Este documento presenta un estudio de prefactibilidad para el diseño de una casa energéticamente eficiente y ambientalmente sostenible en Apulo, Cundinamarca. Incluye un marco teórico sobre técnicas de refrigeración solar y orientación, y describe la metodología y diseño propuesto para la casa utilizando materiales como la guadua y bahareque. Finalmente, analiza los costos y beneficios del proyecto.
ELEKTRA o mas conocida como la lancha solar a escala real, desea mostrar la energía solar como fuente sostenible de desarrollo y como alternativa energética para la protección del medio ambiente, implementando la energía solar en vehículos acuáticos, más específicamente en lanchas de mediano alcance utilizadas en la pesca, el turismo y el transporte de alimentos. El modelo del vehículo propuesto funciona con una red de celdas fotovoltaico, un sistema de control de carga y de flujo de corriente, un sistema de almacenamiento de corriente y un sistema electromecánico que consta del motor y un motor de posición que controla el direccionamiento, además de un mando a distancia.
ELEKTRA o mas conocida como la lancha solar a escala real, desea mostrar la energía solar como fuente sostenible de desarrollo y como alternativa energética para la protección del medio ambiente, implementando la energía solar en vehículos acuáticos, más específicamente en lanchas de mediano alcance utilizadas en la pesca, el turismo y el transporte de alimentos. El modelo del vehículo propuesto funciona con una red de celdas fotovoltaico, un sistema de control de carga y de flujo de corriente, un sistema de almacenamiento de corriente y un sistema electromecánico que consta del motor y un motor de posición que controla el direccionamiento, además de un mando a distancia.
Es lógico pensar que los centros de generación deben estar cerca de los centros de consumo, y tener energía de costo “cero” es lo mejor desde una perspectiva social y nacional. Los RER NC ofrecen ello, costo “cero”, pero su variabilidad puede estar limitada por un sistema radial como el peruano; sin embargo, en el Perú se cuenta con RER de costo “cero” y con las mismas cualidades operativas que la convencional, una que no hemos explotado. La geotermia, que además está donde más se la necesita, en el sur del país.
Elaboración de un plan de mejoramiento habitacional ante infestación de plaga de termitas en población Lo Valledor sur para mejorar la calidad de vida de los pobladores
Es lógico pensar que los centros de generación deben estar cerca de los centros de consumo, y tener energía de costo “cero” es lo mejor desde una perspectiva social y nacional. Los RER NC ofrecen ello, costo “cero”, pero su variabilidad puede estar limitada por un sistema radial como el peruano; sin embargo, en el Perú se cuenta con RER de costo “cero” y con las mismas cualidades operativas que la convencional, una que no hemos explotado. La geotermia, que además está donde más se la necesita, en el sur del país.
Elaboración de un plan de mejoramiento habitacional ante infestación de plaga de termitas en población Lo Valledor sur para mejorar la calidad de vida de los pobladores
1. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL DISEÑO DE UNA CASA ENERGÉTICA Y
AMBIENTALMENTE EFICIENTE EN LA POBLACIÓN DE APULO CUNDINAMARCA.
ANDRÉS ALEJANDRO PULECIO HERRERA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
DIVISION DE FORMACION AVANZADA
ESPECIALIZACION EN GESTION ENERGETICA Y AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
2007
2. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA EL DISEÑO DE UNA CASA ENERGÉTICA Y
AMBIENTALMENTE EFICIENTE EN LA POBLACIÓN DE APULO CUNDINAMARCA.
ANDRÉS ALEJANDRO PULECIO HERRERA
Trabajo de Grado para optar al título de
Especialista en Gestión Energética y Ambiental
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
DIVISION DE FORMACION AVANZADA
ESPECIALIZACION EN GESTION ENERGETICA Y AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
2007
3. Agradezco a Dios por estar siempre a mi lado,
guiándome, corrigiéndome, aconsejándome y
dándome la fuerzas necesarias para seguir adelante;
a mis padres porque siempre me han brindado su
apoyo, comprensión y respaldo incondicional, para
formar el ser que hoy soy; a mis hermanos y Angee
incluida, que al brindarme su carisma, alegría y
colaboración me permitirán salir siempre adelante. A
los amigos de verdad que he encontrado en mi
camino y que me han brindado su consejo y
compañía en los momentos mas difíciles; a las
personas especiales que encontré en el camino y me
acompañaron durante este proceso.
Y en general a todas las personas que con sus
consejos y experiencias han ayudado a mi formación
y finalización de este trabajo de grado.
Andrés Alejandro Pulecio Herrera
4. AGRADECIMIENTOS
El autor quiere expresar su más sincero agradecimiento a las personas que de una u otra forma,
colaboraron con el desarrollo y feliz término de este trabajo de grado, sin las cuales hubiera sido
muy difícil lograr las metas propuestas.
En especial reconozco el apoyo prestado por mi familia quienes me acompañaron en la búsqueda de
este logro.
Al Ingeniero Fabio A. Aldana Méndez, Coordinador de la especialización en primera instancia, ya
que sin su insistencia en mi ingreso a esta especialización no existiría el logro alcanzado hoy.
Al Ingeniero geógrafo Ovidio Simbaqueba, quien con su amplio conocimiento y sus enseñanzas
permitió el conocimiento profundo del fenómeno solar esto debido a su experiencia como
investigador en el IDEAM durante mas de 20 años.
Al personal vinculado a la CAR que me brindo la información de las estaciones de medición
hidrometeorológicas, así como la normativa colombiana para el manejo ambiental de estos sistemas.
Al personal del IDEAM, en especial a mi prima; que me colaboraron en el acercamiento y recolección
de datos para el proceso.
Al Ing. Javier Ortiz Cepeda Director Nacional de Indemnizaciones Riesgos no Tradicionales de
LYBERTY SEGUROS S.A por brindarme el tiempo, el consejo, el apoyo y su amistad, los cuales
ayudaron en gran parte al desarrollo y consecución de esta meta en mi vida profesional.
A las personas de la comunidad de Apulo por la información suministrada para el desarrollo del
proyecto
Al la Coordinadora actual del programa Clara Inés Pardo Martínez por su apoyo, compromiso y
colaboración el la revisión final de este documentó.
A la Universidad de la Salle, por la orientación brindada durante todo el periodo de estudios para la
culminación satisfactoria de esta especialización.
Además agradezco a todas y cada una de las personas que contribuyeron en la realización de este
proyecto.
5. CONTENIDO
Pág.
1. Marco teórico para el diseño de la casa ecológica y ambientalmente eficiente...................37
1.1. Características del municipio de Apulo Cundinamarca. 37
1.2. Técnicas usadas para realizar refrigeraron solar. 38
1.2.1. Refrigeración solar pasiva..............................................................................38
1.2.2. Refrigeración solar activa...............................................................................41
1.2.2.1. Refrigeración por compresión eléctrica.........................................................43
1.2.2.2. Refrigeración Por medio del Ciclo Termo-eléctrico Peltier.............................43
1.2.2.3. Refrigeración por Desecación........................................................................45
1.2.2.4. Refrigeración por absorción. ..........................................................................49
1.3. Conceptos básicos de orientación solar tenidos en cuenta en casas ambientalmente
eficientes. 50
1.3.1. Radiación solar. .............................................................................................50
1.3.1.1. Distribución espectral de la radiación solar....................................................50
1.3.1.2. Constante solar (I0)........................................................................................51
1.3.1.3. Variación de la radiación solar fuera de la atmósfera sobre una superficie normal
al rayo solar.....................................................................................................................52
1.3.2. Radiación solar diaria fuera de la atmósfera terrestre sobre una superficie
horizontal h0(n)................................................................................................................53
1.3.3. Atenuación de la radiación solar en la atmósfera...........................................54
1.3.4. Radiación incidente sobre la superficie terrestre............................................55
1.3.4.1. Radiación directa (Hb)....................................................................................56
1.3.4.2. Radiación difusa (Hd).....................................................................................57
1.3.4.3. Radiación global (H).......................................................................................57
1.3.4.4. Albedo............................................................................................................58
2. Metodología utilizada para el estudio de prefactibilidad del diseño de la casa ecológica y
ambientalmente sostenible...........................................................................................................59
3. Diseño de la casa ecológica y ambientalmente sostenible..................................................60
3.1. Condiciones actuales de la finca El Carmen. 60
3.1.1. Características de la finca “EL CARMEN” Apulo Cundinamarca....................60
3.2. Ubicación y orientación de la casa dentro del entorno de la finca el carmen. 61
3.2.1. Disponibilidad del recurso energético solar en el municipio de Apulo............61
3.2.1.1. Calculo de la radiación solar en la zona.........................................................61
3.2.1.2. Calculo de la distancia tierra sol.....................................................................62
3.2.1.3. Calculo de la declinación del sol. ...................................................................63
3.2.1.4. Calculo del ángulo horario..............................................................................64
3.2.1.5. Calculo de la duración astronómica del día....................................................64
6. 3.2.1.6. Calculo de la radiación solar diaria sobre una superficie horizontal fuera de la
superficie terrestre...........................................................................................................64
3.2.1.7. Calculo de la regresión de Ǻngström. ............................................................65
3.2.2. Orientación y Ubicación de la vivienda...........................................................72
3.2.2.1. Análisis del clima............................................................................................72
3.2.2.2. Análisis viento. ...............................................................................................73
3.2.2.3. Tradiciones de la comunidad. ........................................................................73
3.2.2.4. Sistemas de Construcción y Actividades humanas al exterior de la vivienda.73
3.3. Selección de los materiales de diseño de la casa ambientalmente ecológicos. 76
3.3.1. La guadua. .....................................................................................................77
3.3.1.1. Características Físico - Mecánicas. ...............................................................79
3.3.1.2. Características necesarias para el cultivo de guadua clima y suelo...............80
3.3.1.3. Manejo de la guadua para construcción.........................................................82
3.3.2. El bahareque..................................................................................................83
3.3.3. Pletinas y tornillos. .........................................................................................83
3.4. Determinación de equipos de refrigeración de apoyo del sistema habitacional. 84
3.5. Elementos adicionales a tener en cuantas en el entorno de la casa para aumentar su
eficiencia. 87
3.5.1. Influencia de la vegetación.............................................................................88
3.5.2. Influencia del agua.........................................................................................88
3.5.3. Técnicas de iluminación.................................................................................89
3.5.4. Estrategias adicionales de ventilación y refrescamiento. ...............................90
3.5.5. Influencia del color de fachadas y superficies expuestas...............................90
4. Aplicaciones y estudio de costos del modelo de casa ecológica y ambientalmente sostenible.
91
4.1. Análisis financiero del estudio de prefactibilidad. 91
4.2. Análisis económico del estudio de prefactibilidad. 103
4.3. Conclusiones del análisis económico y financiero. 105
Conclusiones del estudio de prefactibilidad...............................................................................107
Recomendaciones del estudio de prefactibilidad.......................................................................109
BIBIOGRAFIA.............................................................................................................................110
ANEXOS
7. ÍNDICE DE FIGURAS
pág.
FIGURA 1 Plano de Municipios Departamento de Cundinamarca. 37
FIGURA 2 Métodos de refrigeración mediante energía solar. 42
FIGURA 3 Diagrama esquemático de una junta metal-semiconductor para producir el efecto Peltier
44
FIGURA 4 Ciclo de refrigeración con sorción 46
FIGURA 5 Ciclo de refrigeración por absorción. 49
FIGURA 6 Distribución espectral de la radiación solar 50
FIGURA 7 Variación de la radiación solar fuera de la atmósfera terrestre. 52
FIGURA 8 Radiación diaria sobre una superficie horizontal fuera de la atmósfera terrestre y paralela
a la superficie terrestre 53
FIGURA 9 Atenuación de la radiación solar por la atmósfera terrestre 56
FIGURA 10 Componente directa de la radiación global. 56
FIGURA 11 Sendero solar anual en el municipio de Apulo 70
FIGURA 12 Trayectoria solar Municipio de Apulo. (Invierno, Verano) 71
FIGURA 13 Diseño arquitectónico construcción casa con Guadua. 75
FIGURA 14 Vivienda tradicional elaborada en guadua y adobe en el municipio de Apulo. 76
FIGURA 15 Secado natural de Guadua. 82
FIGURA 16 Boceto Influencia vegetación en control radiación y orientación viento. 88
8. ÍNDICE DE TABLAS
pág.
Tabla 1 Datos necesarios para graficación de la tendencia representativa en el municipio de Apulo
.............................................................................................................................................66
Tabla 2 Ciclo Biológico de la Guadua...........................................................................................81
Tabla 3 Medidas estándar tomadas para elementos contractivos................................................85
Tabla 4 Carga total requerida de refrigeración para el proyecto en construcción........................86
Tabla 5 Caudal de aire necesario para realizar la refrigeración....................................................87
Tabla 6 Valores presentes del cultivo de guadua.........................................................................92
Tabla 7 Hoja de calculo Análisis Proyecto plantación Guadual....................................................92
Tabla 8 Precios de insumos básicos en la construcción de una vivienda tradicional. ..................93
Tabla 9 Costos y cantidades de materiales de construcción utilizados aproximadamente en una
vivienda tradicional de 200m2. .............................................................................................94
Tabla 10 Costos finales de construcción de una vivienda tradicional de 200m2...........................94
Tabla 11 Precios de insumos básicos en la construcción de una vivienda ecoeficiente...............95
Tabla 12 Costos y cantidades de materiales de construcción utilizados aproximadamente en una
vivienda ecoieficiente de 200m2...........................................................................................96
Tabla 13 Costos finales de construcción de una vivienda ecoeficiente de 200m2........................97
Tabla 14 Precios comparativos entre sistemas contractivos. .......................................................98
Tabla 15 Consumos de Potencia térmica de refrigeración ideal requerida por una vivienda tradicional
de 200m2..............................................................................................................................99
Tabla 16 Consumos de Potencia térmica de refrigeración ideal requerida por una vivienda
ecoeficiente de 200m2..........................................................................................................99
9. Tabla 17 Consumos de potencia eléctrica vivienda tradicional con sistema central de refrigeración
con equipos tradicionales. .................................................................................................100
Tabla 18 Consumos de potencia eléctrica vivienda ecoeficiente con sistema central de refrigeración
con equipos tradicionales. .................................................................................................100
Tabla 19 Tarifas vigentes en Febrero 2007 en el departamento de Cundinamarca. ..................100
Tabla 20 Hoja de calculo de análisis de reducción de consumo de energía en estratos 1,2,3,4.101
Tabla 21 Hoja de calculo de análisis de reducción de consumo de energía en estratos 5 y 6...101
Tabla 22 Hoja de calculo análisis del proyecto de cultivo y ahorro energético en la contruccion de
una vivienda ecoeficiente de 200m2 y con una hectárea cultivada de guadua. .................102
Tabla 23 Datos de línea base de análisis económico del proyecto. ...........................................104
Tabla 24 Hoja de calculo análisis económico por beneficio costo de la contruccion y plantación de
proyectos con guadua........................................................................................................105
Tabla 25 Hoja de calculo para el análisis económico de la implementación de recuperación de tres
hectáreas...........................................................................................................................106
10. ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A Datos Estación Hidrometeorológica Escuela Samper Madrid.
Anexo B Hoja de Calculo distancia tierra sol.
Anexo C Norma NSR 98 en Guadua.
Anexo D Cálculos de Área de las superficies irradiadas.
Anexo E Condiciones de Diseño exteriores.
11. GLOSARIO
ÁNGULO DE AZIMUT: Seguimiento diario del sol de oriente a occidente, que requerirá el elemento
de captación medido a partir del sur geográfico.
ANGULO DE ELEVACIÓN. Angulo requerido para el seguimiento anual de la trayectoria norte a sur
del sol debida al cambio de estación.
CULTIVO: Acción de dar a la tierra o a las plantas las labores necesarias para que fructifiquen.
DEPRECIACIÓN: Disminución del valor de una moneda expresado en la cantidad de las divisas
que pueden comprarse con ella.
ENERGÍAS ALTERNATIVAS: Serie de fuentes energéticas que en teoría no se agotaran con el
paso del tiempo, estas fuentes son alternativa a otra s tradicionales y producen un impacto ambiental
mínimo, esta comprendes la energía solar, la hidroeléctrica, la eólica, la geotérmica, la hidráulica y la
procedente de la biomasa.
EQUILIBRIO: Situación en que la oferta y la demanda se igualan.
INFLACIÓN: Aumento del nivel general de precios de la economía.
INSOLACIÓN: Es la integración de la radiación en un periodo determinado, siendo igual a la energía
radiante que incide sobre una superficie de área conocida en un intervalo de tiempo dado, sus
unidades serán de Wh/m², “La insolación también se expresa en términos de horas solares pico. Un
Watt hora de energía es equivalente a la energía recibida durante una hora, a una Irradiancía
promedio de 1,000 W/m2
IRRADIANCÍA: Es la radiación solar que se recibe sobre una superficie determinada en un instante
dado, esta variara para cada periodo de tiempo dependiendo de las condiciones de rotación y
traslación de la superficie terrestre y se expresa en W/m²,
IVA: Impuesto al valor agregado, sobre venta de mercancías y servicios.
PRECIOS CONSTANTES: es la presentación de precios sin tener en cuenta el efecto inflacionario.
PRECIOS CORRIENTES: es la presentación de precios teniendo en cuenta el efecto inflacionario.
PRESUPUESTO: Es una cuantificación de la cuantía económica la cual se necesitara para
desarrollar el proyecto.
RADIACIÓN SOLAR: Es el método utilizado para estimar la incidencia de la radiación sobre una
determinada localidad, esta estimación se realiza a través del instrumento llamado piranometro.
12. RADIACIÓN: Proceso de transmisión de ondas o partículas a través del espacio o de algún medio;
el término también se emplea para las propias ondas o partículas. Las ondas y las partículas tienen
muchas características comunes; no obstante, la radiación suele producirse predominantemente en
una de las dos formas.
SOFTWARE: Conjunto de programas para ejecutar en el computador.
TASA DE INFLACIÓN: Variación porcentual que experimenta el índice de precios con respecto al
periodo anterior.
TRAYECTORIA SOLAR: Es el movimiento aparente del sol alrededor de la tierra aunque todos
saben que el movimiento real lo realiza la tierra alrededor del sol, siendo este visible durante
diversas horas de un día y diferentes días de un año, la utilización de la energía solar es
directamente dependiente de la posición del sol durante los diferentes días ya sea en verano o
invierno.
13. RESUMEN
El proyecto de trabajo consiste en investigar, analizar y seleccionar los elementos necesarios para
la construcción y orientación de una vivienda ecoeficiente con los avances mas acordes con el fin
primario, buscando la implementación de energías no convencionales, en el diseño de vivienda
tradicionales, con el fin de aprovechar los recursos renovables como fuente de energía inagotable,
evitando así los costos económicos a largo mediano y corto plazo, ayudando a la eliminación de los
problemas ambientales causados en la contruccion y mala orientación causada por los sistemas
tradicionales actuales.
Inicialmente se dan a conocer las características del sitio de análisis y las diferentes fuentes de
refrigeración aprovechables, vinculando la información dispersa en diferentes medios e instituciones,
para centrarla y empezar a desglosar las alternativas de selección dentro de la región de
investigación.
A continuación se determinaron las trayectorias solares mediante la validación de los datos de la
zona con la utilización del triangulo solar y la regresión de Amstrogn, encontrando con las
trayectorias las necesidades reales de refrigeración, con lo cual se procedió a analizar los elementos
contractivos a utilizar.
Después de este proceso se realizan los cálculos y el análisis de cargas térmicas como medio de
identificación de las disminuciones mediante la utilización de materiales ecoeficientes. Con lo cual se
determinan las disminuciones en el consumo de energía, teniendo en cuenta la determinación de los
sitios de instalación de la vivienda.
Para terminar se determina la factibilidad del proyecto desde el punto de vista económico planteando
la VPN y la TIR del sistema, con el cultivo de guadua incluido; así como su respectivo estudio B/C.
14. INTRODUCCIÓN
El aprovechamiento eficiente de la energía ha venido tomando vital importancia en el crecimiento
económico y ecológico a nivel mundial, gracias a dicha importancia se esta buscando con
creciente conciencia por parte de los habitantes del planeta el bienestar de las generaciones
presentes y futuras. Mas este proceso requiere de una mejor distribución de los bienes de
capital, mediante la búsqueda de un mejor aprovechamiento del recurso energético disponible en
el planeta.
Es por ello que a las puertas de un mundo con crecientes síntomas de agotamiento debido en
parte a la destrucción de los recursos, hace necesaria la integración del enfoque energético
teniendo en cuenta aspectos tales como la economía, la cultura y el aspecto social que rodea el
entorno habitacional humano.
Es por ello que nuestra sociedad Colombiana no puede ser ajena a esta perspectiva de
destrucción y agotamiento ambiental, por lo cual se hace necesario el encaminamiento de
esfuerzos hacia el aumento en las investigaciones buscando solucionar problemas puntuales
como lo es el de brindar unas condiciones adecuadas de vivienda que disminuyan los consumos
innecesarios por parte de las comunidades de nuestro país. De esta manera las investigaciones
sobre los temas energéticos deben asumir tres grandes retos planeados en el marco de la
concientización global:
1) El reto tecnológico: En la medida que se continúe con un crecimiento económico
acelerado y la humanidad busque un mejor nivel de vida se harán necesarios el aumento
en los niveles de producción energética, y por tanto el aumento en la investigación y
desarrollo de nuevas tecnologías de generación y de minimización de consumos.
2) El reto cooperativo: El cual se basa en la ayuda que deben prestar los países
industrializados hacia los países en vía de desarrollo, buscando la prosperidad en el
marco de una sociedad globalizada y el desarrollo de procesos limpios que permitan a
los países en vía de desarrollo desarrollar programas de eficiencia energética.
3) El reto social: Que busca la obtención de una energía limpia medioambientalmente, con
mejores condiciones de calidad, y que se encuentre acorde con los requerimientos
exigidos por el usuario, evitando afectar las condiciones del planeta.
Es así como bajo la política de evitar una crisis ambiental mundial se citó a la conferencia de Río
de Janeiro, donde se fijaron las pautas para el desarrollo global tendiente a minimizar los
problemas ambientales que han surgido durante los últimos años, logrando establecer los
parámetros necesarios para lograr el desarrollo sostenible para la humanidad. En Colombia ya
existen leyes para el uso racional y eficiente de la energía como la ley 697 y las proclamadas
recientemente sobre el uso del alcohol carburante.
15. Es por ello que este esfuerzo requiere de un adecuado uso de la energía generada y una
eficiente utilización de la energía obtenida a partir del recurso disponible, por lo cual este
proyecto busca establecer una condiciones adecuadas de aprovechamiento de esta energía en
lugares donde se gasta mas energía de la que realmente se requiere y donde aplicaciones
tradicionales tendrían mayor aplicación que las desarrolladas actualmente.
Por lo cual se hace necesario conocer las diversas formas en que en el mundo se vienen
desarrollando procesos investigativos donde se utilizan procesos limpios de refrigeración y de
utilización de materiales autóctonos y ecoeficientes en el diseño de viviendas. Que permiten
unas adecuadas condiciones de bienestar familiar
Por ello el siguiente proceso será el establecimiento de la disminución de consumos de energía
logrados con este tipo de análisis y como se verán beneficiados los habitantes del lugar.
Presentando por último el análisis de los costos que implicaría esta sustitución de sistemas
co0ntructivos y como ellos se podrían integrar a un proceso de cultivo de productos de carácter
renovable.
16. JUSTIFICACION
Los motivos que hacen necesaria la investigación son la necesidad de solucionar un problema
que afecta una comunidad que se encuentra con situaciones como malas condiciones
habitacionales y mínimos desarrollos en el mejoramiento en las condiciones de vida de sus
hogares, al encontrarse por ejemplo casas campesinas donde la luminosidad de algunos de sus
cuartos es mínima y las condiciones económicas no permiten la utilización de elementos de
construcción diferentes a los tradicionales, los cuales en su producción presentan altas tasa de
contaminación al aire de la zona.
Esta propuesta se presenta como un precedente para que las regiones se integraran al proyecto
y de esta forma se impulsara el uso de equipos donde sea necesario el uso de energías no
contaminantes en la solución de refrigeración y construcción de casas, lo cual conllevaría a un
mejoramiento en la cantidad de particulados producidos en las regiones cercanas a las ladrilleras
y un adecuado confort en el interior de las casas.
Todo esto será posible ya que durante la carrera estudiada en la universidad y las cátedras vista
en la especialización se han impartido los conocimientos suficientes como para poder
seleccionar y diseñar un modelo óptimo de operación de sistemas de refrigeración y adecuación
habitacional de casas mediante la utilización de energías alternativas y teniendo el menor
impacto en el entorno ambiental.
Este proyecto aportará en la parte científica al integrar conocimientos de energía alternativa
aplicada para producir condiciones de confort en instalaciones y poblaciones de climas cálidos
así como también aportará en la orientación y construcción adecuada de casas donde se
encuentren los conceptos de radiación pasiva.
En la parte técnica se beneficiará con la selección de nuevos equipos cuyo funcionamiento
estará basado en el uso de energías alternativas.
Realizando estos cambios se verán beneficiados las personas de la región que verán en el
proyecto una posible solución a su situación habitacional para no depender de la red eléctrica y
por tanto de las tarifas para aplicaciones como la refrigeración de sus hogares la cual representa
un alto rubro en los consumos de energía en la región.
Con este proyecto también se buscará lograr enfocar a los pobladores de la región sobre el
adecuado uso de tecnologías limpias que ayuden a la conservación de los bosques y cañadas
de la región, evitando así acabar con el recurso hídricos y el ambiente de la región logrando
enfocar este paraje en un destino ecoturístico.
17. OBJETIVOS
Objetivo Principal:
- Desarrollar un estudio de prefactibilidad de una casa energética y ambientalmente
eficiente en la población de Apulo Cundinamarca.
Objetivos específicos:
- Diseñar el modelo de una casa con materiales ecológicos que garanticen las
comodidades propias de un centro de descanso.
- Realizar el análisis de los costos de financiero de la aplicación del diseño de la casa
energética y ambientalmente sostenible.
- Establecer parámetros de construcción y orientación de viviendas en el municipio
mediante un adecuado uso de la radiación solar.
- Analizar las alternativas de aplicación de sistemas de refrigeración habitacional mediante
la utilización de la radiación solar.
- Seleccionar los equipos adecuados para la puesta en marcha y funcionamiento
adecuado de la casa mediante el uso de energías alternativas en sistemas de
refrigeración.
- Evaluar la aplicación técnico-económica y ecológica del modelo a nivel regional.
18. 37
1. Marco teórico para el diseño de la casa ecológica y ambientalmente
eficiente.
1.1. Características del municipio de Apulo Cundinamarca.
El Municipio de Apulo se encuentra ubicado a cuatro grados un minuto latitud norte y setenta y
cuatro grados treinta y cinco minutos longitud oeste, a cuatrocientos veinte metros
aproximadamente sobre el nivel del mar.
El municipio se encuentra al sur occidente del departamento de Cundinamarca en la región del
Tequendama, limitando con los municipios de Anapoima al Norte, Viota al este, Tocaima al sur y
oeste y Jerusalén al oeste.
FIGURA 1 Plano de Municipios Departamento de Cundinamarca.
Fuente: Secretaria de Agricultura y desarrollo rural Cundinamarca.
19. 38
El municipio cuenta con una población de siete mil setecientos cinco habitantes distribuidos en
mayor cantidad en su área rural, cuenta con ciento doce mil kilómetros cuadrados en los cuales
se encuentran diferentes tipos de cultivos principalmente en la parte alta se cultiva café, en la
parte media diversas especies frutales y en la parte baja se haya presente una gran cantidad de
fincas con ganadería extensiva, presenta una temperatura promedio anual de veintisiete grados
centígrados.
1.2. Técnicas usadas para realizar refrigeraron solar.
El concepto básico de refrigeración solar se basa en la utilización de la energía recibida de
manera renovable por parte del sol como fuente natural, siendo este uno de los métodos de
mayor proyección en la conservación de las condiciones de confort para las personas que se
encuentren en el interior de una vivienda, todo este proceso se basa en el aprovechamiento de
dos circunstancias particulares que son:
A) Las cargas de refrigeración están en fase con la captación de radiación solar.
B) La carga de refrigeración de un espacio es la tasa es la tasa a la que se le ha de extraer
la energía de su interior para mantenerlo en unas condiciones de temperatura y
humedad determinadas.
Por lo tanto se hace necesario establecer una división entre las diversas técnicas que se pueden
utilizar para lograr una refrigeración en las condiciones habitacionales de una vivienda,
encontrando que estas se pueden dividir en:
A) Técnicas de refrigeración solar pasivas.
B) Técnicas de refrigeración solar activas.
Las cuales se explicaran a continuación.
1.2.1. Refrigeración solar pasiva. Este tipo de refrigeración es también conocida como
bioclimatica y se basa en el uso de técnicas tradicionales de construcción, basadas en la
adecuada utilización de los materiales existentes en la zona y la adecuada utilización de técnicas
de diseño que permitan el aprovechamiento de las características climáticas del lugar,
realizando un mínimo aporte de energía.
20. 39
Este tipo de técnicas han vuelto a requerir de la atención de los diseñadores ya que los
ocupantes de las viviendas requieren cada día un mayor nivel de confort, el cual han aumentado
los consumos de energía en viviendas típicas tradicionales al requerir estas de una mayor
cantidad de instalaciones mecánicas, eléctricas y térmicas; debido ello a la adopción de formas y
diseños adaptados del extranjero.
Este tipo de viviendas hace que sea necesaria una fuente constante de suministro y minimiza los
factores climáticos del entorno como fuente de reducción en los consumos energéticos. Los
primeros intentos en la retoma de los conceptos de construcción de edificaciones con técnicas
de enfriamiento pasivo se presentan a comienzos de los años setentas en los Estados Unidos
donde debido a la falta de combustibles fósiles se empiezan a buscar técnicas que disminuyan el
uso de este tipo de energía.
No sin ser esta la primera forma de utilización ya que “hace mas de dos mil quinientos años este
tipo de técnicas fue utilizada por los griegos en la contracción de sus ciudades orientadas
cuidadosamente según los puntos cardinales, las cuales garantizaban las condiciones climáticas
en su interior. Posteriormente fueron los romanos quienes utilizaron este tipo de técnicas durante
la crisis energética que sufrieron por la falta de leña que les brindara calefacción por lo cual
recurrieron a la calefacción solar como técnica de mitigación.”1
“En el año 1420 el arquitecto Georg Fred Keck diseña la primera casa solar pasiva (Sloan “solar”
House en Chicago 1940)”2 pero no seria sino hasta estos últimos años que se divulgarían en
mayor medida estas técnicas lo cual ha hecho posible que día a día se vinculen mayor numero
de particulares y organizaciones gubernamentales al desarrollo y aplicación de dichas técnicas,
estas ultimas mediante la adopción de una mayor cantidad de normativas de edificación y
desarrollo urbanístico.
Los principios básicos en que se usan en dicha tecnología son los conceptos básicos de:
a) Transmisión de calor o conducción de calor: Es un proceso físico mediante el
cual el calor es transmitido dentro de una materia por medio de interacción
molecular directa. En dichos procesos el calor siempre es conducido del lugar
caliente al frió.
b) Radiación de calor: “Todos los cuerpos irradian permanentemente energía en
todas las direcciones a raíz de la vibración que efectúan sus moléculas
1
WACHBERGER Michael Y Hed, Construir con el sol. P. 12-13
2
Ibid. WACHBERGER Michael Y Hed. P.13
21. 40
superficiales. A diferencia de la radiación solar de amplitud corta, que se irradia
a temperaturas muy altas, la radiación térmica o calor consta de radiación
infrarroja de amplitud larga y tiene un nivel energético mucho mas bajo.”3
c) Convección: Todo material transmite calor desde su superficie, sobre las
moléculas de un medio vecino (líquido o gaseoso) por medio de la convección.
Por lo tanto la convección se en tiende como la transmisión de calor entre la
superficie de un cuerpo y una molécula en movimiento, de un liquido, gas o
mezcla gaseosa. Este fenómeno se manifiesta también en el movimiento de el
aire ya que al estar este mas caliente por la transmisión de calor se hace mas
ligero y asciende dejando espacios vacíos en la parte inferior que son ocupados
por corrientes frías lo cual conforma las corrientes de aire. En este fenómeno el
agua suspendida en el aire se deposita en la superficie de los elementos fríos si
la temperatura de esta queda por debajo del punto de roció del aire.
La cantidad de energía de radiación emitida por un cuerpo depende
fundamentalmente de la temperatura de superficie, la cual también determina la
amplitud de onda de la radiación.
Los procesos anteriormente mencionados además de un adecuado diseño permiten la formación
de corrientes de aire dentro de la estructura. “Es por ello que la arquitectura solar pasiva esta
estrechamente ligada con los métodos de uso eficiente de energía”4, por lo cual se han de tener
en cuenta los siguientes aspectos en el momento de aplicar este tipo de técnicas:
a) Elección adecuada del emplazamiento.
b) Orientación buscando favorecer el soleamiento.
c) Conocimiento del clima del lugar.
d) Estudio de parámetros de forma y volumen del edificio.
e) La utilización de materiales que permitan la disipación de calor.
f) La implantación de sistemas de control solar.
g) El análisis detallado de aberturas y perforaciones.
h) La consideración de los niveles de ventilación dentro de los flujos de energía.
3
Ibip. WACHBERGER Michael Y Hed. P.14
4
IBAÑEZ PLANA M, ROSELLO POLO J.R.; Tecnología Solar. p. 52
22. 41
Para que un sistema sea considerado como sistema solar pasivo de calefacción o refrigeración
debe considerar cinco elementos, cada uno de ellos funciona separadamente; pero en conjunto
se deben entrelazar para lograr un funcionamiento adecuado que permita el confort habitacional,
estos elementos son:
1) Elemento colector: son superficies de vidrio o plástico a través de las cuales la luz solar
penetra el edificio.
2) Elemento absorbedor: Es la superficie que se encarga de realizar la acumulación de
radiación (calefacción o enfriamiento) que debe ser trasferida al medio externo.
3) Elemento acumulador: También conocidos como masas acumuladoras, aunque no
tienen contacto directo con la radiación por medio de la conducción térmica permiten
retener la radiación con fin de ser liberada al medio ambiente interno.
4) Elemento distribuidor: Es el elemento utilizado para conducir desde los lugares de
captación y acumulación las condiciones de calor o frió a las distintas partes de la casa.
5) Elemento regulador: Son elementos móviles que permiten la regulación del calor al
interior de la vivienda o del elemento acumulador, pueden ser ellos termostatos
disparadores de ventiladores, ventiladores temporales, alerones, toldillos, voladizos
aperturas regulables y compuertas de tiro.
1.2.2. Refrigeración solar activa. Esta tipo de refrigeración ha experimentado un auge
significativo en los últimos años debido a la búsqueda de sistemas alejados de los sistemas
convencionales de uso de compresión mecánica bajo energías no renovables.
Una instalación de refrigeración solar básicamente está compuesta por una serie de elementos
mediante los que se consigue obtener un efecto de refrigeración a partir de la energía aportada
por el sol. Esto puede conseguirse mediante diversas transformaciones energéticas, implicando
una gran variedad de principios fundamentalmente físicos. Un efecto de refrigeración puede
obtenerse a partir de diferentes tipos de energía; todas ellas en función del sistema utilizado. Si
el sistema es directamente a partir de energía eléctrica, de energía mecánica (sistemas de
compresión) o de energía térmica (sistemas de absorción).
De la misma forma la radiación solar presente en el sitio puede igualmente utilizarse para ser
transformada en diferentes formas de energía. Ya sea mediante transformación directa en
23. 42
energía eléctrica (sistemas fotovoltaicos), energía térmica de diferentes niveles de temperatura
(sistemas de captación o sistemas de colectores solares).
En este tipo de sistemas en los que se utilizan colectores solares para realizar la refrigeración
solar, deben combinarse para obtener las diferentes formas de captación térmica, teniendo en
cuenta que los rendimientos de las diferentes transformaciones energéticas en uso, así como el
número de pasos intermedios utilizados requerirán una mayor cantidad de energía utilizada, ya
que el rendimiento global será el producto de los rendimientos individuales de cada uno de los
pasos.
Pero estos no son los únicos métodos utilizados para obtener la congelación, refrigeración y
acondicionamiento de aire a partir de energía solar, ya que se pueden obtener por diversos
métodos…Véase Figura 2…
FIGURA 2 Métodos de refrigeración mediante energía solar.
Fuente: Energias Renovables, Tecnología Solar.
El método mas usado es el que emplea el ciclo de compresión de vapor, dicho ciclo requiere una
entrada importante de energía por parte del compresor, en el ámbito de energía solar si esta
energía es eléctrica será suministrada por el generador fotovoltaico, pero si es mecánica debe
ser proveniente de una maquina movida por energía solar térmica.
PROCESOS DE REFRIGERACION SOLAR
Sistemas eléctrico - fotovoltaicos Sistemas térmicos
Ciclo termo-
eléctricos Peltier
Compresión Transformación
de calor
Termomecánicos
Ciclos Abiertos
(Desecantes)
Ciclos Cerrados Ciclo Rankine Ciclo Veulleumier
Sólidos Líquidos Sólidos
(absorción)
Líquidos
(absorción)
24. 43
Los sistemas de refrigeración solar térmica sin transformación en energía mecánica se
encuentran en este momento en un estado de maduración promisorio, pero aun son objeto de
estudio en diferentes partes del mundo buscando el mejoramiento de sus eficiencias. Dichos
sistemas se basan en el fenómeno de sorción, reacción química y en la inyección.
Para entender mejor cada una de estas tecnologías las explicaremos brevemente a
continuación.
1.2.2.1. Refrigeración por compresión eléctrica. Este es uno de los sistemas más prácticos
de producir refrigeración, ya que se utilizan equipos convencionales de acondicionamiento de
aire que utilizan como medio de alimentación del sistema de compresión la energía producida en
los paneles fotovoltaicos o eventualmente energía eólica.
Este tipo de sistemas requiere el emplazamiento de una gran inversión ya que se requieren
dimensiones elevadas de captación para realizar la transformación de corriente AC a DC. El
principio de funcionamiento es el mismo de todos los sistemas de refrigeración mediante el uso
de un refrigerante (generalmente Freon R-22, R-32 o R134A), el cual mediante los cambios
sufridos por el cambio de presión realiza la función de refrigeración.
1.2.2.2. Refrigeración Por medio del Ciclo Termo-eléctrico Peltier. El enfriamiento producido
por medio del efecto termo-eléctrico se debe al paso de una corriente eléctrica en la junta de dos
metales diferentes. El efecto termoeléctrico conocido con el nombre de Peltier, esta relacionado
con las interacciones entre el flujo de calor y el flujo eléctrico en sólidos conductores y
semiconductores. Es decir que hay un flujo de calor proporcional a la corriente eléctrica aplicada
y depende de las características del material.
La refrigeración termoeléctrica es una transferencia de calor que utiliza los cambios de niveles de
energía de las cargas eléctricas para transportar energía térmica. La dirección de la corriente
determina el fenómeno que ocurre en la junta bimetálica; calentamiento o enfriamiento. La
magnitud del voltaje requerido (V) para producir un ΔT (ó flujo de calor) dado se encuentra
determinado por las características de los materiales que conforman la junta y se le conoce
como coeficiente Peltier (π).
25. 44
I
Q
Metal
Metal =
2
,
1
π
Ecuación 1
Donde:
Q : Calor emitido ó absorbido, [kJ].
I : Corriente eléctrica, [A].
π : Coeficiente Peltier relativo a los metales 1 y 2, [ kJ/A].
En este tipo de refrigeradores, no se utiliza la unión de dos metales ya que la diferencia de
temperatura producida es pequeña, en realidad lo que se utiliza es la unión de materiales
semiconductores tipo p y n, los cuales producen mayores diferencias de temperatura.
El material semiconductor tipo n tiene un exceso de cargas negativas ó electrones, la adición de
impurezas que provocan una deficiencia de electrones en el material da como resultado un
material semiconductor tipo p en el cual las cargas mayoritarias presentes son cargas positivas
(ausencia de electrones). Algunos ejemplos de materiales tipo p y n son: Bi2Te3,
Bi2Te3+Sb2Te2+Sb2Se3, PbTe, SiGe y SiSb.
FIGURA 3 Diagrama esquemático de una junta metal-semiconductor para producir el efecto
Peltier
Fuente: Tecnologías de Enfriamiento, Isaac Pilatowski Figueroa.
Metal
Semiconductor
p
Calentamiento
Enfriamiento
n
Corriente eléctrica
+ -
Calentamient
o
26. 45
El calentamiento ó enfriamiento de las juntas es el resultado de fenómenos básicos de transporte
de calor. El refrigerador termoeléctrico utiliza los cambios de nivel energético de las cargas
eléctricas para transportar energía térmica (calor); además, la dirección del flujo de corriente
eléctrica determina si una junta dada disipa ó absorbe calor.
Independientemente del efecto Peltier asociado al funcionamiento de una bomba de calor
termoeléctrica, existen dos fenómenos adicionales que ocurren en el circuito y afectan el
desempeño de la bomba:
A) El calentamiento por efectos de resistencia eléctrica de los semiconductores a la
corriente eléctrica.
B) La conducción de calor, fenómeno debido a la unión física entre los materiales y
la variación de temperatura presente en los mismos.
Esta información debe ser tenida en cuenta para diseñar un sistema óptimo termoeléctrico. Estos
sistemas se utiliza generalmente para enfriamiento y aunque su COP es menor que el de un
refrigerador convencional, tiene la ventaja de ser pequeños y silenciosos, no emplear líquidos, su
regulación y control es muy sencillo (proporcional a la corriente eléctrica), responden
rápidamente a cambios de polarización invirtiendo la función de la bomba (bomba termoeléctrica
de calentamiento-enfriamiento) y por no tener partes móviles son de larga duración.
Pero presentan inconveniente técnico como bajos COP y problemas económicos ellos debidos al
costo de los módulos de juntas termoeléctricas. Lo cual los pone en una condición desventajosa
frente a otros equipos con mayor eficiencia.
1.2.2.3. Refrigeración por Desecación. Especialmente en regiones húmedas y calidas la carga
de calor latente se puede reducir mediante sustancias que dada su avidez por el vapor de agua
desecan el aire. Dicha avidez mostrada por las sustancias sólidas y liquidas por el vapor de agua
es conocida como sorción.
Un ciclo por sorción consta de los tres procesos comunes al fluido de trabajo, esto es la
condensación (condensador), la expansión (válvula de expansión) y la evaporación (evaporador).
Pero, el ciclo por sorción substituye al compresor por dos procesos propios de los fenómenos de
sorción; un equipo de sorción y un equipo de desorción.
27. 46
El equipo de sorción recibe el fluido de trabajo como vapor saturado a baja presión y lo pone en
contacto con otra fase ó compuesto (un líquido ó un sólido); el fluido de trabajo, al entrar en
contacto con este líquido ó sólido experimenta un fenómeno de sorción y se une al sólido ó
líquido en cuestión, liberando una cantidad dada de calor Qso de sorción a condiciones TSO y
PSO en el proceso.
El equipo de desorción libera (como vapor sobrecalentado) el fluido de trabajo sorbido en el
sólido ó líquido al adicionar una cantidad de calor QDS de desorción a condiciones de TDS y PDS.
Si PSO es el nivel de baja presión de la bomba de calor y PDS es el nivel de alta presión (donde
por supuesto PDS >PSO) se tiene un sistema sencillo de bomba de calor por sorción…. Véase
Figura 4…
FIGURA 4 Ciclo de refrigeración con sorción
Fuente: Tecnologías de Enfriamiento, Isaac Pilatowski Figueroa.
Los fenómenos de sorción así como las condiciones de presión, temperatura y concentración ó
saturación a las cuales se llevan a cabo, se encuentran regidos por el equilibrio termodinámico
existente entre las fases.
En su arreglo más sencillo, los refrigeradores por sorción operan de forma intermitente para
sistemas sólido-gas (Silica gel, alumina, Sales de cloruro de litio y el cedazo molecular); esto es
debido a la dificultad mecánica asociada al transporte del sólido de un equipo a otro. Este
método sorción con medio solidó consiste en poner en contacto directo una corriente de aire a
tratar con un material adsorbente como los mencionados, que poseen una gran afinidad por el
vapor de agua.
28. 47
La humedad es adsorbida por el desecante solidó y el aire aumenta su temperatura debido al la
energía liberada por el proceso de adsorción. Posteriormente el desecante se regenera
calentándolo y cediendo la humedad que presenta a otra corriente aire.
La tecnología más utilizada en estos sistemas se basa en el uso de ruedas desecantes en la
cual:
1) El aire del exterior caliente y húmedo atraviesa la rueda giratoria con material
desecante, el cual se encarga de absorber la humedad.
2) El aire deja la rueda mas seco pero caliente, ya que la energía asociada a la
adsorción es transferida al mismo.
3) El aire caliente atraviesa un intercambiador de calor rotatorio, provocando un
intercambio entre el aire calido y el aire húmedo y fresco que proviene del área a
acondicionar.
4) El aire fresco y seco atraviesa un acondicionador evaporativo intercambiando
calor sensible por latente. Por lo cual el aire se enfría y humedece.
5) El aire del interior, fresco y relativamente seco, entra en el mismo sistema
evaporativo.
6) Este aire húmedo y enfriado atraviesa la rueda intercambiadora de calor
ganando calor sensible.
7) La corriente ya calida entra a un dispositivo calefactor que eleva su temperatura
disminuyendo su humedad relativa. Es aquí donde utilizamos los calefactores de
agua solares para realizar la transferencia térmica en el calefactor.
8) El aire caliente con humedad relativa baja entra en la rueda desecante y
evapora el agua que ha sido absorbida en el paso nº 1.
9) El aire exhausto se desecha ala exterior.
Para sistemas líquido-gas (Trietilen glicol, Bromuro de Litio, Cloruro de calcio y Cloruro de litio) el
ciclo puede operar de forma continua al integrarse una bomba y una válvula adicionales que
conformaran el circuito secundario de solución entre absorbedor y generador de vapor.
Los sistemas Liquido-Gas posee como desventaja la necesidad de la utilización continua de
sistemas de bombeo que permitan el traspaso de el desecante de un medio a otro por su parte
29. 48
los sistemas sólidos presentan como desventaja la discontinuidad en las condiciones el sistema
al ser este intermitente.
Para solucionar algunos de estos inconvenientes se desarrollo la maquina de adsorción. La cual
“no utiliza ningún tipo de energía mecánica por basarse esta completamente en energía térmica,
esta basa en un ciclo discontinuo de cuatro temperaturas. La unidad operativa consiste en una o
mas cámaras de adsorción donde se almacena el material adsorbente, un evaporador y un
condensador, todos ellos en contacto con la fuente de calor.”5
El proceso de las cámaras se realiza de la siguiente forma:
1) Calentamiento y presurización: En el principio la cámara es sellada para permitir
el calentamiento mediante la utilización de energía solar térmica, por lo cual la
temperatura del adsorbente se incrementa con lo cual la presión también
aumenta desde la correspondiente al evaporador hasta la del condensador.
2) Calentamiento y desorción: En este paso la cámara sigue recibiendo energía
térmica mientras permanece el paso hacia el condensador abierto. Este impone
la presión de trabajo por lo cual el adsorbente aumenta para lograr la desorción.
El vapor que llega al condensador es licuado y la energía térmica es cedida a la
fuente de temperatura media.
3) Enfriamiento y presurización: En este paso la cámara es enfriada mientras
permanece cerrada, por lo cual la temperatura del adsorbente disminuye al igual
que la presión llevándola desde la de condensación hasta la presión del
evaporador.
4) Enfriamiento y adsorción: La etapa se caracteriza por la trasmisión continua de
energía desde la cámara mientras está aperturada la válvula que la une al
evaporador. “La disminución de temperatura induce la adsorción de vapor
generado en el evaporador. El calor latente de evaporación es suministrado por
la fuente a baja temperatura que será el fluido enfriado.”6
Este sistema como se halla descrito es intermitente, para solucionarlo se toman varias cámaras
que operen desfasadamente para que la producción de fri sea continua. El COP típico de estas
maquinas esta entre 0.3 y 0.4.
5
Ibip. IBAÑEZ PLANA M, ROSELLO POLO J.R. p.455
6
Ibip. p.457-458
30. 49
1.2.2.4. Refrigeración por absorción. Se les conoce como los sistemas de refrigeración por
absorción a las maquinas refrigerantes que trabajan en ciclo cerrado y utilizan sorbetes líquidos
como única fuente. Los ciclos de refrigeración por absorción tienen dos características
principales:
1) Utilizan un par de sustancias afines químicamente, llamadas fluido de trabajo y
absorbente
2) La energía principal suministrada al sistema es calorífica.
Los elementos principales de un ciclo de refrigeración por absorción a una etapa son: un
generador de vapor, un condensador, un evaporador, un absorbedor, dos válvulas de expansión
y una bomba. En la figura 5 se muestra esquemáticamente un ciclo de este tipo con sus
elementos básicos. Todos los sistemas simples de refrigeración por sorción operan a tres niveles
diferentes de temperatura y dos de presión como mínimo.
FIGURA 5 Ciclo de refrigeración por absorción.
Fuente: Tecnologías de Enfriamiento, Isaac Pilatowski Figueroa.
El funcionamiento de este tipo de ciclos es similar al de un ciclo de refrigeración por compresión,
en lo referente a los procesos de condensación, expansión, y evaporación; sin embargo en el
ciclo de absorción substituye al compresor en su función de recibir vapor saturado de baja
presión y entregarlo como vapor sobrecalentado de alta presión por medio de un circuito
secundario en el cual el líquido absorbente se recircula a través de una bomba.
31. 50
La energía mecánica requerida para bombear los líquidos dentro de este tipo de refrigerador es
generalmente pequeña en comparación con la cantidad de energía térmica suministrada para su
operación.
1.3. Conceptos básicos de orientación solar tenidos en cuenta en casas
ambientalmente eficientes.
La energía solar esta enmarcada dentro de las energías que a diario se utilizan ya sea directa o
indirectamente para la sobrevivencia en la superficie terrestre. Para comprender el concepto de
energía solar es necesario conocer primero que la radiación solar es la encargada de producir
esta energía.
Por lo cual será fundamental conocer su definición así como las variables que lo modifican y
como ellas afectan la captación de esta energía.
1.3.1.Radiación solar. Es la energía emitida por el sol, que se propaga en todas las
direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas.
La medición de la radiación solar se realiza, una en forma instantánea
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
Tiempo
Area
Energía
(W/m2) o integrada
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
Area
Energía
(Kwh. /m2) día.
1.3.1.1. Distribución espectral de la radiación solar. La energía solar es transportada
mediante ondas electromagnéticas de diferentes longitudes. La ondas en el intervalo de 0,290
μm a 2,5 μm, se denominan espectro de onda corta, para muchos propósitos (fotosíntesis y
celdas solares) es necesario conocer como está distribuida la energía de acuerdo con la longitud
o la frecuencia, es decir, su distribución espectral. La Figura 6 muestra la distribución espectral
patrón NASA de la radiación solar (1971).
FIGURA 6 Distribución espectral de la radiación solar
Fuente: Nasa.
32. 51
En la Figura 6 pueden reconocerse tres regiones:
1. La región del ultravioleta (λ< 0,38 μm).
2. La región visible (0,38 μm < λ < 0,78 μm) es el intervalo del espectro solar que puede
detectar el ojo humano, y dentro del cual están los colores violeta (0,42 μm), azul (0,48 μm),
verde (0,52 μm), amarillo (0,57 μm), naranja (0,60 μm) y rojo (0,70 μm).
3. La región del infrarrojo (λ> 0,78 μm).
A cada región le corresponde una fracción de la energía total incidente en la parte superior de la
atmósfera distribuida así: 7% al ultravioleta; 47,3% al visible y 45,7% al infrarrojo.
1.3.1.2. Constante solar (I0). Se define como la cantidad de energía proveniente del sol que
por unidad de tiempo incide perpendicularmente sobre una superficie de área unitaria colocada
fuera de la atmósfera terrestre, a una distancia promedio de 150 x 106 Km. del sol.
A partir de las mediciones realizadas a gran altitud la NASA adoptó el que se ha llamado
"Estándar de diseño NASA", el cual es el valor promedio de numerosas mediciones, el cual es
igual a:
)
cm
1,94cal/(
=
m
W
1.353
=
I
2
0
min
2
El error estimado para m
25w/
es
I
2
0 ±
Este valor ha sido adoptado como constante solar en todos los libros de ingeniería solar. Sin
embargo una revisión posterior de las mediciones de la constante solar (WMO 1.982) modificó
este valor.
m
1.367W/
=
I
2
0
Con un error de ± 7 W/m2
Para propósitos meteorológicos, la comisión de instrumentos y métodos de observación de la
OMM (oct 1981), recomiendan utilizar este valor, y es el que se emplea en el presente estudio.
33. 52
1.3.1.3. Variación de la radiación solar fuera de la atmósfera sobre una superficie normal al
rayo solar. Como la intensidad de la energía solar varía inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia, entonces la variación de la distancia tierra-sol durante el año da lugar a una
variación de la radiación solar extraterrestre incidente sobre una superficie normal al rayo
solar…Véase Figura 7…
Figura 7 Variación de la radiación solar fuera de la atmósfera terrestre.
Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia.
Analíticamente se puede determinar la radiación solar extraterrestre incidente mediante la
expresión:
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
R
R
I
=
I
0
2
0
n
Ro = Distancia promedio tierra sol (1 UA = 150 x 106 Km)
R = Distancia tierra sol
)
cos
1
(
)
1
( 2
α
e
e
a
R
+
−
=
a = Unidad astronomica igual a 1.017 UA
e = Excentricidad de la orbita terrestre (e = 0.01673)
α = Posición angular de la tierra en la orbita.
nd = Número del día del año
34. 53
365
)
1
(
2 −
=
nd
π
α
1.3.2.Radiación solar diaria fuera de la atmósfera terrestre sobre una superficie horizontal
h0(n). La radiación solar diaria sobre una superficie horizontal fuera de la atmósfera terrestre,
Figura 3, es la cantidad de energía incidente sobre esa superficie desde la salida hasta la puesta
del sol; igualmente sería sobre la superficie terrestre si existiera una atmósfera totalmente
transparente a esa radiación (Γ=1).
En consecuencia la expresión para determinarla es la siguiente:
dt
I
=
(n)
H n
0 θ
cos
∫
Donde:
In = constante solar para el día n del año.
θ = Angulo de incidencia:
En la ecuación
dw
2
24
=
dt
π
Sustituyendo θ
cos de la ecuación y resolviendo la integral se obtiene:
Figura 8 Radiación diaria sobre una superficie horizontal fuera de la atmósfera terrestre y paralela
a la superficie terrestre
Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia.
35. 54
1.3.3.Atenuación de la radiación solar en la atmósfera. El estudio del espectro de la
radiación solar que llega a la superficie del suelo permite establecer que la radiación de longitud
de onda menor que 0,29 μm debe ser absorbida totalmente por la atmósfera.
En la ionosfera (alturas entre 200 Km. y 500 Km.) la presencia de oxígeno atómico y nitrógeno
que absorben radiación en el intervalo del ultravioleta pueden explicar la alta temperatura en esta
región de la atmósfera (≈ 280ºC).
A partir de los 50 Km. hasta los 30 Km. sobre el nivel del mar se encuentran cantidades
apreciables de ozono, principal absorbente de la radiación ultravioleta. En esta región las
temperaturas alcanzan valores desde -40 ºC hasta -15 ºC.
Al continuar disminuyendo la altura, la temperatura se incrementa hasta alcanzar los 0ºC y
vuelve a disminuir a -50ºC a 20 Km. del suelo.
La radiación solar que llega a la superficie terrestre está atenuada en su intensidad por diversos
procesos que se producen a lo largo de su recorrido a través de la atmósfera terrestre.
Estos procesos son:
1.- Absorción selectiva por los gases y por el vapor de agua de la atmósfera.
2.- Difusión molecular (o de Rayleigh), debida también a los gases y al vapor de agua.
3.- Difusión y absorción por aerosoles o turbidez.
Se puede suponer que para los tres procesos se cumple la Ley de Beer, se tendrá entonces para
cada longitud de onda λ y para cada altura del sol sobre el horizonte la intensidad que se puede
calcular a partir de la expresión
]
m
)
t
+
S
+
K
[-(
)
I
(
=
I 0 θ
λ
λ
λ
λ
λ sec
exp
Ecuación 27
Donde:
Kλ = Coeficiente de absorción
Sλ = Coeficiente de difusión molecular
tλ = Coeficiente de turbidez
)
I
( 0
λ = Radiación fuera de la atmósfera correspondiente al intervalo considerado.
7
Duffie, J.A. y Beckwan, W.A.Solar Engineering of Thermal Processes. New York: John Wiley & sons,
1991.
36. 55
m = Espesor óptico de la atmósfera para una altura, medido a partir del nivel del mar.
θ = Angulo de incidencia.
Si se indica como (mt) el espesor óptico total de la atmósfera, es decir, el camino óptico desde el
nivel del mar hasta la parte superior de la atmósfera cuando el sol está en el zenit, se tiene que:
m
m
=
m
t
r
θ
sec
Donde:
mr = Camino óptico seguido por el rayo.
La medida se considerará siempre realizada al nivel del mar, y por lo tanto:
θ
=
mr sec
La intensidad final en la superficie terrestre a nivel del mar será:
λ
λ λ
λ
λ
λ
λ d
))
m
t
(-
)
m
S
(-
)
m
K
(-
(
)
I
(
=
d
I
=
I r
t
t
0
0
0
exp
exp
exp
_
∫
∫
∞
∞
Ecuación 38
Si se definen los valores medios como:
λ
λ
λ
λ
λ d
]
m
)
t
+
S
+
K
[-(
)
I
(
I
1
=
a r
0
0
0
mr
exp
∫
∞
Ecuación 49
Entonces la intensidad final se puede escribir como:
a
I
=
a
a
a
I
=
I m
m
t
m
R
m
A
0
r
r
r
r
1.3.4.Radiación incidente sobre la superficie terrestre. La Figura 9 muestra
esquemáticamente el efecto de la atmósfera sobre la radiación solar.
8
Duffie, J.A. y Beckwan, W.A. Ibid.
9
Duffie, J.A. y Beckwan, W.A. Ibid.
37. 56
Figura 9 Atenuación de la radiación solar por la atmósfera terrestre
Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia, Primera edición.
La radiación solar que llega a la parte superior de la atmósfera sufre, en su trayectoria hacia la
tierra los procesos de atenuación anteriormente descritos, y sobre la superficie de la tierra se
clasifica de la siguiente manera:
1.3.4.1. Radiación directa (Hb). Es la radiación que llega a la superficie de la tierra en forma de
rayos provenientes del sol sin cambios de dirección…Véase Figura 10...
Figura 10 Componente directa de la radiación global.
Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia, Primera edición.
38. 57
h
sen
I
=
I
=
Hb ′
I′ = Componente vertical de la radiación solar directa
h = Altura del sol sobre el horizonte
Es evidente que I es mayor que I′y son iguales solamente cuando el Sol se encuentra en el
Zenit.
Sobre la superficie de la tierra el flujo de la radiación directa depende de los siguientes factores:
a) Constante solar.
b) Altura del sol (h).
c) Transparencia atmosférica en presencia de gases absorbentes, nubes y niebla.
1.3.4.2. Radiación difusa (Hd). Si el flujo de radiación solar encuentra pequeñas partículas en
su camino hacia la tierra, entonces una parte de esta energía es difundida en todas direcciones y
se llama radiación difusa.
Sobre la superficie de la tierra la radiación difusa depende de:
a) Altura del sol sobre el horizonte. A mayor altura, mayor será el flujo de radiación difusa.
b) A mayor cantidad de partículas, mayor es la componente difusa; por consiguiente aumenta
con la contaminación.
c) Aumenta con la presencia de capas de nubes blancas relativamente delgadas.
d) Al aumentar la altura sobre el nivel del mar, el aporte de la radiación difusa es menor debido a
que disminuye el espesor de las capas difusoras en la atmósfera.
1.3.4.3. Radiación global (H). Toda la radiación que llega a la tierra, resultado de la
componente vertical de la radiación directa más la radiación difusa, se llama Radiación Global.
Su evaluación se efectúa por el flujo de esta energía por unidad de área y de tiempo sobre la
superficie horizontal expuesta al sol y sin ningún tipo de sombra; de esta manera, si se llama H al
flujo de radiación global, Hd al flujo de radiación difusa y Hb la componente directa; se tiene que:
H
+
H
=
H
+
h
sen
I
=
H d
b
d Ecuación 510
10
INEA – HIMAT, Atlas de Radiación Solar de Colombia, Primera edición, 1993
39. 58
Recordando que I es la intensidad de la radiación directa sobre la superficie normal a los rayos
solares, h la altura del Sol, e I′ la componente vertical de la radiación directa sobre una
superficie horizontal, entonces:
H
+
I
=
H d
′
El aporte de cada componente a la radiación global, varía con la altura del Sol, la transparencia
de la atmósfera y la nubosidad.
1.3.4.4. Albedo. Al llegar a la tierra, parte de la energía global es absorbida por las capas
superiores del agua o del suelo, transformándose en calor. Otra parte es reflejada.
La relación entre la radiación reflejada y la radiación incidente sobre una superficie horizontal, se
denomina Albedo de esa superficie y generalmente se expresa en porcentaje.
100
x
H
R
=
%
A
A% = Albedo
R = Flujo de radiación reflejada
H = Flujo total incidente
En general, las superficies oscuras y quebradas reflejan menos que las claras y lisas. Al
aumentar la humedad del suelo, este absorbe mayor cantidad de radiación global, lo que influye
en el régimen térmico de las superficies regadas.
El albedo del suelo en general está comprendido entre el 10 y 30%, el barro húmedo baja su
valor hasta un 5 %, en el caso de arena seca eleva su valor a un 40%. El albedo de los
sembrados y bosques está entre 10 y 25% y la nieve reciente alcanza un valor de 80 a 90%.
El albedo de agua en promedio es menor que el del suelo, esto se debe a que los rayos solares
penetran en el agua más que en la tierra. En el albedo del agua influye el grado de turbidez; en
el agua sucia el albedo aumenta con respecto al agua limpia.
40. 59
2. Metodología utilizada para el estudio de prefactibilidad del diseño de la
casa ecológica y ambientalmente sostenible.
La metodología utilizada se basa en la revisión de actual de las instalaciones de la finca “El
Carmen” donde se realizaría la construcción del proyecto; ubicando en ella las fuentes de donde
se tomaría el agua, la cantidad de habitantes, las trayectorias solares en el sitio, las
temperaturas a presentarse en el interior de la construcción, las temperaturas en el exterior mes
a mes y las épocas en las cuales se tendría la mayor utilización al ser esta una construcción
familiar con uso vacacional, pero que se encontraría habitada la mayor cantidad del año por los
propietarios de la finca.
Una vez se conozca las condiciones bajo las cuales se diseñara se utilizaría la distribución
interior explicadas en el libro Energías Renovables11 de Mario Ortega Ramírez y se establecerán
los elementos que se eliminaran, para conseguir mayor espacio. No se realizaran planos de
construcción sino distribuciones esquemáticas por ser este solo un estudio de viabilidad de
construcción.
Teniendo estos elementos se realizara a continuación un análisis de los diferentes elementos de
construcción de la vivienda tanto con materiales convencionales (ladrillos, concreto, acero, etc.)
como con materiales no tradicionales (Guadua, Adobe, bloques de de aglomerado prensados,
etc.), obteniendo las diferentes características que nos darían cada uno de ellos a nivel
ambiental, físico y contractivo.
Una vez se conozcan estos aspectos se analizaran las necesidades adicionales de
acondicionamiento de aire estableciendo que de estos equipos solo se indicarían las
necesidades adicionales mas no se realizaría cotización de equipos de refrigeración solar, ya
que a la fecha no hay distribuidor de estos equipos a nivel nacional y solo se aplicarían sistemas
pasivos de fácil utilización ya que dichos elementos son mas económicos que los investigados
de refrigeración activa por ser estos solo aconsejables para edificaciones y lugares comerciales.
Y cuya consecución solo se ha dado a manera investigativa y en manera mínima de forma
comercial a nivel mundial. También se observaran los elementos adicionales del entorno que
ayudaran a la construcción para obtener unas adecuadas condiciones habitacionales. Teniendo
en cuenta esto finalmente se establecerán los ahorros energéticos generados por la utilización
de estos elementos constructivos y equipos adicionales de acondicionamiento de aire.
Una vez se tengan todos estos elementos tanto constructivos como de manejo adicional de
realizara el análisis financiero de las dos alternativas concluyendo con un análisis económico del
desarrollo del proyecto a nivel regional. Con lo cual finalmente se obtendrán las conclusiones
que incentivaron el estudio las cuales quedaran plasmadas para futuras investigaciones en estas
áreas.
11
ORTEGA RODRIGUEZ Mario, Energias Renovables. p.105
41. 60
3. Diseño de la casa ecológica y ambientalmente sostenible.
3.1. Condiciones actuales de la finca El Carmen.
3.1.1. Características de la finca “EL CARMEN” Apulo Cundinamarca. La finca el Carmen se
encuentra localizada en la zona rural del municipio de Apulo, presenta un clima calido con
temperaturas medias mínimas anuales de 19.2ºC , unas máximas de 28.3ºC y una media de
24.2ºC; con humedades relativas medias mínimas de 66%, unas máximas de 90% y unas
medias de 81%… véase el Anexo A…La finca se encuentra ubicada en la vereda SALCEDO del
municipio en mención, posee una extensión de 5 hectáreas y se encuentra cultivada en un 30%
de su superficie por sembrados de mango, y maíz, en su parte sur limita con la quebrada
Camargo y en la parte norte limita con el cerro Guacana, por vía terrestre se ubica a 3 kilómetros
del casco urbano de la población, aproximadamente a 10 minutos en cualquier trasporte
motorizado, por la vía que conduce a la vereda NARANJALITO.
Figura 22. Ubicación finca "el Carmen" respecto de la lagunilla de Salcedo
Fuente: Instituto Agustin Codazzi
42. 61
Su fuente de alimentación de agua se basa en el uso de la Lagunilla de Salcedo que es
propiedad de la familia que posee el predio en mención por lo cual de este lugar se tomaran los
consumos de agua para los servicios básicos habitacionales. Los residuos biodegradables serán
enviados a un sistema de biodigestión para ser utilizados como abono dentro de la plantación de
mango y maíz.
3.2. Ubicación y orientación de la casa dentro del entorno de la finca el
carmen.
Lo primero que se revisara para este caso es la comprobación de información suministrada por
el observatorio meteorológico presente en la zona (Escuela Samper Madrid), en lo referente a la
disponibilidad del recurso de insolación durante el año para proceder a trazar el plano de
translación solar; una vez obtenido este plano se realizara el análisis de la información
meteorológica de la estación para establecer la orientación adecuada de la vivienda.
3.2.1. Disponibilidad del recurso energético solar en el municipio de Apulo.
3.2.1.1. Calculo de la radiación solar en la zona. El primer procedimiento a realizar es la
realización de la comprobación de que los datos obtenidos directamente en el sitio (datos
directos tomados por la CAR en su estación hidrometeorológica…Véase Anexo A…), se
encuentran acordes con los obtenidos por medio de métodos indirectos de estimación de energía
incidente.
Inicialmente se plantea el cálculo del triangulo solar y la determinación de la regresión de
Ǻngström, la cual es fundamental para la validación de la información recogida por la estación.
El primer elemento que se debe conocer es la latitud exacta del sitio la cual se había dado
inicialmente siendo esta de 4 Grados, 31 Minutos Latitud norte. Conociendo esta información se
procede a calcular:
La distancia tierra sol.(R)
La declinación del sol. (δ)
43. 62
Angulo horario. (W)
La duración astronómica del día. (N)
Radiación solar diaria sobre una superficie horizontal fuera de la atmósfera terrestre. (H0)
Con lo cual obtendremos como resultado la regresión de Ǻngström.
3.2.1.2. Calculo de la distancia tierra sol. La tierra en su moviendo alrededor del sol forma una
orbita elíptica, razón por la cual la distancia entre los dos cuerpos celestes varia durante el año,
razón por la cual la orbita puede ser descrita mediante la ecuación de Spencer que se encuentra
expresada en términos de una serie de Fourier, conteniendo un error máximo de 0.01%.
α
α
α
α 2
000077
.
0
2
cos
000719
.
0
00128
.
0
cos
034221
.
0
00011
.
1
0
sen
sen
R
R
+
+
+
+
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
Ecuación 612
Donde R = Distancia Tierra-sol
R0 = Distancia promedio tierra sol (1 UA), 1 UA = 149.46 x 108 Km
α = Posición angular de la tierra en la órbita.
365
)
1
(
2 −
=
nd
π
α
nd = Numero del día del año (enero1 =1, diciembre 31= 365)
Valores con los cuales se procede a calcular la distancia tierra sol mediante una hoja de
cálculo… Véase el Anexo B… encontrando que en el perihelio (tierra más cerca al sol), el valor
de R es de:
Día del año R en U.A R en KM
357 0,9832 1,470E+08
358 0,9832 1,469E+08
359 0,9831 1,469E+08
12
INEA - IDEAM. Atrás de radiación solar de Colombia, primera edición 1993. Pág. 2
44. 63
360 0,9831 1,469E+08
Mientras que en el Afelio (Tierra más distante de sol) el valor es de:
Día del año R en U.A R en KM
174 1,0168 1,520E+08
175 1,0169 1,520E+08
176 1,0169 1,520E+08
177 1,0170 1,520E+08
Encontrando que los datos obtenidos de la tabla concuerdan con lo propuesto a nivel mundial
que son:
Para el perihelio R = 0.983 UA
Y para el Afelio R = 1.017 UA
3.2.1.3. Calculo de la declinación del sol. El eje de rotación polar de la tierra tiene una
inclinación aproximada de 23.45º, con respecto al plano de revolución de la tierra alrededor del
sol.
Es de esta manera que el ángulo formado entre el ecuador de la tierra y el plano formado por la
distancia tierra sol, se denomina declinación solar. El cual se encuentra variando entre un valor
positivo cuando el sol incide perpendicularmente sobre el hemisferio norte y negativamente
cuando incide sobre algún lugar del hemisferio sur.
Para hallar los valores diarios de la declinación solar se puede utilizar la formula de Spencer
formulo, la cual tiene un error máximo de 0.0006 Rad.
)
180
)(
3
00148
.
0
3
cos
002697
.
0
2
000907
.
0
2
cos
006758
.
0
070257
.
0
cos
399912
.
0
006918
.
0
(
π
α
α
α
α
α
α
δ sen
sen
sen +
−
+
−
+
−
=
Ecuación 7
13
13
Ibíd. Pág.3
45. 64
Usando esta ecuación se procedió a realizar los cálculos de la declinación diaria solar mediante
el uso de una hoja de cálculo…Véase el Anexo B…
3.2.1.4. Calculo del ángulo horario. El ángulo horario es el ángulo formado en el polo por la
intersección entre el meridiano del punto del observador y el meridiano del sol. Es medido a
partir del Zenit y es expresado en unidades de arco (grados).
Para conocer el ángulo horario de un instante dado, se utiliza la siguiente formula:
)
12
(
24
2
−
= t
W
π
Ecuación 8
t = hora local.
Para el caso lo más importante es que mediante el uso de este Angulo se halla la duración
astronómica del día.
3.2.1.5. Calculo de la duración astronómica del día. Para hallar la duración astronómica de un
día es necesario conocer la variación que presenta el ángulo horario con respecto a la
declinación de la superficie terrestre, para lo cual es necesario conocer la latitud del sitio y de
esta manera hallar la duración mediante la duplicación del ángulo horario W y dividiéndolo entre
15 para pasar estos grados a horas encontrando que la duración del día puede ser expresada
como:
)
tan
tan
arccos(
15
2
δ
φ
−
=
N
Ecuación 9
N = Duración astronómica del día.
Ø = Latitud del sitio de interés
Conociendo estos datos se procede a observar la variación que ellos presentan al realizarlos en
la hoja de cálculo diseñada para tal fin… Véase el Anexo B…
3.2.1.6. Calculo de la radiación solar diaria sobre una superficie horizontal fuera de la
superficie terrestre. La radiación solar incidente se expresa como la cantidad de energía que
incide sobre una superficie horizontal desde la salida hasta la puesta del sol en la parte superior
de la atmósfera terrestre, justo sobre el lugar a investigar.Para realizar el cálculo se utiliza la
siguiente fórmula.
46. 65
∫
= dt
I
n
H n θ
cos
)
(
0
Ecuación 10
14
La cual debida a su grado de complejidad ha sido simplificada a la ecuación:
)
360
2
cos
(cos
24
)
( 0
0
0 φ
δ
π
δ
φ
π
sen
sen
W
senW
R
R
I
n
H +
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Ecuación 11
15
De donde se obtendrán los datos necesarios para realizar el análisis de la exactitud de los
resultados mediante la regresión de Ǻngström, para lo cual estos datos tabulados se han de
encontrar en el Anexo Cálculos necesarios para la regresión de Ǻngström.
3.2.1.7. Calculo de la regresión de Ǻngström. Los procedimientos anteriores fueron realizados
con el fin de obtener los datos necesarios para el planteamiento de la regresión de Ǻngström ( la
modificación de dicha ecuación), la cual plantea que se pueden relacionar el promedio diario
mensual de radiación sobre una superficie horizontal con la radiación incidente sobre una
superficie horizontal fuera de la atmósfera con el promedio de horas de brillo solar medidas en el
sitio y la duración teórica del día.
Es así como se plantea que:
)
(
0 N
n
b
a
H
H
+
=
En donde:
H = Radiación promedio diario mensual sobre una superficie horizontal.
H0 = Radiación solar fuera de la atmósfera para la misma localización.
n = Numero de horas de brillo solar promedio diario mensual
N = Duración del día promedio del mes
a y b = constantes empíricas
Los valores H0 y N han sido hallados en los anteriores ítems, así que el procedimiento a seguir
es utilizar esta ecuación no con los promedios diarios, sino utilizar para ello los promedios
mensures ya que estos son los datos que se tienen… Véase el Anexo A…
14
Ibíd. Pág. 20
15
Ibíd. Pág. 20
47. 66
Con lo cual se obtiene un H0 y un N por mes datos que se cruzan con los datos de los últimos
diez años para obtener la Grafica 1 de la tendencia representativa de la radicación en la
localidad.
Tabla 1 Datos necesarios para graficación de la tendencia representativa en el municipio de Apulo
AÑO MES H/H0 ň/N
ENERO 0,2773 0,627
FEBRERO 0,1992 0,521
MARZO 0,1676 0,406
ABRIL 0,1900 0,468
MAYO 0,1523 0,348
JUNIO 0,1687 0,386
JULIO 0,1578 0,352
AGOSTO 0,2167 0,494
SEPTIEMBRE 0,1639 0,403
OCTUBRE 0,2330 0,551
NOVIEMBRE 0,1616 0,390
1991
DICIEMBRE 0,1690 0,375
ENERO 0,2773 0,627
FEBRERO 0,1759 0,460
MARZO 0,1870 0,452
ABRIL 0,1559 0,384
MAYO 0,1637 0,374
JUNIO 0,1075 0,246
JULIO 0,1877 0,419
AGOSTO 0,1903 0,434
SEPTIEMBRE 0,1830 0,450
OCTUBRE 0,2085 0,493
NOVIEMBRE 0,1959 0,473
1992
DICIEMBRE 0,2482 0,550
ENERO 0,2089 0,472
FEBRERO 0,1734 0,453
MARZO 0,1493 0,361
ABRIL 0,1215 0,299
MAYO 0,1417 0,324
JUNIO 0,1648 0,377
JULIO 0,1959 0,437
AGOSTO 0,2131 0,486
SEPTIEMBRE 0,1700 0,418
OCTUBRE 0,1796 0,425
NOVIEMBRE 0,1595 0,385
1993
DICIEMBRE 0,1684 0,373
ENERO 0,1740 0,393
1994
FEBRERO 0,1734 0,453
48. 67
MARZO 0,1550 0,375
ABRIL 0,1287 0,317
MAYO 0,1392 0,318
JUNIO 0,1810 0,414
JULIO 0,1543 0,344
AGOSTO 0,1581 0,361
SEPTIEMBRE 0,1675 0,412
OCTUBRE 0,1739 0,411
NOVIEMBRE 0,1497 0,361
DICIEMBRE 0,2008 0,445
ENERO 0,2724 0,615
FEBRERO 0,1326 0,347
MARZO 0,0129 0,031
ABRIL 0,1843 0,454
MAYO 0,1863 0,425
JUNIO 0,1758 0,402
JULIO 0,1670 0,373
AGOSTO 0,1939 0,442
SEPTIEMBRE 0,2038 0,502
OCTUBRE 0,1559 0,369
NOVIEMBRE 0,1795 0,433
1995
DICIEMBRE 0,1485 0,329
ENERO 0,1625 0,367
FEBRERO 0,1357 0,355
MARZO 0,1260 0,305
ABRIL 0,1473 0,362
MAYO 0,1343 0,307
JUNIO 0,1039 0,237
JULIO 0,1416 0,316
AGOSTO 0,1229 0,280
SEPTIEMBRE 0,1441 0,355
OCTUBRE 0,1168 0,276
NOVIEMBRE 0,1286 0,310
1996
DICIEMBRE 0,1011 0,224
ENERO 0,1227 0,277
FEBRERO 0,1540 0,403
MARZO 0,1192 0,288
ABRIL 0,0897 0,221
MAYO 0,2025 0,462
JUNIO 0,0888 0,203
JULIO 0,1927 0,430
AGOSTO 0,1888 0,430
SEPTIEMBRE 0,1694 0,417
OCTUBRE 0,2022 0,478
NOVIEMBRE 0,1356 0,327
1997
DICIEMBRE 0,1889 0,419
ENERO 0,2170 0,490
1998
FEBRERO 0,1696 0,443
49. 68
MARZO 0,1411 0,341
ABRIL 0,1238 0,305
MAYO 0,1349 0,308
JUNIO 0,1639 0,374
JULIO 0,1790 0,399
AGOSTO 0,1378 0,314
SEPTIEMBRE 0,1449 0,357
OCTUBRE 0,2040 0,482
NOVIEMBRE 0,1801 0,434
DICIEMBRE 0,1684 0,373
ENERO 0,1592 0,360
FEBRERO 0,0545 0,142
MARZO 0,1171 0,283
ABRIL 0,1128 0,278
MAYO 0,1387 0,317
JUNIO 0,1291 0,295
JULIO 0,2063 0,460
AGOSTO 0,1477 0,337
SEPTIEMBRE 0,1106 0,272
OCTUBRE 0,1353 0,320
NOVIEMBRE 0,1940 0,468
1999
DICIEMBRE 0,1240 0,275
ENERO 0,1035 0,234
FEBRERO 0,1519 0,397
MARZO 0,0594 0,144
ABRIL 0,1061 0,261
MAYO 0,1078 0,246
JUNIO 0,1361 0,311
JULIO 0,1412 0,315
AGOSTO 0,1834 0,418
SEPTIEMBRE 0,1397 0,344
OCTUBRE 0,1470 0,348
NOVIEMBRE 0,1235 0,298
2000
DICIEMBRE 0,1307 0,290
Fuente: El autor.
50. 69
Grafica 1 Estimación de la radiación solar media mensual sobre una superficie horizontal mediante la regresión de Ángstrom para el municipio de Apulo
Estimación de la radiación solar global media mensual sobre una superficie horizontal mediante la regresión de
Angström
y = 0,4271x - 0,0007
R
2
= 0,963
0,0000
0,0500
0,1000
0,1500
0,2000
0,2500
0,3000
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
n/N
H/Ho
H/Ho vs n/N
Regresión de Angström
Fuente: El autor.
51. 70
Con estos resultados se procede a realizar la grafica de la cual se obtiene la ecuación lineal que
representa la tendencia de la radiación en el sitio de proyecto…Véase Grafica 1... Esta gráfica
indica el comportamiento que tendrá la radiación en el sitio de interés y como esta relación entre
radiación y horas de brillo pueden ser aproximadas o calculadas al utilizar la ecuación lineal
propuesta como solución, donde Y = H/H0 y X = n/N, se puede conocer el comportamiento futuro
que se podría presentar en el lugar.
La segunda conclusión y la más importante de este análisis es: que los datos suministrados por
la CAR… Véase el Anexo A… Son totalmente confiables ya que al compararlos con los datos
teóricos o indirectos del sitio; se encuentra que la correlación de los datos (R2) es igual a 0.963,
indicando que los datos obtenidos en la Tabla 1 tienen apenas un 0.4% de diferencia con
respecto a los puntos que originan la ecuación, lo cual indica que los datos obtenidos pueden ser
utilizados en el análisis y determinación de las trayectorias solares en la bóveda celeste de la
localidad. Por tanto para obtener estas trayectorias nos apoyaremos introduciendo estos datos
de radiación en el programa PVSYS 3.3, el cual al realizar sus cálculos produce como resultado
el sendero solar del sitio dando las condiciones para la adecuada orientación de la vivienda.
Figura 11 Sendero solar anual en el municipio de Apulo
52. 71
Fuente: Software PVSYS 3.3
De esta información podemos concluir que siendo el azimut cero (la línea que une el eje norte-
sur con el punto central de ubicación de la vivienda) la altura del sol para el solsticio de verano
(21 de junio) a las doce del día será de 71º y la salida se presentara a 246.55º del azimut 0 y
puesta del sol se dará a los 113.45º, mientras que para el solsticio de invierno (21 de diciembre)
a las doce del día se presentara una altura de 60º la salida se presentara a 293.45º del azimut 0
y puesta del sol se dará a los 66.55º. Por lo tanto en dichas épocas de mayor incidencia solar es
cuando mas se debe atenuar su efecto sobre las fachadas y ventanales, intentando que ellos
para estas épocas presenten un adecuado nivel de sobra que disminuya el paso de radiación
solar directa…Véase Figura 12…
FIGURA 12 Trayectoria solar Municipio de Apulo. (Invierno, Verano)
Fuente: El autor.
53. 72
Obteniendo estas trayectorias ya podemos establecer las condiciones básicas de la situación de
la vivienda en el plano terrestre, al haber establecido la radiación solar incidente en un plano
horizontal, así como las trayectorias del sol en la bóveda solar durante las diferentes apocas del
año quedando pendiente la orientación de las fachadas de la misma basados en los resultados
del análisis de la Orientación y Ubicación.
3.2.2. Orientación y Ubicación de la vivienda. La Ubicación y Orientación se basan en el
análisis del clima del lugar, el viento, las tradiciones en la comunidad, la tecnología utilizada en
sistemas de construcción tradicionales, las actividades humanas desarrolladas alrededor del
lugar.
3.2.2.1. Análisis del clima. El clima según la información recolectada en la estación
hidrometeorológica pertenece al grupo de Climas Calidos con temperaturas superiores a los
22ºC y presenta un humedad relativa bastante alta por estar esta en 80% por lo cual en este
clima se cumplen las siguientes características:
1)Temperaturas medias elevadas en todas las estaciones.
2)Alta humedad relativa en todas las estaciones.
3)Elevadas precipitaciones en todas las estaciones.
Características que se ajustan a las condiciones del municipio, por lo cual según lo establece M.
Ibáñez Plana en su libro Tecnología Solar16, se podrían establecer como estrategias para el
diseño:
a)La optimización de la Orientación con el fin de realizar el mayor aprovechamiento del
viento en el proceso de refrigeración mediante ventilación natural.
b) Considerar las opciones de construcciones ligeras que presenten grandes cantidades de
sombreamiento.
c)Limitar las posibilidades de refrigeración por evaporación natural.
16
Obcit. IBAÑEZ PLANA M, ROSELLO POLO J.R. p.56
54. 73
Por lo cual el siguiente elemento a considera es la disponibilidad de el recurso eolico y las
direcciones de aprovechamiento.
3.2.2.2. Análisis viento. La orientación de los vientos presentes en la zona según la
información obtenida de la estación meteorológica Samper Madrid del municipio…véase Anexo
A… Indica que durante los diferentes años de observación se ha establecido que el viento tiene
una trayectoria generalmente sur-norte, con pequeñas variaciones en sentido sureste-noroeste y
sureste-noreste. Pero para elemento básico tomaremos la dirección patrón como la dirección
sur-norte con una velocidad media de 0.9m/s.
3.2.2.3. Tradiciones de la comunidad. Esta comunidad generalmente se encuentra conformada
por núcleos familiares conformados por: Papa (generalmente encargado del trabajo de la tierra,
el ganado y su administración) Mama, (cabezas del hogar encargadas de la crianza de los hijos y
el cuidado de los animales menores), hijos (Encargados de labores menores y en muchas
ocasiones participantes en la mayor cantidad de faenas del campo) y Abuelos o Abuelo (a)
(Encargados de labores menores y colaboradores en el cuidado de los menores ante la ausencia
de los padres).
Con lo cual se establece que se hace necesaria la utilización de tres habitaciones, un baño
privado para el cuarto principal y uno independiente para uso común, sala, comedor y cocinas
amplias y suficientes para albergar una familia de 4 a 7 personas permanentes y unas flotantes
de 3 adicionales. Así como un área utilizada para el acopio de herramientas e insumos para el
trabajo agrícolas.
3.2.2.4. Sistemas de Construcción y Actividades humanas al exterior de la vivienda.
Generalmente en la zona la construcción de la vivienda integra a los habitantes del hogar
quienes lo realizan de manera tradicional mediante el uso de materiales adaptados como son
ladrillos, bloques, cimientos y columnas muy pesadas (los cuales no son calculados ni diseñados
sino conocidos por tradición oral), esto adicionalmente acompañados de la falta de conocimiento
de la estructuras del terreno, lo cual se ve manifestado en la falta de un POT (Plan de
Ordenamiento Territorial) definido y comunicado.
55. 74
Las actividades que se desarrollaran alrededor de la vivienda son la siembra de árboles frutales
(Mango, Papayas, Plátano, Guanábanas y Cítricos) con la presencia de algunas especies
menores.
Un elemento adicional que ha de tenerse encuentra en la ubicación y orientación es la influencia
de la variación de la pluviosidad de la zona por lo tanto tomando el record histórico…Véase
Anexo A…se ha determinado que:
1) Las épocas de mayor precipitación coinciden con el equinoccio de primavera
(Marzo-Abril) – Otoño (Septiembre-Noviembre).
2) La época de menor presencia de lluvias se da en el equinoccio de verano
(Junio-Julio-Agosto).
3) En Noviembre se presentan la mayor cantidad de lluvias con una mayor
intensidad obteniéndose que el promedio mensual de precipitación es de 155.1
mm.
Con estos datos y conociendo las necesidades habitacionales se estableció que la ubicación de
la vivienda debe estar orientada de tal manera que las fachadas laterales de menor longitud y
con menos aberturas están ubicadas en el Este y Oeste. Esto con el fin de conseguir las
geometrías recomendadas para optimizar el comportamiento térmico de los edificios según M.
Ibáñez Plana Tecnología Solar17, con lo cual se logra que la penetración de la radiación solar
sea menor y se aprovecha la entrada de el viento durante la mayor parte del año limitando el uso
de equipos adicionales.
En la fachada Sur se ubican las sala, el dormitorio principal con su baño y la cocina. Mientras
que el la zona norte se colocaran los dormitorios adicionales, el comedor y el cuarto de
herramientas. Lo cual hará que la cocina gracias a la recepción de los vientos frontales pueda
mantener una temperatura adecuada disminuyendo así las necesidades de refrigeración por
calor sensible y latente. Mientras que el área de herramientas servirá como aislante térmico al
permanecer desocupado y con mínima presencia de calor sensible. Todo ello gracias a la ayuda
de los vientos predominantes del sitio, los cuales golpean a las fachadas Sur (Ventanales y
aperturas de apoyo en la parte inferior), permitiendo una ventilación cruzada en sentido
transversal del Sur al Norte…Véase Figura 13… Este diseño además ha tenido en cuenta el
cumplimiento de la norma NSR-98, con lo cual se cumplen características adicionales de calidad
y durabilidad.
17
Ibíd. IBAÑEZ PLANA M, ROSELLO POLO J.R. p.60
56. 75
FIGURA 13 Diseño arquitectónico construcción casa con Guadua.
Fuente: Duglas Dreher Arquitectos, Modificado por el autor. [on Line].
57. 76
3.3. Selección de los materiales de diseño de la casa ambientalmente
ecológicos.
Una vez se ha determinado la ubicación y las características habitacionales se han de buscar los
materiales que sean mas autóctonos, adecuados a los conocimientos de los habitantes, con
características eficientes y adecuadas para la construcción. Todo ello cumpliendo con un
mínimo impacto del medio ambiente (material ecoeficiente).
Por lo tanto una vez establecidos estos parámetros debemos investigar los elementos con mayor
utilización en nuestro territorio los cuales son: la madera, la guadua, el ladrillo, el bloque, al
adobe, bahareque y los ladrillos de aglomerado. Los cuales una vez investigados de manera
individual nos permiten separarlos en aquellos que cumplen con los parámetros inicialmente
mencionados, logrando identificar en la guadua y el bahareque los elementos con mayor
tradición histórica arquitectónica, la cual se haya documentada desde tiempos inmemoriales y
ha evolucionado a través del tiempos.
FIGURA 14 Vivienda tradicional elaborada en guadua y adobe en el municipio de Apulo.
Fuente: El autor.
58. 77
Esta evolución ha permitido que desde nuestros aborígenes hasta nuestros días se hayan
utilizado técnicas diferentes como el uso de la guadua enterrada, amarradas con bejucos y
elaborando muros a manera de canastos con doble cara rellenos con tierra y elaborando techos
pajizos (casas antiguas de bahareque…Véase figura 14…). La evolución de las anteriores
técnicas ha permitido alcanzar técnicas mas eficientes como las actualmente impulsadas que
requieren la elaboración de cimientos en concreto armado, sobrecimientos en muros confinados
y a manera de muros paredes huecas dobles o sencillas hechas con guadua, "esterilla" de
guadua, malla y revoque o repello con mortero de arena y cemento y cubierta en teja de barro o
galvanizada, es decir una casa liviana (casa modernas de Bahareque), las cuales son durable,
sismorresistentes, bellas, resistentes al fuego y con el encanto de la casa de madera o
tradicional de nuestros territorios.
Actualmente es ampliamente arraigada la ideología popular sobre el concepto de durabilidad el
cual se basa a costa de un alto consumo de energía, una cantidad exagerada de materia prima y
de ineficientes procesos de fabricación (fabricación de Ladrillos, Bloques y cimientos pesados).
Por lo tanto la guadua ofrece un producto de fibras naturales muy fuertes que permiten
desarrollar productos industrializables tales como aglomerados, laminados, pisos, paneles,
esteras, pulpa y papel, es decir productos de alta calidad que se podrían ofrecer en el mercado
nacional e internacional
Ante esto se hace necesario conocer a la guadua como material de construcción y relleno, ya
que conociendo sus condiciones de siembre cultivo y características mecánicas que la identifican
como un material eficiente podremos cumplir los parámetros planteados para el proceso
contractivo.
3.3.1. La guadua. Esta planta pertenece a la familia de las gramíneas que posee como
característica un rápido crecimiento, una alta resistencia, un mínimo peso y una alta capacidad
de adaptación para múltiples usos. Además por su versatilidad y adecuadas condiciones permite
en las cuencas hidrográficas una adecuada regulación por su capacidad de almacenar agua en
el tallo y los canutos.
59. 78
La guadúa también contribuye conservación y mejoramiento de la calidad del aire, ya que la
cantidad de oxígeno que produce un guadual según los estudios es muy superior a cualquier
sistema forestal sobre la misma superficie de terreno. Por ello, la utilización (captación) de C02
del aire en el proceso de fotosíntesis es igualmente mayor que en otras especies.
La condición anterior representa una enorme riqueza ambiental, ya que al producir una mayor
cantidad de oxigeno permite realizar una mayor fijación de dióxido de carbono (CO2), a tal punto
que su madera no libera a la atmósfera el gas retenido después de ser transformada en
elemento o ser usada en construcción, sino que éste queda fijo en las obras realizadas con ella.
Esta particularidad llama la atención de los países industrializados que ven en este tipo de
cultivos y formas contractivas una forma de disminuir el creciente aumento de presencia de
gases de efecto invernadero (según lo acordado en el Protocolo de Kyoto). Lo cual lo vislumbra
como una de las especies que podría ayudar a resolver un inquietante problema global como el
calentamiento global y que lo haría, tal vez, a costos más bajos que con otros procesos
tecnológicos más complejos.
Un aspecto importante de la construcción con este tipo de materiales es que utiliza alrededor del
10 %18 de la energía que normalmente demanda la construcción de una vivienda con materiales
comunes. Es importante tener en cuenta que un porcentaje importante de los gases que
recalientan la atmósfera son producidos por la industria de la construcción mediante la
inadecuada quema del recurso energético (combustión incompleta, combustible ineficiente,
tecnología inapropiada y obsoleta).
Vale la pena recordar que nosotros como país tropical tenemos a mano un recurso natural,
abundante, económico, renovable como es la guadua. Si se siembran 80 plantas de guadua
pueda al cabo de 4 o 5 años cuando la planta se encuentra en estado de madurez obtener el
material aproximado a 130 tallos los cuales serán mas que suficientes para construir los muros y
estructuras de vigas superiores y columnas necesarios para una casa de 60 M219, teniendo en
cuenta que además el guadual como cultivo perenne sigue productivo, ya que no es necesario
acabar con la planta sino solamente podarla.
18
Mario Álvarez Ureña, Construir con desechos. [on line]
19
Ibíd.
60. 79
Por lo anterior “la guadua presenta un gran potencial para la solución de muchos problemas en
especial el de vivienda y ello sin pasar por alto (especialmente con el bambú): alimentación,
producción de etanol - alcohol - celulosa - fabricación del papel - carbón, usos medicinales,
bosques protectores, "sumidero" de carbono, control de erosión, paisajístico y muchos más,
encontramos en éste, un recurso poco explotado y conocido en nuestro medio de manera
técnica y masiva”20.
3.3.1.1. Características Físico - Mecánicas. Este tipo de construcciones por su características
de sismo resistencia se han denominado como construcciones con "acero vegetal", al ser este
liviano y muy flexible, también por ser un recurso natural renovable “que a diferencia de las
maderas que se cortan y hay que volverlas a sembrar; la guadua no se corta si no que se poda;
taxonómicamente los bambúes pertenecen a la mas primitiva, diversa y menos estudiada familia
de las Poáceas ( gramíneas ), la denominada subfamilia Bambusoideae; de donde se desprende
la variedad de la "Bambusa Angustifolia Kunth" o guadua; un verdadero dinosaurio del reino
vegetal; no es una especie forestal (árbol), es una gramínea, es decir un pasto gigante de la
misma familia del maíz, del arroz y del trigo”21.
Esta especie vegetal es considerada de rápido crecimiento ya que puede crecer en promedio 10
a 11 cm. diarios, por lo cual su utilidad comercial se puede dar a los 4 años de sembrada cuando
ya está madura y es apta para su uso en construcción.
“Uno de los problemas sobre las características físico-mecánica de la guadua es que la
documentación de dichas investigaciones no se encuentra homologada; para tener un orden de
magnitud y dada la seriedad y representatividad de los ensayos realizados por el "Instituto
Alemán de Prueba de Materiales de Construcción Civil de Stuttgart" en noviembre de 1999 para
el pabellón ZERI de Colombia en ExpoHannover, en guadua variedad "macana" procedente de
la zona cafetera; presentamos sus resultados advirtiendo que éstos no corresponden a los
límites sino a los de diseño:
1) Compresión. Sigma: 18 N/mm2, Módulo de Elasticidad: 18.400 x 106 N/m2 (18.400 x106
Pas).
20
Ibíd.
21
COLORADO Alejandra, La guadua (Una maravilla natural de grandes bondades y promisorio futuro).
[on line]
61. 80
2) Tensión. Sigma 18 N/mm2, Módulo de Elasticidad: 19.000 x 106 N/m2
3) Flexión: Sigma 18 N/mm2, Módulo de Elasticidad: 17.900 x 106 N/m2
4) Cortante: Tau - sin cemento en el cañuto - 1.1 x 106 N/m2
5) Densidad Específica: 790 Kg/M3.
Para poder comparar las características se puede citar que una varilla de hierro de 1 cm2 de
sección - menos de ½" - resiste a la tracción 40 KN. Una guadua con una sección de 12 cm2
resiste 216 KN. ”22
Es fundamental en el momento del diseño final tener en cuenta que la guadua trabaja muy bien a
la flexión, a la compresión y a la tracción. Para este último caso el problema que presenta es en
el momento de realizar la sujeción, ya que ella no puede realizarse por golpe mecánico (martillo
con puntillas), sino que debe realizarse mediante perforaciones en el cuerpo de la guadua
mediante un taladro, que no realice astillado en el material. Pero como características negativas
presenta que trabaja muy mal a la flexión y al aplastamiento perpendicular a lo largo de su
longitud; por consiguiente las estructuras de guadua deben calcularse y seguirse su construcción
de acuerdo a la Norma NSR-98 y en especial al manual de construcción sismo resistente de
vivienda en Bahareque en cementado…Véase Anexo C…
3.3.1.2. Características necesarias para el cultivo de guadua clima y suelo. Para conseguir
estas características Físico Mecánicas es necesario que el área de desarrollo del cultivo
presente las siguientes condiciones:
Temperatura: Uno de los factores climáticos importantes es la temperatura puesto que cuando
esta se encuentra por fuera de los 20° y 26°C, la guadua presenta diámetros de menor espesor
y los tallos suelen tener un menor desarrollo del deseado para ser usado en construcción.
Altura sobre el nivel del mar: Esta planta tiene unos adecuados rendimientos entre los 800 y
1600 MSNM (Metros Sobre el Nivel del Mar).
Nivel de Precipitación: Los requerimientos de pluviosidad de la zona deben ser mayores a los
1200 mm anuales, siendo los óptimos fluctuantes entre 2000 y los 2500 mm/año. Los cuales
pueden ser apoyados y beneficiados por la recuperación de vertientes hídricas.
22
UREÑA Mario Alvarez, Plantemos Bambú - Guadua para cosechar casas. [on line]
