicho crecimiento modifica los intereses y características de la población; el ambiente recibirá los residuos sólidos, líquidos y gaseosos que la sociedad genere; la producción dependerá de las disponibilidad de recursos naturales; etc.
  3. 3. El desarrollo sustentable significa: la implementación de tecnologías apropiadas y amigables con el medio ambiente que sean adaptable al medio local y que mediante la aplicación tecnológica sean eficientes y no dañinas. La calidad de nuestros conocimientos sobre ecología y sobre tecnologías aplicadas dependerá de nuestro empeño hacia las ciencias y las tecnologías, de las ciencias de la información, economía, ciencias sociales y leyes. Desarrollo sustentable es aquel desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la posibilidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades “Lester Brown, fundador del Worldwatch Institute”
  4. 4. Arquitectura Sustentable, también denominada arquitectura sostenible, arquitectura verde, eco- arquitectura y arquitectura ambientalmente consciente, es un modo de concebir el diseño arquitectónico de manera sostenible, buscando aprovechar los recursos naturales de tal modo que minimicen el impacto ambiental de los edificios sobre el medio ambiente y sus habitantes. S U S T E N T A B I L I D A D
  5. 5. Consideración de las condiciones climáticas, la hidrografía y los ecosistemas del entorno en que se construyen los edificios, para obtener el máximo rendimiento con el menor impacto. Eficacia y moderación en el uso de materiales de construcción, primando los de bajo contenido energético frente a los de alto contenido energético Reducción del consumo de energía para calefacción, refrigeración, iluminación y otros equipamientos, cubriendo el resto de la demanda con fuentes de energía renovables Minimización del balance energético global de la edificación, abarcando las fases de diseño, construcción, utilización y final de su vida útil. Cumplimiento de los requisitos de confort higrotérmico, salubridad, iluminación y habitabilidad de las edificaciones. P R I N C I P I O S D E L A A R Q U I T E C T U R A S O S T E N I B L E
  6. 6. Características necesarias para decidir la aplicación de la ecotecnia. • Bajo costo, larga duración. • Incorpora poca energía. • Mantenimiento mínimo. • Legal. • Segura. • Producida localmente. • Las soluciones se encuentran en el nivel más bajo posible de uso de energía Para la integración de las tecnologías apropiadas se toma en cuanta el contexto; esto es, que estas técnicas y soluciones deben ajustarse a las condiciones locales y comprendidas y mantenidas por la gente del lugar.
  7. 7. 1.- Aproximación al diseño y métodos • Descubrir los recursos disponibles y potenciales. (Estudio de campo) 2.- Observación, investigación y registro de datos. • Plano base • Microclima • Hidrología • Suelo • Vegetación • Fauna y flora silvestre • Pendiente 3.- Determinar los criterios para la toma de decisiones • Visión de diseño • Limites de diseño • Valore y ética • Necesidades e intereses 4.- Aspectos técnicos del plan de sitio • Infra-estructuctura del sitio • Comunicación • Energia • Agua • etc 5.- Aspectos sociales del proceso de diseño 6.- Aspectos económicos 7.- Aspectos ecológicos FUNDAMENTACION TECNOLOGICA
  8. 8. Los arquitectos utilizan diversas técnicas para reducir las necesidades energéticas de edificios mediante el ahorro de energía y para aumentar su capacidad de capturar la energía del sol o de generar su propia energía. Entre estas estrategias de diseño sustentable se encuentran la calefacción solar activa y pasiva, el calentamiento solar de agua activo o pasivo, la generación eléctrica solar, la acumulación freática o la calefacción geotérmica, y más recientemente la incorporación en los edificios de generadores eólicos. S U S T E N T A B I L I D A D E N A R Q U I T E C T U R A
  9. 9. ¿Qué es una ecotecnia? Es una rama aplicada de la ecología, ciencia que estudia la interacción de la vida en su medio o nicho ecológico y sus distribuciones. Su etimología “oikos” que quiere decir hogar y “logos” que quiere decir conocimiento, estudio o tratado, se traduce como el “conocimiento de nuestra casa” Las ecotecnias son un sistema de interacción amigable del hombre con el medio ambiente. Al mismo tiempo que concientizan, permiten hacer un mejor uso de los recursos naturales. Son sistemas de instalaciones que se pueden adaptar a cualquier espacio habitable, sobre todo en zonas urbanas donde más se tiende al mal manejo de los recursos.
  10. 10. CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES ECOTECNIAS CONOCIDAS EN LA ACTUALIDAD Pintura natural: consiste en utilizar la baba extraída de raquetas de nopal, diluida en agua y mezclada con cal, cemento blanco, sal y, si se requiere, algún color vegetal. La mezcla resultante se aplica en muros como pintura, con excelentes resultados. Impermeabilizante natural con baba de nopal: es un compuesto semejante a la pintura natural anterior. Adicionado con elementos como el pegazulejo, la arena gris, el jabón de pasta y el alumbre y aplicado en capas sucesivas, permite la impermeabilización económica de techos y azoteas.
  11. 11. Lombri composta, humus de lombriz o vermi composta: es el material que resulta (excremento de lombrices) de la transformación de residuos orgánicos, como restos de cosecha, hojas secas, desperdicios de cocina, estiércol de animales domésticos y ceniza o cal, además de lombrices y composta como alimento de las mismas. Biodigestor: Consiste en un depósito aislado en su totalidad donde, con la acción de microorganismos anaerobios, se transforman los residuos orgánicos. Se utiliza para el tratamiento de excremento de animales, la producción de biogas, la purificación de aguas residuales y la elaboración de biofertilizantes. Se disminuye el uso de la leña.
  12. 12. FILTRO DE AGUAS JABONOSAS Una forma sencilla para limpiar las aguas jabonosas de la regadera, el fregadero y el lavadero es hacerlas pasar por un filtro sembrado con plantas que pueden vivir con las raíces en el agua. Los papiros, totoras, tules o espadañas son algunas de las más usuales, que intercaladas con alcatraces, pueden, además, embellecer los patios o jardines. El lecho poroso que forma la trama de raíces en las distintas capas de arena, granzón, grava y piedras es lo que constituye el filtro. Una parte del agua que entra es tomada por las plantas y evaporada, el resto pasa por un suelo muy activo donde se limpia. La salida del filtro es un brote de agua buena para riego de árboles y jardines.
  13. 13. Captación de agua de lluvia: es un procedimiento necesario para ahorrar y aprovechar el recurso agua proveniente de la lluvia. Consiste en su recolección y almacenamiento para uso posterior: lavar trastos y vidrios, trapear y regar, entre otros. Lo único para lo que está prohibida esa agua es para beber o preparar comida. Hidroponía: es la técnica para producir alimentos vegetales en ausencia de suelo o tierra. Se utilizan sustratos y agua en la que se disuelven los nutrientes necesarios para el desarrollo de las plantas.
  14. 14. Letrina seca: existe un alto porcentaje de habitantes de zonas marginadas que carecen de un sistema de drenaje. Por lo tanto, esta alternativa es sumamente económica y evita la contaminación que produce la defecación al aire libre. No utiliza agua y los residuos sirven como materia orgánica para el suelo. Taller de reusó de bolsas metálicas: las bolsas de papitas están constituidas básicamente de plástico y metal (aluminio), combinación que es muy difícil de separar y reciclar. Por ello, se propone su reutilización para generar objetos útiles: bolsas de mano, gorras, cinturones o portarretratos, sólo hay que acopiarlas, limpiarlas, cortarlas, doblarlas junto con papel periódico, tejer los fragmentos en tiras y unir éstas
  15. 15. ¿Qué es Energía Alternativa? Genéricamente, se denomina energía alternativa, o más propiamente fuentes de energía alternativas, a aquellas fuentes de energía planteadas como alternativa a las tradicionales o clásicas. No obstante, no existe consenso respecto a qué tecnologías están englobadas en este concepto, en las definiciones más restrictivas, energía alternativa sería equivalente al concepto de energía renovable o energía verde, mientras que las definiciones más amplias consideran energías alternativas a todas las fuentes de energía que no implican la quema de combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) ; en estas definiciones, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o incluso la hidroeléctrica.
  16. 16. Los paneles fotovoltáicos convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica. Paneles solares formados con módulos fotovoltaicos, Expo 2005 Aichi Japan, Japón. SUSTENTABILIDAD POR TECNOLOGÍAS QUE APROVECHAN LA ENERGÍA SOLAR
  17. 17. P A N E L F O T O V O L T Á I C O Los módulos fotovoltáicos o colectores solares fotovoltáicos (llamados a veces paneles solares, aunque esta denominación abarca otros dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltáicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.
  18. 18. Aplicaciones •Centrales conectadas a red con subvención a la producción • •Estaciones repetidoras de microondas y de radio •Electrificación de pueblos en áreas remotas (Electrificación rural). •Instalaciones médicas en áreas rurales. •Corriente eléctrica para casas de campo. •Sistemas de comunicaciones de emergencia. •Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua. •Faros, boyas y balizas de navegación marítima. •Bombeo para sistemas de riego, agua potable en áreas rurales y abrevaderos para el ganado. •Sistemas de protección catódica. •Sistemas de desalinización. •Postes SOS (Teléfonos de emergencia de carretera). •Parquímetros.
  19. 19. Funcionamiento Un sistema fotovoltaico típico está constituido por los elementos que se muestran en el siguiente
  20. 20. C A P T A D O R D E R A D I A C I Ó N S O L A R Un captador solar, también llamado colector solar, es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores de baja temperatura, utilizados fundamentalmente en sistemas domésticos de calefacción, ACS (agua caliente sanitaria) y climatización de piscinas, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos, y utilizados generalmente para producir energía eléctrica.
  21. 21. Captadores de baja temperatura •Captador solar plano, también llamado colector solar plano o panel solar térmico, consistente en una caja plana metálica por la que circula un fluido, que se calienta a su paso por el panel. Puede ser a su vez: Captador plano protegido: con un vidrio que limita las pérdidas de calor. Captador plano no protegido: sistema más económico y de bajo rendimiento, utilizado esencialmente para climatización de piscinas. •Panel de tubos de vacio, donde la superficie captadora está aislada del exterior por un doble tubo de vidrio que crea una cámara al vacío. Existen dos sistemas: Flujo directo: el fluido circula por los tubos, como en los captadores planos. Flujo indirecto o Heat pipe:el calor evapora un fluido en el tubo, y éste transmite su energía al condensarse en el extremo.
  22. 22. Captador Solar Plano También llamado colector solar o panel solar térmico, es un dispositivo que sirve para aprovechar la energía de la radiación solar transformándola en energía térmica de baja temperatura. Aplicaciones: •Preparación de agua caliente para usos sanitarios •Calefacción •Climatización de piscinas.
  23. 23. Funcionamiento El sol incide sobre el vidrio del colector, que siendo muy transparente a la longitud de onda de la radiación visible, deja pasar la mayor parte de la energía. Ésta calienta entonces la placa colectora que, a su vez, se convierte en emisora de radiación en onda larga o (infrarrojos), menos energética. Pero como el vidrio es muy opaco esas longitudes de onda, a pesar de las pérdidas por transmisión, (el vidrio es un mal aislante térmico), el recinto de la caja se calienta por encima de la temperatura exterior. 1.Colector Solar 2.Controlador de bombeo, mide la diferencia de temperatura entre 1 y 5 3.Bomba de circulacion 4.Tanque de expansión 5.Tanque de agua con dos intercambiadores de calor 6.Otra fuente de calor (boiler
  24. 24. P A N E L S O L A R D E T U B O S D E V A C I O Es un tipo de colector solar formado por colectores lineales alojados en tubos de vidrio al vacío. El panel tiene estructura de peine, con un mástil que conduce el fluido caloportador, y una serie de tubos a modo de púas donde se produce la captación de la radiación solar. Aplicaciones: Los tubos de vacío favorecen la captación de calor en condiciones desfavorables, sin embargo, el elevado precio de esta tecnología sólo la hace recomendable en lugares con climas muy extremos, o cuando el sistema no disponga de un apoyo de energía convencional.
  25. 25. Funcionamiento 1) La radiación solar incide en el absorbedor que se calienta y transmite ese calor al tubo. 2) el calor recibido provoca que el fluido en el interior del tubo se evapore y ascienda por tanto energía (calor latente) 3) El fluido evaporado cede su calor latente al fluido más frio que circula por el exterior de la cabeza del tubo y al hacerlo se licua 4) El fluido de nuevo en estado liquido cae por gravedad al fondo del tubo para reiniciar el proceso.
  26. 26. C O C I N A S O L A R. Las cocinas solares son artefactos que permiten cocinar alimentos usando el sol como fuente de energía. Aplicaciones: Se puede utilizar para otros muchos fines distintos de los culinarios . Así, dentro del campo alimentario se aplica a: 1) Elaboración de confituras y compotas. 2) Desecado de frutas y verduras 3) ídem en el caso de productos de origen animal como los pescados. 4) Descongelado y recalentado de alimentos. 5) Elaboración de conservas, etc. En el campo sanitario son múltiples sus aplicaciones que van de la pasterización del agua, zumos de frutas y productos lácteos al tratamiento de material sanitario por la esterilización y/o tyndalización . Tales aplicaciones son especialmente útiles en condiciones de desastres naturales, calamidades varias como en circunstancias bélicas, pues permite aportes energéticos libres de suministros externos.
  27. 27. Funcionamiento Existen dos sistemas de cocinas solares: los basados en el principio de acumulación y en él de concentración. En el primero, un recinto aislado térmicamente por todas partes, menos por la cara orientada hacia el Sol cubierta con un material transparente a la radiación solar, por lo general vidrio o plástico, nos permite recibir la energía radiante solar y almacenarla en su interior gracias al efecto invernadero. En el caso de utilizar este sistema como cocina solar se sitúa en su interior un recipiente con los alimentos a cocinar. De este modo se pueden alcanzar de 90 a 120 grados centígrados, según el modo como se haya construido esta cocina.
  28. 28. Funcionamiento En el segundo caso, un sistema de concentración por lo general de naturaleza parabólica intercepta también la energía radiante solar llevándola a su zona focal. Sistemas como los de la cocina parabólica K14, para una intersección de 2 metros cuadrados ofrece una potencia de 1Kw con un rendimiento del 50 por ciento. De este modo se logra un elevado aprovechamiento térmico en la olla donde se concentra la energía solar. En este segundo caso se alcanzan temperaturas mayores respecto a las cocinas de acumulación, como mínimo 200 grados, con ello se pueden realizar no sólo operaciones de hervir, estofar, cocer al vapor, sino además freír y asar
  29. 29. SUSTENTABILIDAD POR TECNOLOGÍAS QUE APROVECHAN LA ENERGÍA EÓLICA
  30. 30. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales. Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente. Parque eólico E L V I E N T O
  31. 31. Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras: energía eólica: El término eólico viene del latín Aeolicus (griego antiguo Αἴολος / Aiolos), perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
  32. 32. Es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. Ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. E N E R G Í A E Ó L I C A
  33. 33. E N E R G Í A E Ó L I C A En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. . Se obtiene a través de unas turbinas eólicas que son las que convierten la energía cinética del viento en electricidad por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico. Parque eólico en Tehachapi Pass, California Central eoloeléctrica "La venta" ubicada en Oaxaca, México.
  34. 34. 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. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos. A E R O G E N E R A D O R E S Parque Eólico "El Páramo" , Alfoz de Quintanadueñas
  35. 35. 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. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos. A E R O G E N E R A D O R E S Parque Eólico "El Páramo" , Alfoz de Quintanadueñas
  36. 36. Funcionamiento Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico , hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica. Existen diferentes tipos de aerogeneadores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador etc. Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas. Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red. Aerogeneradores 28 kilómetros mar adentro en la parte belga del Mar del Norte
  37. 37. 1. Cimientos 2. Conexión a la red eléctrica 3. Torre 4. Escalera de acceso 5. Sistema de orientación 6. Góndola 7. Generador 8. Anemómetro 9. Freno 10. Caja de cambios 11. Pala I2. Inclinación de la pala 13. Rueda del rotor Esquema de una turbina eólica
  38. 38. VENTAJAS Y FUNDAMENTACIÓN DE LA ENERGIA EÓLICA Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol. Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático. Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables. Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc. Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación. Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año. Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
  39. 39. Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas. La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un 30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los aerogeneradores como productores de energía al principio de su instalación. Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante. VENTAJAS Y FUNDAMENTACIÓN DE LA ENERGIA EÓLICA
  40. 40. El calor de la Tierra: energía geotérmica: es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Parte del calor interno de la Tierra (5.000 °C) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que destacan el gradiente geotérmico y el calor radiogénico. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra"; y de thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".
  41. 41. Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica o hidroeléctrica: La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad. Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero para la que se necesita construir infraestructuras necesarias que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condiciones climatológicas. El Sol: energía solar: La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares. Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Así mismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectores solares para generar electricidad.
  42. 42. la energía renovable producida por las olas del mar, las mareas, la salinidad y las diferencias de temperatura del océano. El movimiento del agua en los océanos del mundo crea un vasto almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria. Los principales tipos son: •Energía de las olas, olamotriz o undimotriz. •Energía de las mareas o energía mareomotriz. •Energía de las corrientes: consiste en el aprovechamiento de la energía cinética contenida en las corrientes marinas. El proceso de captación se basa en convertidores de energía cinética similares a los aerogeneradores empleando en este caso instalaciones submarinas para corrientes de agua. •Maremotérmica: se fundamenta en el aprovechamiento de la energía térmica del mar basado en la diferencia de temperaturas entre la superficie del mar y las aguas profundas. El aprovechamiento de este tipo de energía requiere que el gradiente térmico sea de al menos 20º. Las plantas maremotérmicas transforman la energía térmica en energía eléctrica utilizando el ciclo termodinámico denominado “ciclo de Rankine” para producir energía eléctrica cuyo foco caliente es el agua de la superficie del mar y el foco frío el agua de las profundidades. Los mares y océanos: energía mareomotriz:
  43. 43. Las contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos. Las energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia. Se encuadran dentro de las energías renovables porque mientras puedan cultivarse los vegetales que las producen, no se agotarán. También se consideran más limpias que sus equivalentes fósiles, porque teóricamente el dióxido de carbono emitido en la combustión ha sido previamente absorbido al transformarse en materia orgánica mediante fotosíntesis.
  44. 44. Las earthship, es una técnica utilizando materiales naturales o reciclados. Diseñadas inicialmente por la empresa Earthship Biotecture of Taos en Nuevo México, son construidos generalmente de neumáticos rellenos de tierra, usando la masa termal para regular de manera natural la temperatura interior. Son generalmente hogares auto-suficientes minimizando energía y combustibles fósiles. Estos edificios utilizar especialmente el sol. Por ejemplo, las ventanas de cara al sol de los muros admiten luz y calor, y los edificios suelen tener la forma de una herradura para maximizar la luz natural y para ganar mas sol durante los meses de invierno. Los densos muros interiores proporcionan masa termal que regula y aisla la temperatura interior de temperaturas cálidas o frías exteriores. Los muros internos que no son maestros suelen ser hechos en estructuras de panel de latas recicladas. Se suelen unir con estuco.
  45. 45. SUSTENTABILIDAD POR TECNOLOGIAS QUE APROVECHAN LAS AGUAS RESIDUALES
  46. 46. TRATAMIENTO Y RECUPERACION DE AGUAS RESIDUALES EN AREAS URBANAS FUNDAMENTACION La presión sobre los recursos naturales de agua es cada vez más intensa y evidencia impactos preocupantes en el ecosistema. Los planteamientos de grandes infraestructuras hidráulicas, dominantes durante el siglo XX, se muestran ineficaces para resolver el problema latente de la escasez de agua. Es imprescindible buscar nuevas fórmulas para satisfacer la demanda de los consumidores de forma racional. La "Gestión de la Demanda" es un paso imprescindible pero no único. Otros principios, como una eficiente gestión de las aguas residuales urbanas, contribuirían a paliar el problema de la sequía. La reutilización de las aguas, directa o planificada, ha demostrado sus ventajas: · Posibilita un incremento sustancial de los recursos hídricos existentes en las zonas donde el efluente depurado se vierte al mar. · Posibilita una mejor gestión de los recursos, al sustituir con aguas regeneradas volúmenes de agua de mayor calidad que pueden, de esta forma, utilizarse para fines como el abastecimiento humano. · Reduce el aporte de contaminantes a los cursos naturales de agua. · Posibilita el ahorro energético, al evitar la necesidad de aportar caudales adicionales de agua desde zonas más alejadas a la que se encuentra la planta de regeneración del efluente depurado. · Aprovechamiento de los elementos nutritivos contenidos en el agua depurada. · Mayor fiabilidad y regularidad del agua disponible.
  47. 47. Recuperación de aguas residuales urbanas: Tipos Reutilización en agricultura Los efluentes utilizados para riego proceden de colectividades urbanas con mezcla de aguas domésticas y aguas depuradas procedentes de industrias. Las aguas residuales brutas no suelen utilizarse para riego de especies de consumo, aunque sí para riego de especies arbóreas con finalidad de producción forestal. Las aguas residuales presentan unas ventajas e inconvenientes en su uso agrario frente a un agua no contaminada: · Agua residual: aporta abundantes elementos nutritivos (es un agua fertilizada), pero conlleva riesgos sanitarios con posible contaminación de los acuíferos. · Agua no contaminada: no presenta problemas sanitarios, el riesgo de contaminación es nulo y su poder fertilizante escaso. Reutilización con fines municipales y recreativos Este tipo de reutilización va dirigida principalmente a los siguientes usos: · Riego de masas forestales de propiedad pública. · Riego de parques y jardines públicos. · Riego de calles. · Embalsamiento para prevención de incendios municipales y forestales. · Creación de lagos artificiales. Esta reutilización conlleva una infraestructura consistente en una red de distribución doble, una para el agua potable y otra para el agua que va a ser reutilizada. Esta doble red presenta el problema de poder contaminar el agua potable, con lo cual se han de tener en cuenta criterios técnicos y sanitarios. El consumo de agua residual para estos fines puede equilibrar la producción, siendo nulo el exceso de agua residual depurada y evitando problemas derivados del impacto medioambiental. A su vez, en determinadas épocas del año en que la producción de agua residual es mayor, el exceso generado puede ser acumulado en lagos o embalses reguladores para su uso en la extinción de incendios forestales.
  48. 48. Reutilización para transporte y lavado Entre los usos que se puede dar al agua residual en este tipo de actividades, tenemos: · Lavado de materias primas (carbón, azucareras, etc.) y su transporte. · Lavado de productos acabados o semiacabados (pastas en papeleras, productos de laminado, pieles en curtidurías, tejidos en tintorería, etc.) · Lavados de mantenimiento (vagones, suelos, calles de polígonos industriales, fachadas, etc.). · Lavado del gas antes de su vertido en la atmósfera. Para este tipo de actividades, el agua residual procede del agua residual municipal de tipo doméstico y puede ser mezclada con aguas industriales. No es necesaria una calidad muy apreciable para estos fines, no obstante el agua municipal debe ser previamente depurada con, al menos, un tratamiento secundario. Potabilización del agua residual La potabilización de las aguas residuales urbanas es la utilización más costosa que se puede llevar a cabo, ya que se exigen unos rigurosos criterios de calidad. La O.M.S. recomienda las siguientes indicaciones sanitarias: Ningún microorganismo coliforme fecal en 100 ml. Ninguna partícula vírica en 100 ml. Ningún efecto tóxico en el hombre. Observación de los demás criterios aplicables al agua potable. Reutilización para el calentamiento de sistemas El agua residual urbana, en épocas frías, tiene una temperatura media de 15º C, superior, por tanto, a las aguas continentales o marítimas. Este ligero incremento térmico puede aprovecharse mediante el empleo de bombas de calor cuyo funcionamiento está basado en el cambio de estado de un gas. En el paso de estado del gas a líquido, se cede al entorno una cierta cantidad de calor, y luego este líquido, al evaporarse, absorbe calor del exterior, completándose así el ciclo. Realmente utilizar el agua residual depurada para el calentamiento de edificios o calles exige tener en cuenta unas condiciones climáticas extremas con inviernos largos y rigurosos y que aconsejen los costos de una infraestructura para esta reutilización. La recuperación de calor es más típica de establecimientos industriales que de edificios. Reutilización para producción de biomasa El agua residual urbana puede ser empleada como fuente de nutrientes para el desarrollo y crecimiento de seres vivos. El caso más frecuente es el riego de especies agrícolas o forestales; sin embargo, y dentro de este reino vegetal, existen otras vías de aplicación que se encuentran en fase de investigación y desarrollo (tales como la producción de microalgas como aprovechamiento conjunto de la energía solar y la energía potencial del agua residual). La producción de biomasa animal tiene hoy en día una aplicación más directa desde el punto de vista comercial, aunque su aplicación es aún muy escasa, siendo la piscicultura la técnica más empleada.
  49. 49. LA FOSA SÉPTICA Es común encontrar una gama muy amplia de formas de disponer el agua con el nombre genérico de fosa séptica, sin embargo no todas cumplen con el objetivo de liberar los acuíferos de contaminación, debido que suelen confundirse con pozos negros o de absorción, en los que las aguas son infiltradas al suelo sin un verdadero tratamiento. También suelen llamarse de este modo a tanques de sedimentación y almacenamiento que son vaciados periódicamente, para trasladarlos a un sitio donde se puedan arrojar con impunidad. El modelo de fosa mas funcional es el tanque de tres cámaras con una secuencia de tratamiento que consiste en primer lugar en una cámara de sedimentación que en algunos casos también cumple la función de trampa de grasas, de allí el agua pasa a una cámara con condiciones anaerobias donde se reduce la carga orgánica disuelta. La tercera cámara cumple las funciones de sedimentador secundario para clarificar el agua antes de ser dispuesta en un campo de oxidación. El problema básico de las fosas sépticas es que suelen acumular lodos hasta el punto de saturación, lo cual se incrementa si la fase anaerobia no funciona correctamente. El efluente debe necesariamente ser tratado en un campo de oxidación antes de infiltrar al suelo y los lodos extraídos necesitan tratamiento adicional. PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS
  50. 50. SISTEMA MIXTO Los sistemas mixtos de tratamiento domiciliario son aquello en los que se arman con diferentes sistemas de tratamiento con el fin de lograr la máxima remoción en el menor espacio posible estos pueden combinar digestores para aguas negras, lechos vegetales, sistemas de enramado, aireadotes, etc. Básicamente consisten en la adaptación practica de los diferentes sistemas en un todo integrado que se adapte a las necesidades especificas de cada lugar. Biodigestores anaerobios: El uso de digestores anaerobios es más común cada día, ya sea para el tratamiento de excretas animales, la producción de biogás, la purificación de aguas residuales, y la elaboración de biofertilizantes. Existen varios tipos de biodigestores y se clasifican según el régimen de carga y la dirección del flujo en su interior. Régimen: -flujo continuo: son los que reciben su carga por medio de una bomba que mantiene una corriente continua. -flujo semi-continuo son los que reciben una carga fija cada día y aportan la misma cantidad -estacionarios son los que se cargan de una sola ves y pasado el tiempo de retención se vacían completamente. Dirección: Flujo horizontal (tubulares) generalmente con forma de salchicha se cargan por un extremo y la carga diaria va desplazando por su interior la precedente. Flujo ascendente la carga se inyecta en el fondo del recipiente y fluye hacia la parte superior.
  51. 51. SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS Descripción del Sistema Es un sistema compacto, que utiliza muy poco espacio y dependiendo del soplador utilizado, tiene altas posibilidades de generar contaminación acústica. Su funcionamiento se basa en la generación de un ambiente artificial, propicio para la proliferación de bacterias específicas, tanto anaeróbicas como aeróbicas, encargadas de realizar la digestión de la materia orgánica. Esto lo logra mediante la utilización de una serie artefactos mecánicos distribuidos a lo largo del proceso. Lo antes dicho implica que si uno de los artefactos mecánicos deja de funcionar o pierde su eficiencia, el delicado equilibrio biológico establecido para el tratamiento de las aguas se verá alterado y la eficacia del sistema decaerá de manera inmediata. Presentando síntomas como emanación de olores ( luego de 24 hrs. de no funcionamiento), generación efluentes contaminados o inutilización de alcantarillados. Lo cual significa que la eficacia del sistema de Lodos Activados por Aireación Extendida tiene una alta vulnerabilidad ante la falla o descalibración de las unidades mecánicas que la componen (tales unidades mecánicas se refieren a: bomba de alimentación, soplador de aire, bomba de retorno de lodos, difusores de aire).
  52. 52. PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS REACTOR BIOLOGICO DE AIRE El reactor biológico de aire basa su funcionamiento en la tecnología aeróbica de lodos activos, transformando las aguas servidas en un liquido claro, sin partículas visibles y sin olor, pudiendo ser usados en el riego de jardines o cultivos si es complementado con un sistema de desinfección. El reactor biológico de aire se puede adquirir de dos maneras , como una unidad prefabricada de plástico reforzado de fibra de vidrio o acero estructural o bien construido en terreno a base de hormigón armado. REACTOR BIOLOGICO DE AIRE Su diseño tiene la capacidad de tratamiento de 1000 a 2000lts al /día (5 a 10 persona) pudiendo ser instalado en por unidad o en grupos para aumentar su volumen de tratamiento. Su proceso de depuración del bioreactor logra una salida de agua clara, sin partículas visibles, ideales para descargar a drenes de absorción o pozos absorbentes . Este tipo de proceso tiene lugar a través de una serie de reacciones bioquímicas que se realizan por cuatro tipos de microorganismos e identificándose en cuatro etapas en el proceso; una fase Hidrolitica, una fase acidogenica, una fase acetogenica y una fase metanogenica.
  53. 53. SISTEMA BIOFILTRO Esta tecnología consta de un lecho filtrante compuesto por lombrices, las cuales tienen excelentes características degradadoras en el tratamiento de residuos orgánicos sólidos. El agua servida es regada sobre un lecho compuesto por distintos estratos, conteniendo en los medios, un alto número de lombrices. El agua servida escurre por el medio filtrante quedando retenida la materia orgánica. La materia orgánica del agua servida es consumida por las lombrices, pasando una parte menor de ella a constituir masa corporal de las lombrices y otra mayor deyecciones de las mismas; estas últimas constituyen el llamado humus de lombriz. Los microorganismos presentes en el agua servida son reducidos debido a sustancias generadas por las lombrices y los demás microorganismos consumidores de materia orgánica que viven junto a ellas. Es un sistema que requiere más espacio que los sistemas ya mencionados pero a deferencia del sistema de Lodos Activados, este no produce contaminación acústica, ni lodos contaminantes. El Biofiltro involucra solo un elemento mecánico, que es la bomba impulsora. Su funcionamiento se basa en la las propiedades naturales de vida de los elementos vivos implicados el Biofiltro, por lo tanto no es necesario generar condiciones artificiales de las cuales dependa su eficacia en el tratamiento de las aguas servidas. Lo cual da lugar a una mínima tasa de vulnerabilidad del sistema. El lecho filtrante no se impermeabiliza: El Biofiltro tiene una diferencia muy importante respecto de otros sistemas de filtros, nunca se colmata o impermeabiliza. Esta característica se debe principalmente a la acción de las lombrices que, con su incansable movimiento, crean túneles y canales que aseguran en todo momento la alta permeabilidad del filtro. Los materiales sólidos orgánicos presentes en el agua servida, que colmatan o tapan otros filtros, en este caso son digeridos por las lombrices. Como tratamiento posterior, requiere un proceso de desinfección para reducir la cantidad de microorganismos del agua tratada por la planta Calidad de Agua Efluente El efluente cumple con la norma de riego, por lo tanto puede ser vertido en causes de tipo superficial. Capacidad de Infiltrar las Aguas en el Suelo No requiere infiltrar el agua tratada en el suelo Generación de Humus
  54. 54. Humedales artificiales Los humedales naturales son grandes extensiones de terrenos encharcados de agua, como ciénagas o marismas. Estos sistemas actúan como biofiltros natural, eliminando sedimentos y contaminantes (por ejemplo metales pesados) de las aguas. Frente a estos, los humedales artificiales se pueden definir como sistemas específicamente construidos para el control de contaminantes y la gestión de residuos acuosos en lugares donde no existen humedales de forma natural. Los humedales artificiales se han usado con éxito para el tratamiento de aguas residuales con diferentes tipos, como procedentes de hospitales, aguas residuales municipales, procedentes de la actividad agrícola o del drenaje de minas. La vegetación presente en un humedal proporciona un sustrato orgánico (raíces, tallo y hojas) en el que los microorganismos capaces de asimilar batería orgánica residual (acción depuradora) pueden fijarse y crecer. Esto, junto con procesos químicos naturales, permite la eliminación de contaminantes y la depuración efectiva del agua residual. En la figura 1 se representa de manera esquemática la estructura de un humedal artificial. Estos sistemas de depuración permiten tratar aguas residuales con diferentes tipos de contaminantes y en diferente concentración, permiten el reciclado y reutilización del agua de una manera relativamente sencilla, los gastos de operación y mantenimiento son bajos y no requieren personal cualificado ni maquinaria específica para su operación. Estructura interna de un humedal artificial (Fuente: Javier Montero, coordinador del proyecto de humedales artificiales de RDT- FVF-Anantapur).
  55. 55. EL ARQUITECTO EN LA ESCACES DE AGUA Como diseñadores debemos tomar en cuenta este tema en el momento en que estamos diseñando cualquier tipo de obra, la reutilización de agua no es un tema nuevo, sin embargo, no es algo que se lleve a cabo con frecuencia este tipo de proyectos no se da en las grandes urbes como la Ciudad de México, son pocos los casos de casas ecológicas las cuales en algunas casos no están habitadas sino que funcionan como una especie de museo, mostrando que es lo que se debería hacer, la realidad es que se construye con los mismos criterios de hace 40 años. Sin embargo, actualmente se están llevando acabo acciones para tratar de resolver un poco este problema como son: *Captación de aguas pluviales, que puede ser usada de la siguientes formas . Almacenada para riego de áreas verdes, para suministro de agua en excusados. Reinyectada al manto freático por medio de pozos de absorción . Para uso domestico pasando primero por una serie de filtros (carbón activo, arena grava), que la purifican.

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