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ARQUITECTURA  SUSTENTABLE Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación Alumnos: /Álvaro Biglia, Rodrigo Cortes, Rodrigo del Campo, Mario  Herrera, Álvaro Martin, Pamela Otero, Cristian Rojas Profesor / Arnaldo Ruiz + Andrea  Santa Cruz / Arq. 902 -101
INTRODUCCION Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación Las necesidades de energía en el mundo de hoy, obligan a mantenerse permanentemente actualizado acerca de las tendencias y aplicaciones en la búsqueda de nuevas fuentes que aseguren el suministro energético del planeta. En los albores del siglo XXI, la sociedad ha desarrollado una fuerte conciencia de que la solución al problema del agotamiento de los combustibles fósiles y los impactos ambientales asociados a su uso, requiere de los esfuerzos conjuntos de diversos actores: comunidad, empresarios, autoridades, centros de investigación y ONG, entre otros. Por ello, los países desarrollados han optado por el fomento y expansión de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como uno de los pilares fundamentales para disminuir la dependencia energética de los combustibles fósiles y, a su vez, cumplir con sus cuotas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, suscritas en el Protocolo de Kioto. Bajo estas obligaciones, las empresas generadoras de electricidad tienen un rol relevante en el desarrollo de nuevos  emprendimientos que reduzcan la  dependencia de combustibles como el carbón y el petróleo, y que -al mismo tiempo implique un aumento en el uso de fuentes renovables no convencionales, como la mini hidráulica, eólica, biomasa, geotermia, solar, entre otras.
CONCEPCIÓN DE LA IDEA ¿Que queremos proponer? Generar un catalogo de estrategias de diseño utilizando elementos energéticos  favorables. ¿ Cual es el aporte de nuestro trabajo? Dar a conocer las diversas alternativas de sistemas constructivos Pasivo, activo y materiales de  construcción  Confortables. IDEA: ESTRATEGIA DE AHORRO ENERGETICO PROPÓSITO DE LA INVESTIGACIÓN. Mostrar criterios de diseño para el desarrollo de proyectos sustentables Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 1
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 1
PROBLEMA:  DEFICIENCIA ENERGETICA OBJETIVOS . Objetivo General:   Potenciar el desarrollo de diferentes estrategias de ahorro energético a través de criterios de diseño. Objetivos Específicos:   -  Definir los criterios para cada zona climática y enunciar materiales favorables para cada zona. -  Dar a conocer materiales tecnológicos y los usos de estos. -  Mostrar diferentes fuentes de energía aplicables a espacios habitables.  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN: Preguntas Generales. ¿Qué necesita un edificio para ser sustentable? ¿Cuáles son los elementos que debe tener un edificio sustentable? ¿Cual es la medida prioritaria a adoptar como solución a la deficiencia energética? Preguntas Específica. ¿Cuál es la diferencia entre energías pasivas y energías activas? ¿Cómo mejorar la eficiencia de un edificio? ¿Cómo elegir la mejor estrategia de diseño? ¿Por es necesario hacer este catalogo? Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Y FUNDAMENTACIÓN Se justifica por que hay una gran demanda energética y poca producción de esta, lo que genera un déficit energético. Como única vía alternativa se plantea una integración entre demanda energética y la oferta sostenible. Es necesario crear un modelo energético sustentable, creando un catalogo que describa los elementos necesarios para generar espacios habitables sustentables en el tiempo. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
MARCO TEORICO “ una de las opciones con mayor nivel de desarrollo en la actualidad es la conversión directa de luz solar a electricidad mediante el uso de generadores eléctricos solares, también conocido como sistema fotovoltaico.” Datos fuente primaria Libro sol pawer  pag. 23 “ hace ya unos años se advierte a nivel mundial la tendencia de incorporar el uso de energía eolica en las obras de arquitectura. Se sabe que es una energía que no requiere combustión y que, por ende no produce emisiones contaminantes. Poro otro de los motivos que estimulan su uso es que reduce el gasto de energía tradicional de una vivienda. ” Datos fuente secundaria Diario el Clarín, Argentina Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 3
“ En un edificio diseñado con técnicas pasivas podría prescindir de energías auxiliares para mantenerse fresco en verano y calido en invierno. En verano es aconsejable la ventilación selectiva ( ventilar de noche y no de dia, evitando el sol directo hacia el interior.”  Datos fuente terciaria Sociopolis.com  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO TEORICO
SUSTENTABILIDAD. Arquitectura sustentable del paisaje o paisaje sustentable es una categoría del diseño   sustentable relacionado con el planeamiento y diseño de los espacios exteriores. Este puede incluir aspectos de la sustentabilidad como los aspectos ecológico, sociales y económicos del paisaje. ESTRATEGIA SUSTENTABLE. Arquitectura Sustentable, también conocida como Arquitectura Sostenible, Arquitectura Verde, Edificios Verdes, Eco-arquitectura y arquitectura ambientalmente conciente, es un modo de concebir el diseño arquitectónico buscando aprovechar los recursos naturales de tal modo de minimizar el impacto ambiental de las construcciones sobre el ambiente natural y sobre los habitantes . Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación MARCO CONCEPTUAL PASO 3
ENERGIAS PRIMARIAS ENERGÍA HIDRÁULICA:   La hidroelectricidad, al igual que la energía eólica y solar, es un recurso energético "limpio" y renovable, cuyo adecuado aprovechamiento tiene un bajo impacto ambiental y se utiliza como importante recurso energético en casi todos los países del mundo.  BIOMASA:   Conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible.  ENERGÍA SOLAR:   Aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electricidad. El calor se obtiene mediante colectores térmicos, y la electricidad a través de paneles fotovoltaicos. ENERGÍA EÓLICA:   Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento, debido al movimiento del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica   Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación MARCO CONCEPTUAL PASO 3
EFICIENCIAS. La Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos y servicios finales obtenidos. Esto se puede lograr a través de la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel tecnológico, de gestión y de hábitos culturales en la comunidad. ENERGIA RENOVABLE Se denomina  energía renovable  a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.   Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO CONCEPTUAL
ELABORACION DE UNA TEORIA PROPIA. Se define dos etapas:  El aprovechamientos de nuestros recursos energéticos y la aplicación de estos a trabes de los criterios de diseño. Nuestra Postura… En chile existen diferentes potencialidades de energía según la zona geográfica, en el cual se implante el proyecto. Pero por diversos factores (políticos, económico, social) en nuestro país no son aprovechados. Por esto nuestra propuesta consiste en mostrar diferentes criterios de diseño que den solución a los problemas de deficiencia energética y  que proporcione una conciencia  ambiental  y una mejor calidad de vida para el hombre y el ecosistema.  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO FILOSOFICO
EXPLORATIVA - EXPLICATIVA EXPLORATIVA Si bien el tema se a dado a conocer en la actualidad por los problemas de escasez energética que están sucediendo en el país, la información que manejan la mayoría de las personas son superficiales, por lo mismo se decide estudiar en profundidad las diversas estrategias energéticas sustentables y la aplicación de estos a través de criterios de diseño que existen y de que forma ayudarían a resolver la problemática. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación TIPOS DE INVESTIGACION PASO 4
EXPLICATIVA PROBLEMÁTICA: Deficiencia Energética ¿Por Que Ocurre Este  Fenómeno? Nos hemos dado cuenta de alguna u otra forma que el barril de petróleo ha subido como nunca en este último año. Esto saca a la superficie una de nuestras más grandes debilidades energéticas: más del 40% de nuestra energía primaria proviene del petróleo que debemos comprar afuera, si le agregamos un 26 % (CNE 2002) de gas natural y un 5% de carbón mineral que también compramos afuera, tenemos que el 70% de la energía de todo Chile, que depende de mercados que para nada controlamos y que por supuesto están constantemente en alza. Estos tres energéticos además se queman y contaminan. Esta sola información recomienda a todo el país que debemos hacer eficiencia energética. Vale decir, obtener los mismos o mejores trabajos de la energía, pero usando mucho menos cantidad, con tecnología, diseño, cultura y buena planificación.  ¿En que condiciones se da ? Nuestra actual arquitectura construida presenta una notable ausencia de los conceptos de energía que debieran impregnar todos los diseños, desde la buenas aislaciones, el uso adecuado de las inercias, la buena iluminación natural, los buenos conceptos de ventilación, enfriamiento y calentamiento, hasta el desarrollo de adecuadas costumbres culturales ciudadanas en el uso de los espacios construidos y la energía que se consume en ellos.  Para qué hablar del uso eficiente de la energía solar, eólica, la biomasa y esas cosas que en la práctica están ausentes en Chile.  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación TIPOS DE INVESTIGACION PASO 4
Nuestra hipótesis se fundamenta en la aplicación de criterios de diseño descritos en un catalogo, aplicables en un edificio que sea sustentable en el tiempo. A través de este catalogo se mencionan estrategias a considerar a la hora de diseñar como: -  Generación de energías renovables. -  Criterios aplicables a la arquitectura.  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación HIPOTESIS PASO 5
DISEÑO  =  ESTRUCTURAR LAS VARIABLES  =  ESTRATEGIAS DE ENERGIAS RENOVABLES   GENERAR CONCIENCIA SUSTENTABLE ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación DISEÑO DE LA INVESTIGACION PASO 6
SE PRETENDE GENERAR  CONCIENCIA SUSTENTABLE  POR MEDIO DEl  DISEÑO ARQUITECTONICO   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],DISEÑO ARQUITECTONICO MUESTRA EXPERIMENTO: Definición de energías alternativas no convencionales en nuestro país y de como estas pueden ser utilizadas en la arquitectura. EL CAMPO Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación DISEÑO DE LA INVESTIGACION PASO 6
Conjunto de información de  fuentes renovables que pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes.  Entre las primeras: -  El Sol: energía solar.  -  El viento: energía eólica.  -  Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica.  -  Los mares y océanos: energía mareomotriz.  -  El calor de la Tierra: energía geotérmica. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación UNIVERSO DE ANALISIS PASO 7
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación UNIVERSO DE ANALISIS PASO 7
Ubicación: Av. Del Valle 662, Ciudad Empresarial, Huechuraba, Santiago Generalidades: Climatización por agua, que aprovecha temperatura natural del suelo, por bombas de calor, enfriamiento del agua por evaporación aprovechando diferencial temperatura noche-día (verano), intercambiadores de temperatura (aire fresco-extracción), máxima iluminación natural, plantas que requieren mínima irrigación, iluminación artificial con sistemas y equipos de consumo eficiente, sensores de ocupación. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación LA MUESTRA PASO 7
Agua Potable. El consumo de agua tiene un ahorro de un  60%  respecto al edificio de referencia. Impactos Ambientales Las emisiones de gases de efecto invernadero por toda la energía usada sobre el ciclo de vida es un  65%  de la referencia. Consumo de Recursos – Energía El consumo de la operación del edificio significó un ahorro del 72% respecto al edificio de referencia: -  Consumo Edificio Varela = 169 MJ/m2 / -  Consumo Edificio Referencia = 594 MJ/m2 Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación LA MUESTRA PASO 7
Estrategia de energía sustentable en un edificio A través de registros de recolección sistemática concluimos: Arquitectura sustentable es: Es aquella que relaciona de un modo armónico las aplicaciones tecnológicas, los aspectos funcionales y estéticos, y la vinculación con el entorno natural o urbano, para lograr hábitats que respondan a las necesidades humanas en condiciones saludables, sostenibles e integradoras. -  El emplazamiento y evaluación medioambiental. -  Orientación y aprovechamiento de las energías pasivas. -  Sistemas constructivos. -  Materiales de construcción saludables. -  Consumo energético. -  Generación de residuos y reciclaje.  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
Estrategia de energía sustentable en un edificio R4house, construcción 100% sustentable arquitecto Luis de Garrido ,[object Object],[object Object],-  Orientación -  Topología arquitectónica -  Pieles con cámara ventilada -  Aislamiento ecológico -  Celosías control solar -  Vidrios con serigrafías especiales -  Sistema de distribución de vientos Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8 VERANO
Estrategia de energía sustentable en un edificio -  Orientación y aprovechamiento de las energías pasivas. -  Orientación norte -  Patio cubierto, efecto invernadero -  Sistema geotérmico subterráneo -  Sistema de calefacción solar, suelo radiante Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8 INVIERNO
Estrategia de energía sustentable en un edificio Sistemas constructivos. -   Estructura arquitectónica flexible, ampliable, readaptable, reubicable. -  Montaje ,nula minima generación de  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
Estrategia de energía sustentable en un edificio ,[object Object],[object Object],-  Chapa de zinc -  Piedra -  Contrachapado de bambú -  Paneles de bambú -  Parquet de bambú -  Cartón -  Mosaico -  Contrachapado de abeto -  Panel de yeso-celulosa -  Pinturas ecológicas. etc Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
Estrategia de energía sustentable en un edificio -  Consumo energético. Prototipos de alta eficiencia energética -  Iluminación Led -  Frigoríficos de puertas transparentes, permite la observación interior -  Césped artificial -  Sanitarios y gritería ecología Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
Energía Hidráulica Energía hidráulica  se genera al pasa por una turbina, la cual la transforma en potencia mecánica y ésta a través de un generador, es transformada en potencia eléctrica. Desde ahí pasa a los transformadores, para luego iniciar su viaje a los centros de consumo. Sección transversal de una turbina Kaplan de doble regulación Vista en perspectiva de una turbina Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Aspectos Ambientales Estas actividades producen las siguientes alteraciones en el medio ambiente: -  Modificación temporal o permanente de los hábitats de la fauna terrestre y  acuática. -  Contaminación temporal del aire por aumento de las partículas en suspensión y de los gases de combustión (CO, CO2, SO2) por el movimiento de la maquinaria utilizada en la construcción. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Energía Eólica La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica. La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente. Existen aplicaciones de mayor escala desde mediados de los `70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles. Molino típico para bombeo de agua. Aerogenerador eje horizontal. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Instalación  de  aerogeneradores  offshore  (mar adentro). Comparación entre capacidad, diámetro rotor y altura de torre. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Aspectos Ambientales -  La realización de obras civiles, en especial, la apertura de caminos que puede ser causa de futura erosión. Este aspecto es importante en los terrenos con insuficiente  vegetación propia que proteja el suelo. Se debe ser cuidadoso en el desarrollo de las obras, disponer de adecuados sistemas de drenaje y restaurar la vegetación donde sea posible. - Incidencia sobre la población de aves migratorias. Se requiere conocer las costumbres de éstas (vías de desplazamiento), a fin de no ubicar líneas de aerogeneradores en sus pasos habituales, ya que pueden dar lugar a accidentes y muertes de aves. -  En algunas localidades preocupa el ruido producido por los aerogeneradores. Si bien éste no es intenso, la ubicación de las máquinas cerca de viviendas puede resultar molesta. -  Por último, una situación más controvertida, guarda relación con el impacto visual de los parques eólicos. No es una situación que incida de forma general, pero algunos sectores de la sociedad pueden mostrarse contrarios a los parques eólicos por esa razón. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Energía Geotérmica Los recursos geotérmicos constituyen la energía derivada del calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y calentamiento del subsuelo. Las áreas con mayores recursos geotérmicos accesibles son aquellas en que el magma está muy cerca de la superficie terrestre, con zonas de corteza terrestre delgada o fracturada (Anillo de Fuego). En Sudamérica es originado por el choque de la Placa de Nazca con la Placa Sudamericana. Distribución mundial de volcanes y placas. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Reservorio geotérmico. Zonas en el subsuelo relacionadas con la geotermia. Yacimiento geotérmico de alta temperatura. Sistema higrotérmico con predominio de vapor. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
-  La utilización del suelo, ya que se requieren grandes extensiones y de una considerable infraestructura. -  El manejo del suelo, relacionado con su estabilidad y la influencia sobre las formaciones geológicas profundas. Entre los impactos negativos podrían estar la erosión, el hundimiento del terreno y la inducción de actividad sísmica. -  El ruido, en especial en la etapa de perforación de los pozos.  -  Posible contaminación del aire, debido a flujos de gases contaminantes y no controlados en las distintas etapas del proceso de explotación. -  Posible contaminación de las aguas, debido a los procesos térmicos durante la explotación de la planta.  -  Alteración de ecosistemas, debido a un mal manejo del recurso. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
Energía solar . En estricto rigor, las energías renovables tienen su origen en la energía solar, es decir, la energía eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la biomasa, son aprovechamientos indirectos de la energía aportada por el sol. Sin embargo, de forma específica la radiación solar ofrece varias maneras de recuperación energética, ya sea como vía de calentamiento que reemplaza el consumo de energías convencionales, producción de electricidad y, potencialmente, la obtención de combustibles de uso directo, como podría ser el hidrógeno. La energía solar. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Aplicaciones de la energía solar a la arquitectura de viviendas y edificios. Instalación con colectores de placa plana. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Paneles colectores parabólicos (eficiencia entre 13 y 20%). Receptores de disco y motor Stirling (eficiencia entre 12 y 18%). Sistema de espejos y receptor en torre (eficiencia entre 8 y 15%). Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Planta de generación eléctrica con Ciclo Combinado Solar Integrado Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Potencial solar en el mundo. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
En relación con el uso de paneles solares fotovoltaicos cabe destacar lo siguiente: -  Se evitan todos los impactos asociados a los combustibles fósiles: a su extracción, transformación, combustión (emisiones de sustancias contaminantes, especialmente CO2) y transporte. -  El impacto en el ecosistema natural depende del área cubierta por el sistema fotovoltaico, el período de construcción, el tipo de suelo y la biodiversidad existente. Sin embargo, una cuidada planificación y el restablecimiento del hábitat pueden mitigar estos efectos. -  El impacto visual puede evitarse mediante la integración de paneles en cubierta y fachadas  de edifícios . -  En la fabricación de los componentes fotovoltaicos se utilizan algunos materiales potencialmente tóxicos y peligrosos, que hay que almacenar adecuadamente para evitar emisiones al suelo y a las aguas subterráneas. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
Energía de la Biomasa Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. Puede ser de origen natural (producida en los ecosistemas naturales, como es el caso de la leña), de origen residual (residuos forestales y agrícolas, residuos sólidos urbanos, residuos biodegradables), cultivos energéticos (cultivados especialmente para ser utilizados como biomasa) o excedentes agrícolas. La producción inicial de biomasa se realiza por medio del proceso de la fotosíntesis, mediante el cual los vegetales son capaces de captar la energía solar y almacenarla en los enlaces de las moléculas orgánicas que forman su biomasa. Planta de cogeneración (calor y energía eléctrica). Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Planta de cogeneración con biogás. Esquema típico de una instalación de cogeneración de calor y electricidad. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
La utilización de la biomasa con fines energéticos tiene las siguientes ventajas ambientales: -  Disminución de las emisiones de CO2. Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable se tenga que realizar una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas durante su etapa de crecimiento, por lo cual el aporte neto es nulo y no supone un incremento de este gas a la atmósfera. -  No emite contaminantes sulfurados o  nitrogenados (precursores de la lluvia ácida), apenas algunas partículas sólidas. Las cenizas de la combustión de la biomasa son inertes. - Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento más integral de las tierras.  -  Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola. -  Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos cerealistas. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
Energía del Mar El aprovechamiento de la energía del mar puede ser de tres tipos: energía de las mareas (mareomotriz), energía de las olas y energía térmica oceánica. Las principales ventajas de obtener energía eléctrica del mar es su carácter renovable, existe abundancia de agua salada en la Tierra y no emite contaminantes o residuos durante la explotación, así como su baja agresividad con el medio natural. Mapa mundial de la densidad de las olas. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Buque Le Tunisie, donde G. Claude (1934)  modeló la conversión de la energía termo-oceánica. Turbina inventada por Zeimor en 1970. La turbina gira en  un mismo sentido en los dos ciclos de la ola. Prototipo del “Rotor de ola”, desarrollado por la empresa  Ecofys. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Debe tenerse en cuenta que existen dos condiciones físicas indispensables para que se pueda captar la energía de las mareas: -  Que la amplitud física de las mareas sea como mínimo de varios metros. -  Que la configuración de las costas permita el embalse de una importante cantidad de agua, sin que requieran obras civiles de gran magnitud y costo. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Glosario Biocombustibles: Combustible sólido, líquido o gaseoso obtenido a partir de la transformación fisicoquímica de la biomasa en presencia de un catalizador. Son biocombustibles el biodiesel y el bioetanol, metanol generados a par t ir de cultivos oleaginosos como la soya, el raps, la caña de azúcar, entre otros, así como también el biogás generado a partir de la fermentación de materia orgánica. Biodiesel: Combustible para maquinarias y vehículos, producido a través de la transformación fisicoquímica (esterificación) de las semillas de cultivos oleaginosos tales como la soya, raps y girasol, entre otros. También es posible obtener biodiesel a partir de otras fuentes como los aceites domésticos usados. Biogás: Producto de la descomposición anaerobia de compuestos orgánicos por la acción de diversas bacterias. Es un gas combustible que se puede generar en condiciones anaeróbicas controladas, mediante la acción de las bacterias metano génicas que descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Producto de este proceso se genera biogás, el que está compuesto principalmente por metano, dióxido de carbono, nitrógeno y ácido sulfhídrico. En la actualidad existen sistemas de aprovechamiento de biogás en vertederos o rellenos sanitarios y en el proceso de digestión de lodos en las plantas de depuración de aguas residuales . Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Biomasa: El conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa (por ejemplo en procesos de cogeneración) o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible (biogás, biodiesel, bioetanol). En consecuencia, la biomasa comprende cultivos energéticos, residuos forestales, agrícolas y ganaderos, lodos de depuración de aguas residuales, emisiones de biogás de vertederos controlados y la transformación química o biológica de determinadas especies vegetales o de los aceites domésticos usados, en biocombustibles (metanol y etanol) como sustitutos o complementos del gasóleo y de la gasolina. Cambio climático: La Convención Marco de las Naciones Unidas lo define como un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. Estas alteraciones se manifiestan en el aumento de la temperatura de la atmósfera, períodos de sequía y lluvias prolongados, derretimiento de hielos polares, aumento en el nivel de los océanos, tormentas e inundaciones, entre otros. Ciclo combinado: Sistema de generación de energía eléctrica que incluye una o más turbinas a gas y una unidad de vapor, de manera que los gases de escape de las turbinas a gas son conducidos a calderas recuperadoras, a fin de utilizar su calor produciendo energía eléctrica en la unidad de vapor. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Energía eólica: Energía obtenida de los desplazamientos del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. Es considerada una forma indirecta de energía solar. Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. La energía cinética del viento puede transformarse en energía mecánica, la cual a su vez se transforma en energía eléctrica al acoplar un generador. Energía geotérmica: Energía proveniente de las reacciones naturales que suceden en el interior de la tierra y que se transmiten por conducción térmica hacia la superficie de la tierra. Esta energía se puede poner de manifiesto de forma violenta a través de fenómenos como el vulcanismo o los terremotos, y en sus fases póstumas: géiseres, fumarolas y aguas termales. La energía geotérmica es en realidad un recurso parcialmente renovable, pero de alta disponibilidad, sobre todo en regiones volcánicas. Energía mareomotriz: Energía obtenida a través de turbinas que aprovechan las variaciones del nivel de las mareas. Al igual que la energía eólica, es una forma indirecta de la energía solar. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Energía primaria: Se denomina energía primaria a los recursos naturales disponibles en forma directa (como la energía hidráulica, eólica y solar) o indirecta (después de atravesar por un proceso, como por ejemplo el petróleo, el gas natural, el carbón mineral, etc.), para su uso energético sin necesidad de someterlos a un proceso de transformación. Energía secundaria: Se denomina energía secundaria a los productos resultantes de las transformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales (primarios) o en determinados casos a partir de otra fuente energética ya elaborada (por ejemplo el alquitrán). El único origen posible de toda energía secundaria es un centro de transformación y el único destino posible un centro de consumo. Son fuentes energéticas secundarias la electricidad, toda la amplia gama de derivados del petróleo, el carbón mineral y el gas manufacturado o gas de ciudad. Energía solar activa: Energía solar obtenida a través de algún medio mecánico, denominados por lo general colectores solares. Esta puede ser de baja, media y alta temperatura, según el índice de concentración. Los colectores solares térmicos utilizados para proporcionar agua caliente sanitaria en viviendas son de baja temperatura. Suelen ser colectores planos vidriados y también se utilizan en el calentamiento de viviendas, en calefacciones o en usos industriales y agropecuarios. La solar de alta temperatura es la que se emplea en las centrales que concentran muchos rayos solares para alcanzar temperaturas por sobre los 700°C. Se utilizan para la producción de electricidad. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Energía Solar Fotovoltaica Es la energía que transforma la radiación solar en electricidad a través de un proceso de liberación de electrones de una celda fotovoltaica (generalmente una placa de silicio), provocada por la incidencia de los rayos solares sobre el  panel fotovoltaico. Los paneles fotovoltaicos,  que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la producción de electricidad y constituyen una adecuada solución para el abastecimiento eléctrico en las áreas rurales que cuentan con un recurso solar abundante. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la noche. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Ejemplo de arquitectura solar   PERGOLA FOTOVOLTAICA DEL FORUM DE  BARCELONA.  -  Sus grandes dimensiones la hacen ser una gigante sombrilla que protege del sol a la zona que queda bajo los paneles. -  La Orientación predomino hacia el norte para poder captar mas  horas de sol  Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Arquitectura Eólica   BAHRAIN WIND TURBINE - Dentro de su diseño se aprovechar la fuerza del viento Mediante turbinas .   Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
HYPERGREEN TOWER -  Dentro de su diseño se aprovechar la fuerza del viento Mediante turbinas en la cima,  -  Paneles fotovoltaicos en las fachadas -  Bombas de energía geotérmicas. Arquitectura Geotérmica   Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
Con el desarrollo de este trabajo podemos concluir que para responder al déficit energético en el país, producido por el consumo excesivo de energías, se debe generar una nueva base que se sustente con la aplicación de criterios de diseños alternativos desde la arquitectura. Es así como se llega a la formulación de un catálogo, para proponer nuevos sistemas que ayuden a satisfacer las necesidades energéticas, a través de una forma inteligente, ocupando los fenómenos naturales y sus características. El catálogo nace para cualificar y cuantificar los elementos necesarios para que un edificio sea sustentable. Además permite el conocimiento de estrategias que ayuda al funcionamiento eficiente y sostenible, generando una pauta para el desarrollo de una arquitectura comprometida con el entorno. Universidad de las Américas Facultad de  Arquitectura Seminario de investigación CONCLUSIÓN PASO 10

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Arquitectura Sustentable

  • 1. ARQUITECTURA SUSTENTABLE Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación Alumnos: /Álvaro Biglia, Rodrigo Cortes, Rodrigo del Campo, Mario Herrera, Álvaro Martin, Pamela Otero, Cristian Rojas Profesor / Arnaldo Ruiz + Andrea Santa Cruz / Arq. 902 -101
  • 2. INTRODUCCION Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación Las necesidades de energía en el mundo de hoy, obligan a mantenerse permanentemente actualizado acerca de las tendencias y aplicaciones en la búsqueda de nuevas fuentes que aseguren el suministro energético del planeta. En los albores del siglo XXI, la sociedad ha desarrollado una fuerte conciencia de que la solución al problema del agotamiento de los combustibles fósiles y los impactos ambientales asociados a su uso, requiere de los esfuerzos conjuntos de diversos actores: comunidad, empresarios, autoridades, centros de investigación y ONG, entre otros. Por ello, los países desarrollados han optado por el fomento y expansión de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como uno de los pilares fundamentales para disminuir la dependencia energética de los combustibles fósiles y, a su vez, cumplir con sus cuotas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, suscritas en el Protocolo de Kioto. Bajo estas obligaciones, las empresas generadoras de electricidad tienen un rol relevante en el desarrollo de nuevos emprendimientos que reduzcan la dependencia de combustibles como el carbón y el petróleo, y que -al mismo tiempo implique un aumento en el uso de fuentes renovables no convencionales, como la mini hidráulica, eólica, biomasa, geotermia, solar, entre otras.
  • 3. CONCEPCIÓN DE LA IDEA ¿Que queremos proponer? Generar un catalogo de estrategias de diseño utilizando elementos energéticos favorables. ¿ Cual es el aporte de nuestro trabajo? Dar a conocer las diversas alternativas de sistemas constructivos Pasivo, activo y materiales de construcción Confortables. IDEA: ESTRATEGIA DE AHORRO ENERGETICO PROPÓSITO DE LA INVESTIGACIÓN. Mostrar criterios de diseño para el desarrollo de proyectos sustentables Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 1
  • 4.
  • 5. PROBLEMA: DEFICIENCIA ENERGETICA OBJETIVOS . Objetivo General: Potenciar el desarrollo de diferentes estrategias de ahorro energético a través de criterios de diseño. Objetivos Específicos: - Definir los criterios para cada zona climática y enunciar materiales favorables para cada zona. - Dar a conocer materiales tecnológicos y los usos de estos. - Mostrar diferentes fuentes de energía aplicables a espacios habitables. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
  • 6. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN: Preguntas Generales. ¿Qué necesita un edificio para ser sustentable? ¿Cuáles son los elementos que debe tener un edificio sustentable? ¿Cual es la medida prioritaria a adoptar como solución a la deficiencia energética? Preguntas Específica. ¿Cuál es la diferencia entre energías pasivas y energías activas? ¿Cómo mejorar la eficiencia de un edificio? ¿Cómo elegir la mejor estrategia de diseño? ¿Por es necesario hacer este catalogo? Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
  • 7. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Y FUNDAMENTACIÓN Se justifica por que hay una gran demanda energética y poca producción de esta, lo que genera un déficit energético. Como única vía alternativa se plantea una integración entre demanda energética y la oferta sostenible. Es necesario crear un modelo energético sustentable, creando un catalogo que describa los elementos necesarios para generar espacios habitables sustentables en el tiempo. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 2
  • 8. MARCO TEORICO “ una de las opciones con mayor nivel de desarrollo en la actualidad es la conversión directa de luz solar a electricidad mediante el uso de generadores eléctricos solares, también conocido como sistema fotovoltaico.” Datos fuente primaria Libro sol pawer pag. 23 “ hace ya unos años se advierte a nivel mundial la tendencia de incorporar el uso de energía eolica en las obras de arquitectura. Se sabe que es una energía que no requiere combustión y que, por ende no produce emisiones contaminantes. Poro otro de los motivos que estimulan su uso es que reduce el gasto de energía tradicional de una vivienda. ” Datos fuente secundaria Diario el Clarín, Argentina Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 3
  • 9. “ En un edificio diseñado con técnicas pasivas podría prescindir de energías auxiliares para mantenerse fresco en verano y calido en invierno. En verano es aconsejable la ventilación selectiva ( ventilar de noche y no de dia, evitando el sol directo hacia el interior.” Datos fuente terciaria Sociopolis.com Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO TEORICO
  • 10. SUSTENTABILIDAD. Arquitectura sustentable del paisaje o paisaje sustentable es una categoría del diseño sustentable relacionado con el planeamiento y diseño de los espacios exteriores. Este puede incluir aspectos de la sustentabilidad como los aspectos ecológico, sociales y económicos del paisaje. ESTRATEGIA SUSTENTABLE. Arquitectura Sustentable, también conocida como Arquitectura Sostenible, Arquitectura Verde, Edificios Verdes, Eco-arquitectura y arquitectura ambientalmente conciente, es un modo de concebir el diseño arquitectónico buscando aprovechar los recursos naturales de tal modo de minimizar el impacto ambiental de las construcciones sobre el ambiente natural y sobre los habitantes . Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación MARCO CONCEPTUAL PASO 3
  • 11. ENERGIAS PRIMARIAS ENERGÍA HIDRÁULICA: La hidroelectricidad, al igual que la energía eólica y solar, es un recurso energético "limpio" y renovable, cuyo adecuado aprovechamiento tiene un bajo impacto ambiental y se utiliza como importante recurso energético en casi todos los países del mundo. BIOMASA: Conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible. ENERGÍA SOLAR: Aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electricidad. El calor se obtiene mediante colectores térmicos, y la electricidad a través de paneles fotovoltaicos. ENERGÍA EÓLICA: Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento, debido al movimiento del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación MARCO CONCEPTUAL PASO 3
  • 12. EFICIENCIAS. La Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos y servicios finales obtenidos. Esto se puede lograr a través de la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel tecnológico, de gestión y de hábitos culturales en la comunidad. ENERGIA RENOVABLE Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO CONCEPTUAL
  • 13. ELABORACION DE UNA TEORIA PROPIA. Se define dos etapas: El aprovechamientos de nuestros recursos energéticos y la aplicación de estos a trabes de los criterios de diseño. Nuestra Postura… En chile existen diferentes potencialidades de energía según la zona geográfica, en el cual se implante el proyecto. Pero por diversos factores (políticos, económico, social) en nuestro país no son aprovechados. Por esto nuestra propuesta consiste en mostrar diferentes criterios de diseño que den solución a los problemas de deficiencia energética y que proporcione una conciencia ambiental y una mejor calidad de vida para el hombre y el ecosistema. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación PASO 3 MARCO FILOSOFICO
  • 14. EXPLORATIVA - EXPLICATIVA EXPLORATIVA Si bien el tema se a dado a conocer en la actualidad por los problemas de escasez energética que están sucediendo en el país, la información que manejan la mayoría de las personas son superficiales, por lo mismo se decide estudiar en profundidad las diversas estrategias energéticas sustentables y la aplicación de estos a través de criterios de diseño que existen y de que forma ayudarían a resolver la problemática. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación TIPOS DE INVESTIGACION PASO 4
  • 15. EXPLICATIVA PROBLEMÁTICA: Deficiencia Energética ¿Por Que Ocurre Este Fenómeno? Nos hemos dado cuenta de alguna u otra forma que el barril de petróleo ha subido como nunca en este último año. Esto saca a la superficie una de nuestras más grandes debilidades energéticas: más del 40% de nuestra energía primaria proviene del petróleo que debemos comprar afuera, si le agregamos un 26 % (CNE 2002) de gas natural y un 5% de carbón mineral que también compramos afuera, tenemos que el 70% de la energía de todo Chile, que depende de mercados que para nada controlamos y que por supuesto están constantemente en alza. Estos tres energéticos además se queman y contaminan. Esta sola información recomienda a todo el país que debemos hacer eficiencia energética. Vale decir, obtener los mismos o mejores trabajos de la energía, pero usando mucho menos cantidad, con tecnología, diseño, cultura y buena planificación. ¿En que condiciones se da ? Nuestra actual arquitectura construida presenta una notable ausencia de los conceptos de energía que debieran impregnar todos los diseños, desde la buenas aislaciones, el uso adecuado de las inercias, la buena iluminación natural, los buenos conceptos de ventilación, enfriamiento y calentamiento, hasta el desarrollo de adecuadas costumbres culturales ciudadanas en el uso de los espacios construidos y la energía que se consume en ellos. Para qué hablar del uso eficiente de la energía solar, eólica, la biomasa y esas cosas que en la práctica están ausentes en Chile. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación TIPOS DE INVESTIGACION PASO 4
  • 16. Nuestra hipótesis se fundamenta en la aplicación de criterios de diseño descritos en un catalogo, aplicables en un edificio que sea sustentable en el tiempo. A través de este catalogo se mencionan estrategias a considerar a la hora de diseñar como: - Generación de energías renovables. - Criterios aplicables a la arquitectura. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación HIPOTESIS PASO 5
  • 17.
  • 18.
  • 19. Conjunto de información de fuentes renovables que pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras: - El Sol: energía solar. - El viento: energía eólica. - Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica. - Los mares y océanos: energía mareomotriz. - El calor de la Tierra: energía geotérmica. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación UNIVERSO DE ANALISIS PASO 7
  • 20.
  • 21. Ubicación: Av. Del Valle 662, Ciudad Empresarial, Huechuraba, Santiago Generalidades: Climatización por agua, que aprovecha temperatura natural del suelo, por bombas de calor, enfriamiento del agua por evaporación aprovechando diferencial temperatura noche-día (verano), intercambiadores de temperatura (aire fresco-extracción), máxima iluminación natural, plantas que requieren mínima irrigación, iluminación artificial con sistemas y equipos de consumo eficiente, sensores de ocupación. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación LA MUESTRA PASO 7
  • 22. Agua Potable. El consumo de agua tiene un ahorro de un 60% respecto al edificio de referencia. Impactos Ambientales Las emisiones de gases de efecto invernadero por toda la energía usada sobre el ciclo de vida es un 65% de la referencia. Consumo de Recursos – Energía El consumo de la operación del edificio significó un ahorro del 72% respecto al edificio de referencia: - Consumo Edificio Varela = 169 MJ/m2 / - Consumo Edificio Referencia = 594 MJ/m2 Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación LA MUESTRA PASO 7
  • 23. Estrategia de energía sustentable en un edificio A través de registros de recolección sistemática concluimos: Arquitectura sustentable es: Es aquella que relaciona de un modo armónico las aplicaciones tecnológicas, los aspectos funcionales y estéticos, y la vinculación con el entorno natural o urbano, para lograr hábitats que respondan a las necesidades humanas en condiciones saludables, sostenibles e integradoras. - El emplazamiento y evaluación medioambiental. - Orientación y aprovechamiento de las energías pasivas. - Sistemas constructivos. - Materiales de construcción saludables. - Consumo energético. - Generación de residuos y reciclaje. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
  • 24.
  • 25. Estrategia de energía sustentable en un edificio - Orientación y aprovechamiento de las energías pasivas. - Orientación norte - Patio cubierto, efecto invernadero - Sistema geotérmico subterráneo - Sistema de calefacción solar, suelo radiante Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8 INVIERNO
  • 26. Estrategia de energía sustentable en un edificio Sistemas constructivos. - Estructura arquitectónica flexible, ampliable, readaptable, reubicable. - Montaje ,nula minima generación de Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
  • 27.
  • 28. Estrategia de energía sustentable en un edificio - Consumo energético. Prototipos de alta eficiencia energética - Iluminación Led - Frigoríficos de puertas transparentes, permite la observación interior - Césped artificial - Sanitarios y gritería ecología Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación RECOPILACION DE LA INFORMACION PASO 8
  • 29. Energía Hidráulica Energía hidráulica se genera al pasa por una turbina, la cual la transforma en potencia mecánica y ésta a través de un generador, es transformada en potencia eléctrica. Desde ahí pasa a los transformadores, para luego iniciar su viaje a los centros de consumo. Sección transversal de una turbina Kaplan de doble regulación Vista en perspectiva de una turbina Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 30. Aspectos Ambientales Estas actividades producen las siguientes alteraciones en el medio ambiente: - Modificación temporal o permanente de los hábitats de la fauna terrestre y acuática. - Contaminación temporal del aire por aumento de las partículas en suspensión y de los gases de combustión (CO, CO2, SO2) por el movimiento de la maquinaria utilizada en la construcción. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 31. Energía Eólica La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica. La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente. Existen aplicaciones de mayor escala desde mediados de los `70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles. Molino típico para bombeo de agua. Aerogenerador eje horizontal. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 32. Instalación de aerogeneradores offshore (mar adentro). Comparación entre capacidad, diámetro rotor y altura de torre. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 33. Aspectos Ambientales - La realización de obras civiles, en especial, la apertura de caminos que puede ser causa de futura erosión. Este aspecto es importante en los terrenos con insuficiente vegetación propia que proteja el suelo. Se debe ser cuidadoso en el desarrollo de las obras, disponer de adecuados sistemas de drenaje y restaurar la vegetación donde sea posible. - Incidencia sobre la población de aves migratorias. Se requiere conocer las costumbres de éstas (vías de desplazamiento), a fin de no ubicar líneas de aerogeneradores en sus pasos habituales, ya que pueden dar lugar a accidentes y muertes de aves. - En algunas localidades preocupa el ruido producido por los aerogeneradores. Si bien éste no es intenso, la ubicación de las máquinas cerca de viviendas puede resultar molesta. - Por último, una situación más controvertida, guarda relación con el impacto visual de los parques eólicos. No es una situación que incida de forma general, pero algunos sectores de la sociedad pueden mostrarse contrarios a los parques eólicos por esa razón. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 34. Energía Geotérmica Los recursos geotérmicos constituyen la energía derivada del calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y calentamiento del subsuelo. Las áreas con mayores recursos geotérmicos accesibles son aquellas en que el magma está muy cerca de la superficie terrestre, con zonas de corteza terrestre delgada o fracturada (Anillo de Fuego). En Sudamérica es originado por el choque de la Placa de Nazca con la Placa Sudamericana. Distribución mundial de volcanes y placas. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 35. Reservorio geotérmico. Zonas en el subsuelo relacionadas con la geotermia. Yacimiento geotérmico de alta temperatura. Sistema higrotérmico con predominio de vapor. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 36. - La utilización del suelo, ya que se requieren grandes extensiones y de una considerable infraestructura. - El manejo del suelo, relacionado con su estabilidad y la influencia sobre las formaciones geológicas profundas. Entre los impactos negativos podrían estar la erosión, el hundimiento del terreno y la inducción de actividad sísmica. - El ruido, en especial en la etapa de perforación de los pozos. - Posible contaminación del aire, debido a flujos de gases contaminantes y no controlados en las distintas etapas del proceso de explotación. - Posible contaminación de las aguas, debido a los procesos térmicos durante la explotación de la planta. - Alteración de ecosistemas, debido a un mal manejo del recurso. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
  • 37. Energía solar . En estricto rigor, las energías renovables tienen su origen en la energía solar, es decir, la energía eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la biomasa, son aprovechamientos indirectos de la energía aportada por el sol. Sin embargo, de forma específica la radiación solar ofrece varias maneras de recuperación energética, ya sea como vía de calentamiento que reemplaza el consumo de energías convencionales, producción de electricidad y, potencialmente, la obtención de combustibles de uso directo, como podría ser el hidrógeno. La energía solar. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 38. Aplicaciones de la energía solar a la arquitectura de viviendas y edificios. Instalación con colectores de placa plana. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 39. Paneles colectores parabólicos (eficiencia entre 13 y 20%). Receptores de disco y motor Stirling (eficiencia entre 12 y 18%). Sistema de espejos y receptor en torre (eficiencia entre 8 y 15%). Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 40. Planta de generación eléctrica con Ciclo Combinado Solar Integrado Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 41. Potencial solar en el mundo. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 42. En relación con el uso de paneles solares fotovoltaicos cabe destacar lo siguiente: - Se evitan todos los impactos asociados a los combustibles fósiles: a su extracción, transformación, combustión (emisiones de sustancias contaminantes, especialmente CO2) y transporte. - El impacto en el ecosistema natural depende del área cubierta por el sistema fotovoltaico, el período de construcción, el tipo de suelo y la biodiversidad existente. Sin embargo, una cuidada planificación y el restablecimiento del hábitat pueden mitigar estos efectos. - El impacto visual puede evitarse mediante la integración de paneles en cubierta y fachadas de edifícios . - En la fabricación de los componentes fotovoltaicos se utilizan algunos materiales potencialmente tóxicos y peligrosos, que hay que almacenar adecuadamente para evitar emisiones al suelo y a las aguas subterráneas. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
  • 43. Energía de la Biomasa Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. Puede ser de origen natural (producida en los ecosistemas naturales, como es el caso de la leña), de origen residual (residuos forestales y agrícolas, residuos sólidos urbanos, residuos biodegradables), cultivos energéticos (cultivados especialmente para ser utilizados como biomasa) o excedentes agrícolas. La producción inicial de biomasa se realiza por medio del proceso de la fotosíntesis, mediante el cual los vegetales son capaces de captar la energía solar y almacenarla en los enlaces de las moléculas orgánicas que forman su biomasa. Planta de cogeneración (calor y energía eléctrica). Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 44. Planta de cogeneración con biogás. Esquema típico de una instalación de cogeneración de calor y electricidad. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 45. La utilización de la biomasa con fines energéticos tiene las siguientes ventajas ambientales: - Disminución de las emisiones de CO2. Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable se tenga que realizar una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas durante su etapa de crecimiento, por lo cual el aporte neto es nulo y no supone un incremento de este gas a la atmósfera. - No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados (precursores de la lluvia ácida), apenas algunas partículas sólidas. Las cenizas de la combustión de la biomasa son inertes. - Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento más integral de las tierras. - Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola. - Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos cerealistas. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9 Aspectos Ambientales
  • 46. Energía del Mar El aprovechamiento de la energía del mar puede ser de tres tipos: energía de las mareas (mareomotriz), energía de las olas y energía térmica oceánica. Las principales ventajas de obtener energía eléctrica del mar es su carácter renovable, existe abundancia de agua salada en la Tierra y no emite contaminantes o residuos durante la explotación, así como su baja agresividad con el medio natural. Mapa mundial de la densidad de las olas. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 47. Buque Le Tunisie, donde G. Claude (1934) modeló la conversión de la energía termo-oceánica. Turbina inventada por Zeimor en 1970. La turbina gira en un mismo sentido en los dos ciclos de la ola. Prototipo del “Rotor de ola”, desarrollado por la empresa Ecofys. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 48. Debe tenerse en cuenta que existen dos condiciones físicas indispensables para que se pueda captar la energía de las mareas: - Que la amplitud física de las mareas sea como mínimo de varios metros. - Que la configuración de las costas permita el embalse de una importante cantidad de agua, sin que requieran obras civiles de gran magnitud y costo. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 49. Glosario Biocombustibles: Combustible sólido, líquido o gaseoso obtenido a partir de la transformación fisicoquímica de la biomasa en presencia de un catalizador. Son biocombustibles el biodiesel y el bioetanol, metanol generados a par t ir de cultivos oleaginosos como la soya, el raps, la caña de azúcar, entre otros, así como también el biogás generado a partir de la fermentación de materia orgánica. Biodiesel: Combustible para maquinarias y vehículos, producido a través de la transformación fisicoquímica (esterificación) de las semillas de cultivos oleaginosos tales como la soya, raps y girasol, entre otros. También es posible obtener biodiesel a partir de otras fuentes como los aceites domésticos usados. Biogás: Producto de la descomposición anaerobia de compuestos orgánicos por la acción de diversas bacterias. Es un gas combustible que se puede generar en condiciones anaeróbicas controladas, mediante la acción de las bacterias metano génicas que descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Producto de este proceso se genera biogás, el que está compuesto principalmente por metano, dióxido de carbono, nitrógeno y ácido sulfhídrico. En la actualidad existen sistemas de aprovechamiento de biogás en vertederos o rellenos sanitarios y en el proceso de digestión de lodos en las plantas de depuración de aguas residuales . Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 50. Biomasa: El conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa (por ejemplo en procesos de cogeneración) o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible (biogás, biodiesel, bioetanol). En consecuencia, la biomasa comprende cultivos energéticos, residuos forestales, agrícolas y ganaderos, lodos de depuración de aguas residuales, emisiones de biogás de vertederos controlados y la transformación química o biológica de determinadas especies vegetales o de los aceites domésticos usados, en biocombustibles (metanol y etanol) como sustitutos o complementos del gasóleo y de la gasolina. Cambio climático: La Convención Marco de las Naciones Unidas lo define como un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. Estas alteraciones se manifiestan en el aumento de la temperatura de la atmósfera, períodos de sequía y lluvias prolongados, derretimiento de hielos polares, aumento en el nivel de los océanos, tormentas e inundaciones, entre otros. Ciclo combinado: Sistema de generación de energía eléctrica que incluye una o más turbinas a gas y una unidad de vapor, de manera que los gases de escape de las turbinas a gas son conducidos a calderas recuperadoras, a fin de utilizar su calor produciendo energía eléctrica en la unidad de vapor. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 51. Energía eólica: Energía obtenida de los desplazamientos del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. Es considerada una forma indirecta de energía solar. Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. La energía cinética del viento puede transformarse en energía mecánica, la cual a su vez se transforma en energía eléctrica al acoplar un generador. Energía geotérmica: Energía proveniente de las reacciones naturales que suceden en el interior de la tierra y que se transmiten por conducción térmica hacia la superficie de la tierra. Esta energía se puede poner de manifiesto de forma violenta a través de fenómenos como el vulcanismo o los terremotos, y en sus fases póstumas: géiseres, fumarolas y aguas termales. La energía geotérmica es en realidad un recurso parcialmente renovable, pero de alta disponibilidad, sobre todo en regiones volcánicas. Energía mareomotriz: Energía obtenida a través de turbinas que aprovechan las variaciones del nivel de las mareas. Al igual que la energía eólica, es una forma indirecta de la energía solar. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 52. Energía primaria: Se denomina energía primaria a los recursos naturales disponibles en forma directa (como la energía hidráulica, eólica y solar) o indirecta (después de atravesar por un proceso, como por ejemplo el petróleo, el gas natural, el carbón mineral, etc.), para su uso energético sin necesidad de someterlos a un proceso de transformación. Energía secundaria: Se denomina energía secundaria a los productos resultantes de las transformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales (primarios) o en determinados casos a partir de otra fuente energética ya elaborada (por ejemplo el alquitrán). El único origen posible de toda energía secundaria es un centro de transformación y el único destino posible un centro de consumo. Son fuentes energéticas secundarias la electricidad, toda la amplia gama de derivados del petróleo, el carbón mineral y el gas manufacturado o gas de ciudad. Energía solar activa: Energía solar obtenida a través de algún medio mecánico, denominados por lo general colectores solares. Esta puede ser de baja, media y alta temperatura, según el índice de concentración. Los colectores solares térmicos utilizados para proporcionar agua caliente sanitaria en viviendas son de baja temperatura. Suelen ser colectores planos vidriados y también se utilizan en el calentamiento de viviendas, en calefacciones o en usos industriales y agropecuarios. La solar de alta temperatura es la que se emplea en las centrales que concentran muchos rayos solares para alcanzar temperaturas por sobre los 700°C. Se utilizan para la producción de electricidad. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 53. Energía Solar Fotovoltaica Es la energía que transforma la radiación solar en electricidad a través de un proceso de liberación de electrones de una celda fotovoltaica (generalmente una placa de silicio), provocada por la incidencia de los rayos solares sobre el panel fotovoltaico. Los paneles fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la producción de electricidad y constituyen una adecuada solución para el abastecimiento eléctrico en las áreas rurales que cuentan con un recurso solar abundante. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la noche. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 54. Ejemplo de arquitectura solar PERGOLA FOTOVOLTAICA DEL FORUM DE BARCELONA. - Sus grandes dimensiones la hacen ser una gigante sombrilla que protege del sol a la zona que queda bajo los paneles. - La Orientación predomino hacia el norte para poder captar mas horas de sol Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 55. Arquitectura Eólica BAHRAIN WIND TURBINE - Dentro de su diseño se aprovechar la fuerza del viento Mediante turbinas . Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 56. HYPERGREEN TOWER - Dentro de su diseño se aprovechar la fuerza del viento Mediante turbinas en la cima, - Paneles fotovoltaicos en las fachadas - Bombas de energía geotérmicas. Arquitectura Geotérmica Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CATALOGO DE CRITERIOS DE DISEÑO PASO 9
  • 57. Con el desarrollo de este trabajo podemos concluir que para responder al déficit energético en el país, producido por el consumo excesivo de energías, se debe generar una nueva base que se sustente con la aplicación de criterios de diseños alternativos desde la arquitectura. Es así como se llega a la formulación de un catálogo, para proponer nuevos sistemas que ayuden a satisfacer las necesidades energéticas, a través de una forma inteligente, ocupando los fenómenos naturales y sus características. El catálogo nace para cualificar y cuantificar los elementos necesarios para que un edificio sea sustentable. Además permite el conocimiento de estrategias que ayuda al funcionamiento eficiente y sostenible, generando una pauta para el desarrollo de una arquitectura comprometida con el entorno. Universidad de las Américas Facultad de Arquitectura Seminario de investigación CONCLUSIÓN PASO 10