Recarpeteos
de Concreto Introducción Al paso del tiempo, puede notarse que la carpeta de un pavimento en una calle o avenida se degrada lentamente, por lo que deben aplicarse acciones para mantener la función apropiada de esa estructura. De entre algunas opciones que van encaminadas a proteger o reparar las carpetas, están los llamados recarpeteos de concreto. Un recarpeteo se refiere a la colocación de una capa delgada de concreto sobre la actual carpeta para ofrecer una superficie nueva que prolongue la vida de la estructura antes de contemplar su demolición total. El recarpeteo se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones. Una de las más importantes es la rehabilitación de carpetas asfálticas, de concreto, o compuestas de estos dos últimos.
Tipos de recarpeteo
Existen dos tipos básicos de recarpeteo: 1.- Recarpeteos adheridos.- Los recarpeteos adheridos son relativamente delgados (50-100 mm) y son idóneos cuando existe un daño severo en la superficie, pero la condición estructural del pavimento sigue siendo buena. Juntos tanto el recarpeteo y el pavimento existente funcionan como un sistema monolítico. Cuando se le usa en conjunto con una carpeta asfáltica, el término se refiere como recarpeteo ultra-delgado (del inglés ultra-thin white-topping). 2.- Recarpeteos sin adherencia.- Los recarpeteos sin adherencia son de espesores típicos de 100 hasta 280 mm, dependiendo de la vida útil deseada, cargas de tráfico futuras y la condi-
ción de las capas del pavimento. Este recarpeteo funciona como un nuevo sistema de pavimento, proporcionando a esta adherencia cierta capacidad estructural al sistema. Bajo este tipo de recarpeteo se debe evitar la adherencia por medio de la colocación de un geotextil, la razón es que la adherencia puede transmitir esfuerzos al recarpeteo y resultar en un reflejo de grietas.
Materiales En general, el material usado para un recarpeteo es el mismo que el usado para un concreto estándar. Sin embargo, los constituyentes y proporciones exactos están influenciados por el tipo y tamaño del recarpeteo a usar y las propiedades del pavimento existente. El tamaño máximo de agregado está en función de espesor del recarpeteo. Además de ello, la selección de los agregados puede jugar un rol importante en las propiedades térmicas del recarpeteo. Si el tipo es del adherido, éste debe expanderse y contraerse con el cambio de temperatura, misma o en menor magnitud que en la estructura existente, pero el mayor efecto en este comportamiento es el tipo de agregado.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Dr. José Mora Ruacho M.V. Aldo A. Cisneros Rodríguez.
Cuando la velocidad de construcción es de alta prioridad se deben considerar mezclas de alta resistencia inicial y separadores en el material, que típicamente son de 25mm.
Procedimientos de construcción Antes de la colocación de un recarpeteo debe prepararse la carpeta existente. Las reparaciones pequeñas se deben realizar en áreas que pueden influenciar el desempeño del recarpeteo, que puede incluir agrietamientos, despostillado de juntas, etc. Ya reparada la superficie puede agregarse un rebaje general u otras técnicas. Esta preparación mejora la adherencia en su caso. Los recarpeteos deben coincidir con las juntas del pavimento existente para maximizar la transferencia de carga. Los recarpeteos de concreto son una solución muy útil en la construcción y reparación de pavimentos. Con la debida consideración de materiales, diseño y construcción puede alargar la vida del pavimento sin el largo proceso de una reconstrucción total.
Referencias Harrington, Dale, “Guide to Concrete Overlays”, Sustainable Solutions for Resurfacing and Rehabilitating Existing Pavements, Segunda Edición, National Concrete Pavement Technology Center, Ames, Iowa, EE.UU, 2008, 88 páginas.
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Ahorro de energía y
energías renovables en Chihuahua Ing. José Luis Ibarra Noris Es urgente participar conjuntamente sociedad y gobierno en acciones de promoción, capacitación, asesorías y desarrollo de proyectos, concientizándonos primeramente sobre la necesidad de reducir las emisiones de CO2, principal causante del cambio climático, a través del ahorro y uso eficiente de energía en los diversos ámbitos de nuestra vida cotidiana como son: Uso doméstico, comercial, agrícola, industrial, transporte, servicios públicos y privados.
Ahorro de energía eléctrica en vivienda El sector residencial, después del industrial, es donde se consume más energía eléctrica debido en gran parte a las temperaturas extremas que se registran en el verano para climatizar la vivienda principalmente mediante equipos eléctricos del aire lavado y en el invierno se requieren grandes consumos de combustibles y energía eléctrica, principalmente para equipos de calefacción.
El siguiente renglón de consumos en el hogar son los equipos electrodomésticos principalmente el refrigerador entre otros y la iluminación.
Acciones Por lo anterior se requiere llevar a cabo las siguientes acciones para lograr ahorros de energía eléctrica, confort, salud y calidad de vida de los ocupantes de la vivienda, principalmente de los niveles socioeconómicos medio y popular. • Aislamiento térmico y diseño bioclimático. • Sustitución de refrigerador e iluminación por equipos eficientes y ahorradores de energías. • Calefacción y calentamiento de agua con energía solar. • Modificación en hábitos de consumo en las familias.
Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica).
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CT Una buena referencia a considerar es que por cada kWh que ahorremos, se dejará de emitir al medio ambiente entre 0.6 y un kilogramo de gases efecto invernadero (CO2). El uso eficiente de la energía va de la mano con los conceptos de calidad y productividad, ya que impactan en los objetivos de competitividad, en los procesos de producción y de servicios. Como solución generalmente se requiere actualizar las tecnologías en equipos de iluminación, climatización, bombeo, aire comprimido, motores, etc. y el establecimiento de buenos hábitos de consumo. Con respecto a las energías renovables, en el Estado de Chihuahua, existe un buen potencial para el aprovechamiento de energía solar, energía eólica, mini-hidroeléctrica y biocombustibles.
Direct Normal kWh/m2/day > 7.5 7.0 - 7.5 6.5 - 7.0 6.0 - 6.5 5.5 - 6.0 5.0 - 5.5 4.5 - 5.0 4.0 - 4.5 3.0 - 4.0 < 3.0
Los valores de captación solar oscilan entre 7 y 7.5 kWh/ m² /día.
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El laboratorio de
Rocío Nava Quintero
ensayes acelerados en pavimentos
El Instituto Mexicano del Transporte (IMT) está trabajando en su sede en la creación del Laboratorio de Ensayes Acelerados en Pavimentos (LEAP), del cual nos habló el director general del Instituto, el ingeniero Roberto Aguerrebere. En términos generales, este proyecto tiene como fin que la aplicación de los recursos en las carreteras nuevas y actuales sea eficiente. A nivel mundial, este tipo de instalaciones, conocidas como APT (Acelerated Pavement Testing), se dedican a la aplicación controlada de repeticiones de carga sobre estructuras de pavimento. El LEAP tiene como fin generar el conocimiento y la tecnología para mejorar el desempeño de los pavimentos y aumentar su durabilidad a través de acciones como la evaluación, validación y mejora de los diseños estructurales; estudio de la interacción vehículo-pavimento-medio ambiente; evaluación de materiales y ensayes asociados, modelación en ingeniería de pavimentos, desarrollo y validación de estrategias de rehabilitación, mantenimiento y conservación; certificación de nuevos desarrollos, así como mejoramiento de modelos económicos y gestión de pavimentos. Su implementación contempla la construcción de dos pistas de prueba de 20 metros de longitud efectiva cada una. El proyecto tiene diversas innovaciones que permitirán una máxima disponibilidad instalada para la realización de pruebas, versatilidad de uso y bajo costo. Otra característica del LEAP es que en éste se puede ajustar la fuerza ejercida sobre el pavimento. Así, se contempla la aplicación de carga por medios electromagnéticos, si-
(Extracto tomado de Construcción y Tecnología, marzo de 2010) Colaboración especial del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A.C., asociación sin fines de lucro cuya misión es Promover el mejor uso del cemento y del concreto en México.
mulando el paso de un vehículo equipado con una o dos llantas paralelas, con una capacidad de carga individual de 3,350 kgs., por llanta. Cabe decir que la carga puede aplicarse en un sentido del recorrido o en ambos. También se puede modificar la trayectoria recorrida por las llantas haciéndola variar en los intentos para abarcar uniformemente un ancho total de prueba igual al ancho del conjunto de llantas más un metro. Este sistema, cuando esté en funciones, deberá estar completamente instrumentado para medir la velocidad de desplazamiento a lo largo del tramo de 20 metros de prueba efectiva; para ver el valor real de la carga aplicada, el número de ciclos efectuados, así como los parámetros de una operación confiable que son: temperatura, niveles de fluidos y presiones de lubricación. Esta instrumentación deberá ser redundante para garantizar que la información no se pierda por falta de algún instrumento durante la ejecución de una prueba, por lo que deberá ser almacenada en una base de datos con capacidad para generar reportes de esfuerzo, desplazamiento, humedad y temperatura, entre otras acciones.
Nuestras carreteras Aguerrebere sostiene que el reto actual consiste en ponernos al día en la incorporación de nuevos materiales con la mayor certidumbre posible. Asevera así que la construcción del Laboratorio de Ensayes Acelerados en Pavimentos contribuiría a brindar opciones en el uso de nuevos materiales como los modificadores y los distintos aditivos para asfalto o los concretos hidráulicos. Al hablar de nuevos materiales, no se refiere sólo a los tecnológicamente hablando, sino a aquellos que por primera vez se podrían usar en las carreteras, como son los productos provenientes del reciclado de llantas o de otras industrias. Mencionó que puede asegurar que el pavimento de concreto ha tenido un excelente desempeño en los lugares donde ha sido aplicado. Las ventajas del material se pueden apreciar en tramos con tráfico intenso y pesado, donde el pavimento de concreto es la mejor opción. Asimismo, puede aplicarse en vías urbanas o en vialidades primarias de alta intensidad vehicular. Aguerrebere sostiene que el reto actual consiste en ponernos al día en la incorporación de nuevos materiales con la mayor certidumbre posible. Asevera así que la construcción del Laboratorio de Ensayes Acelerados en Pavimentos contribuiría a brindar opciones en el uso de nuevos materiales como los modificadores y los distintos aditivos para asfalto o los concretos hidráulicos.
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Al hablar de nuevos materiales, no se refiere sólo a los tecnológicamente hablando, sino a aquellos que por primera vez se podrían usar en las carreteras, como son los productos provenientes del reciclado de llantas o de otras industrias. Mencionó que puede asegurar que el pavimento de concreto ha tenido un excelente desempeño en los lugares donde ha sido aplicado. Las ventajas del material se pueden apreciar en tramos con tráfico intenso y pesado, donde el pavimento de concreto es la mejor opción. Asimismo, puede aplicarse en vías urbanas o en vialidades primarias de alta intensidad vehicular.
Mayor información: www.imcyc.com
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Puente
Baluarte I.C. Luis Antonio Flotte Rodríguez.
Río del Baluarte El puerto de Mazatlán, Sin., está conectado actualmente con la ciudad de Durango, Dgo., por una carretera con especificaciones de bajos estándares que la hacen lenta, peligrosa y antieconómica. Este tramo será sustituido por un nuevo proyecto de autopista con mejores especificaciones de tal manera que la ciudad de Mazatlán quedará conectada para finales del año 2012 con el importante corredor terrestre que iniciará en Mazatlán, Sin., (en el Pacífico), terminando en Matamoros, Tamps., (en el Golfo).Con esta obra se acortarán tres horas el tiempo de recorrido entre Durango y Mazatlán y el corredor tendrá ahora una sustancial mejora en sus condiciones de recorrido.
Para que este corredor quede operando de cabo a cabo para el 2012, hace falta terminar el tramo de la autopista Durango-Mazatlán que tendrá una longitud de 230 km. Con ancho de calzada de 7.00 m formada por dos carriles de 3.50 m de ancho y acotamientos de 2.50m, haciendo un ancho total de la sección de 12.00 m. Esta obra tendrá un costo total de 2, 500 millones de pesos y atravesará la Sierra Madre Occidental, sobre el Espinazo del Diablo, y para ello se requiere perforar cerca de 63 túneles y construir 9 puentes que por sus características serán los más altos de Latinoamérica, sobre todo el más notable que es el puente que cruza el río del Baluarte ubicado en el límite de los estados de Durango y Sinaloa y que en el punto de cruce salvará una cañada a 390m de profundidad. El puente Baluarte tendrá una longitud total de 1,124 m, de las cuales 432m son de estructura de acero y 692m de concreto. La longitud del claro principal es de 520 m, la pila más alta es de 148 m y la calzada tendrá un ancho total de 20 m. La solución estructural es del tipo de tirantes dispuestos en abanico; contará con cuatro pares de abanicos que parten de los aguilones de las pilas hacia los extremos de la calzada, los abanicos están formados cada uno por 19 tirantes en promedio y cada tirante se forma con 20 y hasta 47 torones.
La influencia directa de este corredor terrestre para el comercio y el turismo, abarca nueve Estados de la Zona Norte, que son: Sinaloa, Durango, Coahuila, Chihuahua, Nuevo León, Zacatecas, Jalisco y Tamaulipas. Este corredor promoverá el intercambio de productos y servicios complementarios en virtud de que ligará regiones Agropecuarias, regiones Costeras, regiones Forestales del Altiplano y detonará la actividad de las zonas Industriales, Mineras y Turísticas existentes. La distancia del corredor será de 1,241 km pasando por las ciudades de Mazatlán, Durango, Torreón y Gómez Palacio, Saltillo, Monterrey, Reynosa y Matamoros que hace frontera con Brownsville, Tex. 08
CT Este tramo sustituirá a la famosa ruta del “ Espinazo del Diablo “ una estrecha carretera que se ganó su apodo por la forma en que se sigue precariamente de cresta a cresta los irregulares picos montañosos de la Sierra Madre Occidental. El camino actual es un peligroso tramo con curvas horizontales y verticales con radios de curvatura muy estrechos y tramos rectos muy cortos que hacen sentir que la ruta es prácticamente una peligrosa y cansada espiral. Cuando la carretera quede terminada, se contará con una ruta más segura y más directa a través de las montañas. Se espera mejorar el comercio y aumentar el turismo entre la ciudad de Durango y la ciudad costera de Mazatlán. Para lograr esta conexión, los ingenieros de México se vieron obligados a diseñar una carretera con no menos de 63 túneles, casi 10 veces más de lo que nunca se han construido en cualquier carretera en América del Norte. La carretera nos sorprende con un desfile de nueve imponentes puentes en los que ocho de ellos superan los 90 metros de altura, estos son: El Baluarte, Santa Lucia, Neverías, La Pinta, Chico, Botijas, Pueblo Nuevo y El Carrizo.
Mapa de localización de los 9 puentes más altos y los 59 a 63 túneles de la autopista Durango – Mazatlán.
Sólo en China occidental Hurong y Kunming-Guiyang y en carreteras tipo A3 de Italia tienen una mayor colección de puentes altos.
Formando la frontera entre los Estados de Sinaloa y Durango, el rio Baluarte es el obstáculo más formidable sobre la ruta, es un cañón - desfiladero de más de 400 metros de altura. Para cruzarla, los ingenieros de México decidieron construir este puente a base de tirantes, lo que permitiría la construcción continua desde una sola torre hacia ambos lados del cañón, evitando la construcción difícil y costosa de obra falsa temporal. Una vez completado este puente Baluarte, la altura final será de 390 metros, que lo hará ser el segundo puente carretero más alto del mundo. También tendrá la extensión más larga de cualquier puente atirantado en América del Norte ya que la longitud del claro principal será de 520 metros, superior en 37 metros a la del puente de John James Audubon en Louisiana, St. Francisville. Cuando sea terminada su construcción en el año 2012, el puente del río Baluarte será el puente más alto de América del Norte, superando el del viaducto de Millau en Francia. Esta autopista Durango-Mazatlán se convertirá en un símbolo orgulloso y prominente de las habilidades constructivas y de diseño de la Ingeniería Civil Mexicana durante varias décadas. Será la joya de la corona de la autopista Durango-Mazatlán con desarrollo de 230 kilómetros entre la Costa del Pacífico y el estado de Durango.
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CALLES
VERDES
Soluciones urbanas sustentables
Dra. Cecilia Olague Caballero
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Introducción
Los impactos directos más importantes que la construcción de calles y carreteras implica son:
Actualmente se cobra cada día mayor conciencia de la importancia de reducir los impactos que el desarrollo de la infraestructura urbana genera en nuestro medio ambiente. En este sentido el concepto de construcción verde especialmente en lo que se refiere a las calles de una ciudad, implica la consideración de aspectos básicos como: manejo adecuado de las aguas pluviales, reducción de emisiones al medio ambiente, reciclaje, reutilización y renovación de recursos, conservación y manejo de los ecosistemas y desde luego los impactos benéficos que su construcción implica para la sociedad en general.
- Pérdida de la capa vegetal, exclusión de otros usos para la tierra, modificación de patrones naturales de drenaje, cambios en la elevación de las aguas subterráneas, deslaves, erosión y sedimentación de corrientes de agua, degradación del paisaje, destrucción de sitios culturales e interferencia con la movilización de animales y residentes locales. - Otros impactos se derivan de la utilización de bancos de materiales y áreas de almacenamiento de los mismos. - Adicionalmente se generan impactos socioculturales adversos como resultado de la contaminación del aire y del suelo proveniente de plantas de asfalto, el polvo y el ruido del equipo de construcción, derrames involuntarios de combustibles y aceites, basura, etc.
Una cantidad importante de energía es utilizada para la producción de materiales que se utilizarán para la construcción de calles y carreteras, así como para su mantenimiento. El inadecuado diseño de las mismas o la operación deficiente de ellas produce congestionamientos que generan contaminación y desperdicio de recursos y energía. La utilización de materiales reciclados ayuda significativamente a reducir el consumo energético que la producción de materiales implica.
Los impactos indirectos son: La mayoría de estos son socioculturales derivados de la degradación visual debido a la publicidad no regulada a los lados del camino, los impactos derivados de la urbanización no planificada inducida por el proyecto, la alteración de la tenencia de la tierra debido a la especulación, el mayor acceso humano a áreas naturales, etc.
El impacto positivo que genera la construcción de calles y carreteras en el desarrollo económico de una ciudad es desde luego un punto importante a considerar dentro de cualquier evaluación socioeconómica y con criterios de sustentabilidad que se realice. En este sentido un diseño estéticamente armónico y bien planeado incide positivamente en el desarrollo de una región posibilitando el desarrollo económico y social de la ciudad.
Soluciones sustentables en las vialidades de una ciudad Un diseño de calles denominado verde, implica la mitigación adecuada de los impactos que su construcción implica, mejorando el entorno medioambiental de las mismas en seis aspectos clave:
Es importante que una ciudad fomente programas para la construcción sustentable de sus calles y vías rápidas. Los factores a considerar más importantes son:
1. Manejo pluvial adecuado. 2. Mejoramiento de la recarga de los acuíferos así como de la calidad de agua. 3. Reducir el efecto de isla de calor urbano. 4. Mejorar la seguridad de los peatones. 5. Reducir las emisiones de carbono. 6. Mejorar la imagen urbana de la ciudad.
- Reducción del consumo de recursos. - Mejora del paisaje urbano y equipamiento. - Protección de la biodiversidad en el corredor de las calles y vías rápidas y en terrenos adyacentes. - Reducción de los impactos sobre los recursos hídricos y los sistemas de manejo de aguas pluviales. - Mejora de la calidad del aire local. - Reducción de ruido del transporte por las calles y las vías rápidas en nuestras comunidades. - Protección del patrimonio cultural. - Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero del sector transporte.
Estos objetivos pueden ser alcanzados a través de la utilización de diferentes tipos de calles y vías rápidas que contemplen mayor cubierta vegetal a los lados de las mismas mediante la utilización de especies nativas de bajo consumo de agua y bajo mantenimiento, manejo adecuado de el paisaje en la zona de paso, zonas de retención y captación de las aguas pluviales, utilización de pavimentos permeables, utilización de árboles que proporcionen sombra y banquetas y ciclo vías, que promuevan esquemas de movilidad no motorizada. 11
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Los edificios autosuficientes en energía I.C. Roberto Gallegos Ramírez
En estos tiempos se ha vuelto un tema de gran polémica el calentamiento global o cambio climático que amenaza si no la supervivencia de la raza humana, por lo menos con un costo altísimo para las generaciones futuras la lucha contra las consecuencias que este cambio climático tendrá en nuestro mundo, y decimos tendrá, porque ya no hay duda de que éste se presentará. Lo más triste de todo es que aún con la evidencia abrumadora de este cambio climático hay gente que todavía no lo toma en serio o piensa que no es un problema que le toca resolver, aún cuando esta evidencia muestra que nuestra generación es la que más ha contribuido al cambio climático por el derroche inconsciente de energía generada con combustibles fósiles subsidiados que han aumentado inconmensurablemente las concentraciones de gases efecto invernadero, sobre todo CO2, en nuestra atmósfera.
Para que proporcione energía a nuestros automóviles puede ser que tengamos que esperar uno o dos años, (sí, uno o dos, no 10 o 20), pero para el resto es completamente realizable y además de forma económica y rentable. Empecemos por el principio, el principal gasto de energía de un edificio es la climatización del mismo y para el caso de nuestro Estado con temperaturas extremosas esto es todavía más cierto, sin embargo hay técnicas y estrategias que nos permiten reducir estos gastos hasta el 100% En Estados Unidos hay un programa de certificación llevado a cabo por el Instituto de la Casa Pasiva (The Passive House Institute-PHI-) que a la vez es un programa traído de Europa cuyo objetivo es promover los estándares de la casa pasiva que consisten básicamente en minimizar las pérdidas de energía y maximizar las ganancias pasivas de energía de manera de reducir al menos en un 95% las necesidades de energía para climatización con respecto a un edificio convencional.
Pero este no es nuestro principal tema en este artículo, lo que sí queremos resaltar es que poner nuestro grano de arena para combatir el cambio climático es más fácil de lo que podamos pensar y con consecuencias en nuestros bolsillos que nos sorprenderán. Sólo una cosa más, el costo de quemar combustibles fósiles no se limita a los costos crecientes de extracción, transporte, refinamiento y comercialización de éstos, también hay que considerar el daño que hacemos al ambiente y que sólo se hacen evidentes cuando hay accidentes como el Exxon Valdés o el derrame en el Golfo de México de British Petroleum que tendrá consecuencias catastróficas en la ecología del mundo y sólo porque nos negamos a pagar el verdadero costo de estos combustibles. (El litro de gasolina debería de andar por los $30.00 o más).
Esto se logra poniendo especial atención a los detalles al implementar 7 principios básicos: 1) Superaislamiento, 2) Eliminación de puentes térmicos, 3) Hacer el edificio hermético, 4) Especificar ventilación con recuperación de calor o energía, 5) Especificar puertas y ventanas de alto desempeño, 6) Optimizar ganancias pasivas de energía solar así como de aportaciones internas de calor, 7) Evaluar y optimizar pérdidas y ganancias de energía.
Pero regresemos a nuestro tema, ¿Qué pensaría de un edificio autosuficiente en energía, esto es que no gaste o por lo menos no consuma electricidad o gas de fuentes externas a éste para su climatización, iluminación, agua caliente y otros usos, además que el costo de esta energía sea gratis y que pueda además proporcionar energía limpia a nuestros automóviles? ¿Demasiado bueno para ser cierto? ¿Utopía del futuro? ¿Sueño güajiro?
Superaislamiento.- El aislamiento térmico es una de las principales herramientas del diseño bioclimático (aunque algunos arquitectos digan que ellos hacen diseño bioclimático sin usar aislamiento), que en este caso se trata de llevar al máximo rentable. Por supuesto que las necesidades de aislamiento varían dependiendo de la ubicación del edificio, en algunos lugares
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Optimizar energía solar pasiva y aportaciones internas. Con esto nos referimos principalmente a la orientación del edificio, la colocación y tamaño de las paredes transparentes, las protecciones solares de éstas y la masa térmica del edificio.
muy fríos se especifican R’s de hasta 10 m2ºC/W (equivalente a R56 en unidades británicas), que implican espesores de aislantes hasta de 18”, sin embargo para nuestra región con R’s de 3 a 5 m2ºC/W se considera suficiente.
Evaluación de pérdidas y ganancias de energía. Para la implementación de todo lo anterior se necesita de un método válido para calcular las pérdidas y ganancias de energía y poder decidir las mejoras estrategias y lograr el objetivo de tener un edificio que no consuma más de un 5% de energía que uno convencional. Estos métodos tienen años de ser usados y un perito en eficiencia térmica los conoce bien y los puede implementar. Como referencia, para que un edificio sea certificado por el PHI, los requerimientos de energía para climatización (verano e invierno) no deben ser superiores a 15 Kwh/m2/año y la demanda primaria de energía (iluminación, agua caliente y resto) no debe pasar de 120 Kwh/m2/año.
Puentes térmicos.- Un R alto no sirve de nada si no se cuidan los puentes térmicos, los cuales hay que eliminar completamente, poniendo especial atención a los creados en marcos de puertas y ventanas y uniones de paredes con pisos, entrepisos y azoteas así como en conducciones que atraviesen la envolvente. Edificio hermético. Las pérdidas (o ganancias) de energía debidos a corrientes indeseables de aire son significativas en estos edificios, afortunadamente en nuestro sistema constructivo es relativamente sencillo de contener. La especificación del PHI es que a una presión de 50 Pa el edificio no debe permitir más de 0.60 cambios de aire por hora (referidos al volumen).
Pero hablamos de ser autosuficientes en energía y aquí todavía hay un gasto que hay que cubrir. Básicamente hay dos formas de energía que necesita un edificio, calor y electricidad y las dos se pueden suministrar con energía solar.
Ventiladores con recuperación de calor (HRV o ERV). Puede ser que este aparato sea el corazón de una casa 100% autosuficiente, pues además de reducir significativamente el gasto de energía para calentar o enfriar el aire fresco que entra al edificio, resuelve el fuerte problema de lograr una ventilación adecuada en una casa que es hermética, la salud y confort de los ocupantes son primero y una buena calidad de aire es indispensable. Esta ventilación mecánica controlada extrae el aire viciado de las piezas de servicio y suministra aire fresco en las piezas principales con un recorrido óptimo del aire dentro del edificio. Otra ventaja importante es que se puede integrar una climatización de respaldo al ventilador usando fuentes de energía renovables.
Hablamos primeramente de edificios pasivos con el objeto de minimizar al máximo las necesidades de energía y por lo tanto el tamaño e inversión en los equipos solares que pueden suministrar esta energía, que básicamente son dos tipos: Colectores solares para calentar agua, que será utilizada tanto para uso doméstico como para la calefacción de respaldo del edificio. En una casa mediana (150 m2) los requerimientos se pueden satisfacer con 3 colectores de 4 m2 c/u. Paneles fotovoltáicos –PF- para energía eléctrica, que satisfacen las necesidades de energía eléctrica del edificio. Generar un KWh con paneles fotovoltáicos cuesta en la actualidad (sin subsidios) alrededor de $1.50 pesos. La tarifa actual (Julio 2010) de CFE para el rango excedente de la tarifa 1B es de $2.97 por KWh y en la tarifa DAC es de $3.75 por KWh (impuestos y derechos incluidos). ¿Será conveniente instalar paneles fotovoltáicos? Una de las principales ventajas de generar energía eléctrica con PF es que la generación se hace en el lugar donde se consume la energía y por lo tanto no hay costo de transporte (no sabemos el desglose del costo de generar y transportar energía que tiene CFE, pero la generación con PF compite gracias a evitar el
Puertas y ventanas de alto desempeño.- Puede ser que este sea el gasto de mayor impacto en un edificio autosuficiente pero tiene un valor agregado. Las puertas y ventanas de alto desempeño (Altos valores de R y valores adecuados del factor solar -porcentaje de energía que deja pasar la ventana- además de muy herméticas) son cruciales para el de-sempeño del edificio en su conjunto, y proporcionan además un nivel de confort elevado pues también son buenos aislantes acústicos y no permiten el paso del polvo.
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costo de transporte) que en algunos casos compensa el alto costo de las celdas fotovoltáicas (por cierto han bajado de precio). En instalaciones realizadas en Chihuahua (primer sistema de energía solar interconectado a la red de CFE en la ciudad) el usuario ha obtenido ahorros hasta de un 90% de su recibo de luz, que gracias al efecto de cambio de tarifa de la DAC a la 1B sin excedente, la CFE ha tomado en cuenta el KWh ahorrado hasta en $8.00 ¡! Interesante producir KWh a $1.50 y venderlo en en $8.00.
Para terminar volvamos al cambio climático. ¿Cuál será nuestra excusa? Ahorrar energía y producir la que gastamos con fuentes renovables sale mas barato que no hacerlo. ¿Estás dispuesto a hacer algo por nuestro planeta, o cambiemos la pregunta, estás dispuesto a hacer algo por tus hijos? Recordemos que el mundo en que vivimos no lo heredamos de nuestros padres, se lo pedimos prestado a nuestros hijos.
Así que aquí lo tenemos, un edificio cuyas necesidades de energía se hayan optimizado y la que consuma se genere con fuentes renovables a un precio menor que el que actualmente pagamos. Autosuficiente y sin contaminar. ¿Y qué con el automóvil? A partir de diciembre de 2010 Nissan empezará a entregar las primeras unidades del Nissan Leaf en USA, un nuevo automóvil 100% eléctrico que con un banco de baterías de 24 KWh de capacidad tiene una autonomía de 100 millas, es decir que con un KWh puede recorrer 6.7 kilómetros. ¿Cuál es el rendimiento de un litro de gasolina? Para simplificar las cosas digamos que es el mismo, 6.7 kilómetros por litro. ¿Cuánto cuesta la gasolina? ¿Y el KWh con energía solar? Esperemos que la comercialización en México del Nissan Leaf (o del Chevrolet Volt o el Prius de Toyota) no tarde demasiado.
Comentarios: rgallegos@ch.cablemas.com El autor es perito en eficiencia energética y administrador único de Ecotécnicas Constructivas S.A. de C.V. empresa especializada en ahorro de energía, energías renovables y sistemas solares conectados a la red.
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La Ingeniería en el futuro I.C. Francisco Espino de la O
El crecimiento asintótico del conocimiento aunado a la capacidad destructiva, también asintótica, que los humanos estamos llevando a cabo de los recursos no renovables del mundo y empezando con los del espacio exterior, hace urgente la preparación y educación que se les debe dar en las Escuelas de Ingeniería, a los futuros ingenieros en cualesquiera y en todas las ramas de la ingeniería, las actuales y las futuras. El ver hacia atrás es una forma de predecir o imaginar el futuro, que aunque no lo conozcamos sabemos que se dará, es por esto que las escuelas de ingeniería deben anticiparse a la problemática que se presentará, deben adecuarse para preparar a los futuros ingenieros en todas las disciplinas y ramas que se deriven de la ingeniería del futuro y que todavía no conocemos, aunque se puedan imaginar especulando sobre el futuro, para estar capacitados para enfrentar y resolver los retos que se presentarán. En este mundo cada vez más globalizado en el que les tocará vivir y trabajar, en los que la problemática a resolver cada vez es menos local, menos regional y sí más mundial, los ingenieros se involucrarán en un entorno interdisciplinario, en el que tendrán que trabajar, no importa en qué parte
del mundo vivan. La comunicación cada vez más rápida anula el lugar de su ubicación. Las escuelas de ingeniería deberán definir el rumbo que quieran y deban tomar teniendo en cuenta el entorno en el que se encuentren, las áreas disciplinarias en las que quieran especializarse, buscar los nichos estratégicos que consideren explotables. Con esto en mente deberán modificar sus planes de estudio, su metodología, su pedagogía, los intereses nacionales del país. Ampliar el horizonte, tener una visión de largo plazo, soñar lo imposible, apuntar a lo más alto, como el flechador del sol, que a sabiendas que su flecha no llegaría al sol, sabía que mientras más alto apuntara, más lejos llegaría su flecha. Contar con programas académicos flexibles, de alta calidad académica, profesores altamente capacitados, selección de los mismos por oposición, tener profesores invitados procedentes de otras instituciones académicas, preferiblemente del extranjero, cursos bilingües, PhD y Másters con títulos de otras instituciones ajenas y con currículos de excelencia, directores de escuelas elegidos por oposiciones con convocatorias abiertas mundialmente y con méritos relevantes. 18
En este mundo moderno, en lo que todo se mide de acuerdo al beneficio económico, a la productividad, a la eficiencia, a la rentabilidad, aunado a que tradicionalmente los programas educativos de la enseñanza de la ingeniería ha estado ayunos de las enseñanzas de la cultura, de la filosofía, de los análisis de la problemática social, de la filosofía, de las letras, de la música de la poesía, en general de la de los más altos valores humanos, convirtiéndose en máquinas productivas sin alma, es urgente y necesario modificar esta clase de educación y formación de ingenieros como seres humanos, que resuelvan los graves problemas que tiene la humanidad, de los que ellos mismos serán los culpables o beneficiarios de su decisiones.
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La evolución científica trae nuevos campos de trabajo para la ingeniería, nuevas ciencias que necesitarán ingenieros en nuevos campos de la ingeniería: - Biotecnología - Ecología - Ingeniería naval - Ingeniería petrolera - Ingeniería de laboratorios - Nuevos materiales de construcción - Nanotecnología - Tecnología informacional - Robótica - Tecnología Médica - Ingeniería espacial Y otras más que irán apareciendo más pronto de lo que pensemos De lo que sí podemos estar seguros de que cuando se gradúe el actual estudiante de ingeniería se va a encontrar con retos nuevos distintos a los que estudiaron, debido a la rapidez de la evolución del conocimiento y tendrán que estar en un continuo aprendizaje, para no quedarse como ingenieros maquiladores.
En México y en especial en Chihuahua, tenemos mucho que avanzar en estos aspectos, hay que borrar tabús, ampliar la visión, quitar carreras obsoletas, cambiar criterios, no tenerle miedo al cambio, modificar programas, preparar maestros. Ojalá que los proyectos de la ANFEI tan bien intencionados se ciñan a estos conceptos básicos.
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