Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía SECTOR RESIDENCIAL
ZONAS CÁLIDAS TROPICALES DE COLOMBIA SAN ANDRÉS, PROVIDENCIA Y SANTA CATALINA, AMAZONAS Y CHOCÓ
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía Sector residencial
Zonas cálidas tropicales de colombia San Andrés, Providencia y Santa Catalina, Amazonas y Chocó
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial. Primera edición: Bogotá D.C., marzo de 2014 isbn: 978-958-8363-21-9 Printed and made in Colombia Hecho en Colombia ©
Derechos reservados Unidad de Planeación Minero Energética-UPME
UNIDAD DE PLANEACION MINERO ENERGETICA - UPME Angela Inés Cadena Monroy
Directora General
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Coordinadora Grupo de Eficiencia Energética
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Profesional Grupo de Eficiencia Energética
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José Luis Guevara Salamanca
Coordinador editorial de textos
Marcela Garzón Gualteros
Guía didáctica desarrollada por la Corporación para la Energía y el Medio Ambiente – Corpoema y Servicios convergentes de Colombia - Sercon para la Unidad de Planeación Minero Energética – UPME Fabio González Benitez Dirección
Corrección de estilo
Claudia Patricia Rodríguez Avila
Fabio González y Santiago Moreno Textos
Diseño y Diagramación
Daniela Orrego
Ilustraciones de portadillas
HabitaTTropical
Ilustraciones de fichas
Charlies Impresores Ltda. Impresión
Luis Eduardo Prieto Linares Juan David Troncoso Narvaez Juan Carlos Bonilla Borda Grupo de trabajo CORPOEMA
Santiago Moreno González Jonathan Muñoz Puentes Clara Eugenia Sánchez
Grupo de trabajo HabitaTTropicaL
Queda prohibida la reproducción total o parcial de este libro por cualquier medio o procedimiento conforme a lo dispuesto por la ley.
Contenido
Presentación 5 ¿Por qué usar bien la energía en el hogar? La eficiencia energética tiene beneficios económicos. ¡Produce ahorros! ¿Cómo podemos ser eficientes en el hogar?
9 9 9
Zonas cálidas tropicales: Archipiélago de San Andrés, Chocó y Amazonas
11
El confort térmico en las zonas cálidas húmedas
15
Características de los sistemas de generación de energía eléctrica, costos y tarifas en las tres regiones
17
El consumo de energía eléctrica en el sector residencial
21
Estrategias para un consumo consciente y eficiente de la energía 25 Revisar y corregir instalaciones eléctricas 26 Optimizar el uso de los electrodomésticos 27 Optimizar los sistemas mecánicos de acondicionamiento ambiental 33 Acondicionamiento ambiental por medios naturales 39 Acrónimos
61
Referencias
63
Presentación
La Ley 697 de 2001 define el uso racional y eficiente de la energía como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional. Como parte del desarrollo de esta ley, el Ministerio de Minas y Energía, mediante resolución N.° 180919 de 2010, adoptó el Plan de Acción Indicativo 2010-2015 para desarrollar el Programa de Uso Racional y Eficiente de la Energía y Fuentes no Convencionales (FNCE)-Proure, el cual incluye estrategias transversales y sectoriales. En ese contexto, y como aporte al desarrollo económico de las regiones y al mejoramiento de la calidad de vida de la población, la UPME ha venido impulsando el diseño y el desarrollo de programas regionales de eficiencia energética, que incluyen la caracterización de los consumos; la realización de auditorías energéticas a viviendas y a diversos establecimientos comerciales, hoteleros y públicos; el diseño de esquemas financieros para apalancar las inversiones necesarias, y la aplicación de estrategias de formación y capacitación. La presente guía hace parte del material didáctico asociado a la ejecución de este último componente y se enmarca en el desarrollo de las funciones propias de la UPME, a saber: fomentar, diseñar y establecer de manera prioritaria los planes, programas y proyectos relacionados con el ahorro, la conservación y el uso
eficiente de la energía en todos los campos de la actividad económica y adelantar las labores de difusión necesarias. Esta guía está orientada a la promoción del uso consciente, racional y eficiente de la energía para los usuarios residenciales de las ZNI, y brinda los elementos necesarios para que los usuarios de este sector puedan optimizar sus consumos de energía. Las zonas de interés son San Andrés, Providencia y Santa Catalina, Amazonas (Leticia y Puerto Nariño) y Chocó (Quibdó, Bahía Solano, Acandí y Nuquí). El objetivo final de la guía es facilitar una herramienta para que cualquier hogar, preocupado por optimizar su consumo de energía, conozca cuáles son las opciones o medidas para hacerlo.
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Concepto de energía
< 8 >
El concepto de energía está relacionado con la capacidad de generar movimiento o transformar algo. En términos sencillos, la energía es la fuente que alimenta los electrodomésticos, gasodomésticos y otros aparatos que nos proporcionan los servicios que tenemos en nuestros hogares. Por ejemplo: aa La electricidad que entrega la red eléctrica domiciliaria en nuestras casas puede ser usada para poner en marcha la nevera, el televisor, el equipo de sonido y otros aparatos. aa La energía almacenada en un cilindro de gas puede ser transformada en calor mediante la combustión del gas en los quemadores de la estufa, para calentar agua o para preparar nuestros alimentos. aa La energía que absorbe de la luz del sol un panel solar puede ser transformada en agua caliente o en iluminación.
En todos los procesos técnicos de conversión de la energía (por ejemplo combustible a electricidad), una parte de esta se transforma inevitablemente en calor.
Uso consciente, uso racional y uso eficiente de la energía Eficiencia energética: se puede interpretar como la reducción del consumo de energía, manteniendo los mismos servicios energéticos (o el acceso a nuevos productos o servicios, continuando con el mismo consumo de energía), sin disminuir nuestro confort y calidad de vida, protegiendo el medio ambiente, asegurando el abastecimiento y fomentando un comportamiento
sostenible en su uso. Esto se puede lograr con la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel tecnológico, de gestión y de hábitos culturales en la comunidad. Uso consciente de la energía: es el uso de la energía con el conocimiento y la información necesarios para seleccionar los sistemas y equipos, según su eficiencia energética, y para su correcta operación y mantenimiento. Uso eficiente de la energía: es el aprovechamiento máximo en la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos y servicios finales obtenidos del potencial de la cadena energética.
Presentación
Uso racional de la energía: es el uso consciente de la energía, utilizando solo la necesaria para la satisfacción de las necesidades de cada usuario.
< 9 >
¿Por qué usar bien la energía en el hogar?
La eficiencia energética tiene beneficios económicos ¡Produce ahorros! Buenos hábitos de consumo energético, a nivel residencial, pueden reducir el consumo de energía (gas y electricidad) entre un 10 % y un 20 %. Lo anterior se traduce en un ahorro mensual de dinero en el pago de la factura de electricidad, mayor rendimiento del contenido del cilindro de gas y reducción de la contaminación ambiental. Asimismo, esta práctica aporta al desarrollo sostenible de la región y ayuda a frenar el cambio climático, mejora la calidad del aire y disminuye los daños a la salud.
¿Cómo podemos ser eficientes en el hogar? ¡Toma la iniciativa, sigue esta guía práctica de eficiencia energética en el hogar! Tenga en cuenta las recomendaciones para no desperdiciar energía, lleva a cabo buenas prácticas para la adquisición, la instalación, la operación y el mantenimiento de los electrodomésticos y gasodomésticos, y realiza las modificaciones arquitectónicas para mejorar el confort térmico en tu vivienda sin necesidad de aire acondicionado.
Zonas cálidas tropicales: Archipiélago de San Andrés, Chocó y Amazonas
Estas tres regiones tienen características climáticas en común: temperatura del ambiente superior a los 25 °C y humedad relativa alta, mayor al 80 %. La temperatura del Archipiélago de San Andrés es la más alta por tener más horas de sol; se compensa con una mayor velocidad y frecuencia del viento, y un menor porcentaje de humedad relativa. Por su parte, Quibdó, Bahía Solano, Nuquí y Acandí en Chocó, conforman la región con mayor precipitación, mayor porcentaje de humedad relativa y menos horas de brillo solar, por lo que presentan las condiciones más desfavorables para el confort humano. Finalmente, Leticia y Puerto Nariño, en Amazonas, constituyen la región con la menor temperatura promedio de las tres, sometida a cambios de temperatura durante el día y la noche, en especial a las heladas provenientes del Brasil (tabla 1, figura 1).
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Tabla 1. Características climáticas en las tres regiones
San Andrés y Providencia
Amazonas - Leticia - Puerto Nariño
Chocó - Quibdó
27,42
25,87
26,35
Humedad relativa (%)
81,5
86,3
87,2
Precipitación (mm)
158,3
276,2
677,5
Brillo solar (h)
220,7
152,1
96,6
Noreste y Este 3,4-5,4
Sur Oeste 0,0-1,5
Norte y Sur 1,6-3,3
Características climáticas Temperatura (°C)
Dirección y velocidad predominantes del viento m/s
Fuente: Ideam (2013).
Figura 1. Mapa de localización de las tres regiones
Fuente: Mapa digital integrado, IGAC, 2002.
< 14 >
El confort térmico en las zonas cálidas húmedas
El predominio de una alta humedad en las zonas cálidas húmedas requiere una correspondiente alta velocidad del aire para incrementar la eficiencia de la evaporación por sudor y para evitar, tanto como sea posible, la molestia debido a la humedad en la piel y la ropa. La ventilación continua es, por tanto, el primer requerimiento de confort y afecta todos los aspectos del diseño del edificio, como la orientación, el tamaño y la localización de las ventanas, así como el diseño del entorno. Aun con máxima ventilación, hay límites a las condiciones bajo las cuales el confort se puede lograr en un clima cálido húmedo. Cuando no es factible una reducción de las temperaturas internas por medios naturales, el aire acondicionado y la ventilación mecánica ofrecen la única solución a este problema. Estas últimas alternativas implican consideraciones que afectan las condiciones de los espacios, los tipos de materiales y cerramientos. Se requiere en estos espacios una baja capacidad de acumulación térmica, aislamientos y cerramientos herméticos. Es necesario tener espacios diseñados para una ventilación natural y permeable con el medio, combinados con espacios que se aíslen de este. Los últimos, sin embargo, deberán poder operar en las (frecuentes) fallas de energía. No obstante, para cualquiera de las alternativas —permeable con el medio o aislada de este—, es necesario proteger la envolvente de la construcción de las condiciones adversas del medio.
Características de los sistemas de generación de energía eléctrica, costos y tarifas en las tres regiones
La electricidad que se produce en San Andrés, Providencia y Santa Catalina se da por medio de motores reciprocantes y consume más de un millón de galones de combustible diésel al mes, con emisiones anuales de 130.000 toneladas de CO2 a la atmósfera. En Leticia y Puerto Nariño, por su parte, el sistema de generación de electricidad consume 250.000 galones de combustible al mes y tiene emisiones anuales de 25.000 toneladas de CO2 a la atmósfera. La electricidad en el 66 % del Chocó es de interconexión eléctrica, y en el resto del territorio es producida con combustible diésel (tabla 2).
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Tabla 2. Características de la oferta y la demanda en las regiones
Región
Número de usuarios
Subsidio 2012
Consumo total de energía eléctrica
Consumo sector residencial (%)
Consumo sector comercial y hotelero (%)
SIN
ZNI
Millones
GWh
San Andrés y Providencia
18.000
90.000
207
35
43
Amazonas (Leticia, Puerto Nariño)
8500
17.000
34
40
16
64.000
4600
12.000
100
66
19
Chocó
Fuente: UPME-Sercon-Corpoema-Sopesa-SUI-ENAM (2013).
Las tarifas actuales, a enero de 2014, se relacionan en las tablas 3-5: Tabla 3. Tarifas sector residencial Nivel 1, a enero de 2014, San Andrés y Providencia
Rango 1: consumos hasta 187 kilovatios-hora/mes Estrato
$/kWh
Estrato 1
182
Estrato 2
217
Estrato 3
291
Estrato 4
344
Estrato 5
413
Rango 2: consumos entre 188 y 800 kilovatios-hora/mes Estratos
$/kWh
1, 2, 3
344
Todos los estratos con consumos por encima de 800 kWh/mes pagan tarifa plena Costo del kWh puesto en su casa CU = $ 866 Fuente: Sopesa (enero de 2014).
< 20 >
Rango 1: consumos hasta 173 kilovatios-hora/mes Estrato
$/kWh
Estrato 1
182
Estrato 2
205
Estrato 3
349
Estrato 4
410
Estrato 5
492
Rango 2: consumos entre 174 y 800 kilovatios/hora/mes Estratos
$/kWh
1, 2, 3, 4, 5
520
Todos los estratos con consumos por encima de 800 kWh/mes pagan tarifa plena Costo del kWh puesto en su casa CU = $786 Fuente: ENAM (enero de 2014). Tabla 5. Tarifas sector residencial Nivel 1, a enero de 2014, Quibdó
Rango 1: consumos hasta 173 kilovatios-hora/mes Estrato
Características de los sistemas de generación de energía eléctrica
Tabla 4. Tarifas sector residencial Nivel 1, a enero de 2014, Leticia y Puerto Nariño
$/kWh
Estrato 1
172
Estrato 2
215
Estrato 3
309
Rango 2: consumos superiores a 173 kilovatios-hora/mes Estratos
$/kWh
1, 2, 3, 4, 5
364
Costo del kWh puesto en su casa CU = $ 364 Fuente: Dispac (enero de 2014).
< 21 >
El consumo de energía eléctrica en el sector residencial
El consumo se puede medir por el total de energía consumida reflejado en la factura, y también por la distribución de ese total entre los diferentes usos. Actualmente en las tres regiones la distribución promedio de los porcentajes de participación de cada uso corresponde a las particularidades de cada lugar. Estos valores en cada sitio están afectados por los mayores o menores ingresos per cápita, por los diferentes hábitos de consumo y por la forma y el costo de generación local de la energía eléctrica.
El conocimiento de las características de la generación y el consumo de energía en el sector residencial en las regiones objeto de estudio, nos permitirá asumir un consumo consciente y, a la vez, nos conducirá a definir estrategias para hacer un uso más racional y eficiente de la energía.. El sector residencial consume gran parte de la energía eléctrica total generada, por ello la importancia de generar buenas prácticas en el consumo (figuras 2-4).
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Figura 2. Consumo de energía en los hogares: San Andrés, Providencia y Santa Catalina 100% 90% 80% Aire acondicionado Otros Bomba de agua Licuadora Refrigeración Ventilador Plancha Lavadora Televisor Ilumniación
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
Est 1
Est 2
Est 3
Est 4
Est 5
Est 6
Fuente: UPME, Corpoema (2010).
El uso del A/C aumenta en los estratos más altos, y representa hasta el 60 % del valor de la factura. En la medida en que se puedan incorporar a las viviendas sistemas naturales de acondicionamiento ambiental, se puede reducir el consumo de energía por A/C. En los tres primeros estratos la refrigeración participa con un 30 % a 35 %, la iluminación con el 20 %, los ventiladores con el 20 % y los televisores con el 20 %, siendo los aparatos que más consumen y sobre los que hay que buscar mayor eficiencia. Figura 3. Consumo de energía en los hogares: Quibdó 100%
Otros electrodomésticos
90%
Computador
80%
Estufa eléctrica
70%
Bomba de agua
60%
Licuadora
50%
Refrigeración
40%
Ventilador
30%
Plancha Lavadora
20%
Televisión
10% 0%
Iluminación 1
2
3
Fuente: UPME, Consorcio Colombia (2012).
En Quibdó y en Leticia el A/C se utiliza poco y solo en los estratos altos; por tanto, el mayor esfuerzo se debe dirigir a optimizar la adecuación ambiental por medios naturales, para evitar la masificación del uso de A/C en el futuro. En los dos primeros estratos —que son la mayoría de usuarios—, la refrigeración participa con más del 40 %; la iluminación, los ventiladores y los televisores con el 30 %, y las estufas eléctricas con el 20 %, siendo los aparatos que más consumen y sobre los que hay que buscar mayor eficiencia. < 24 >
Figura 4. Consumo de energía en los hogares: Leticia 100
80
Aire acondicionado Otros electrodomésticos
70
Computador
60
Estufa eléctrica
50
Refrigeración
40
Plancha
Licuadora Ventilador Lavadora
30
Televisión Iluminación
20 10 0
Est 1
Est 2
Est 3
Est 4
Fuente: UPME, Consorcio Leticia (2011).
En los tres primeros estratos —que son la mayoría de usuarios— , la refrigeración participa con cerca del 50 %, y la iluminación, los ventiladores y los televisores con el 40 %, siendo los aparatos que más consumen y sobre los que hay que buscar mayor eficiencia.
El consumo de energía eléctrica en el sector residencial
90
< 25 >
Estrategias para un consumo consciente y eficiente de la energía
Para responder a las características particulares del consumo de energía eléctrica y a las condiciones climáticas de las regiones estudiadas, se definen estrategias orientadas a la optimización de los equipos electrodomésticos siguiendo buenas prácticas en la selección, la instalación, la operación y el mantenimiento de estos, así como en la protección de la radiación solar y la maximización de la ventilación y la iluminación naturales. El uso de los equipos de A/C genera el mayor consumo de energía eléctrica en los hogares de mayores ingresos, en especial en San Andrés. Sin embargo, parece ser una tendencia inevitable que cada vez más hogares en todos los estratos tengan y usen estos equipos, en la medida en que la energía eléctrica esté disponible, se introduzcan al mercado equipos más baratos, nuevas tecnologías y, sobre todo, subsistan diseños inadecuados de las viviendas.
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Por tanto, las estrategias deben estar orientadas a minimizar el uso de A/C, mediante el mejoramiento y la optimización de las construcciones ya existentes, para evitar en lo posible su incorporación a las nuevas construcciones, e implementar sistemas de acondicionamiento por medios naturales.
Revisar y corregir instalaciones eléctricas Revise que en su instalación no existan pérdidas de electricidad; para verificar si existen o no pérdidas, apague todas las luces, desconecte todos los aparatos eléctricos y verifique si el disco del contador sigue girando o si registra consumo. Si es así, hay pérdidas, entonces es necesario revisar la instalación (consulte con un técnico especializado y calificado). Recuerde que las pérdidas de electricidad son pérdidas de dinero (figura 5). Figura 5. Ejemplo de instalaciones eléctricas, el tablero principal y otras.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Antes de implementar cualquier medida de sustitución de electrodomésticos en su vivienda, verifique el estado de las instalaciones eléctricas desde la acometida hasta los puntos de alimentación (interruptores, portalámparas o rosetas y tomacorrientes) e identifique el estado de estas; su instalación debe tener un sistema de puesta a tierra adecuado, los brakers deben estar en buen estado, libres de polvo y deben ser de la capacidad adecuada a la carga de la casa. Verifique además el estado de los conductores y de los empalmes o uniones; fíjese que no estén sulfatados y que los encintados estén en buenas condiciones. Tenga CUIDADO, las deficiencias en las instalaciones eléctricas pueden generar pérdidas de energía y riesgo de incendio.
< 28 >
Nevera La nevera es el electrodoméstico de mayor uso en las tres regiones (figura 6). Este electrodoméstico, después del aire acondicionado, es el que más consume energía eléctrica en la vivienda. En hogares de estratos 1, 2 y 3 sin aire acondicionado su consumo representa entre el 40 % y el 50 % del total de la factura. Su uso es continuo y, por tal razón, solo se desconecta para eliminar la escarcha del congelador o en periodos de ausencia prolongada. Figura 6. La nevera
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
Optimizar el uso de los electrodomésticos
Fuente: Habitat Tropical (2014)
La nevera funciona en forma cíclica y consume energía solo durante el ciclo activo. De acuerdo con la operación real, se puede clasificar en tres tipos (tabla 6): Tabla 6. Características de las neveras evaluadas en las tres regiones
Características Nevera
Edad
Tipo 1
Menor de tres años
Tipo 2
Entre tres y siete años
Cierre puertas
Ubicación
Ciclo
Sitio aireado, lejos del sol y En buen estado Regular las fuentes de calor Sitio poco En regular aireado y cerca Irregular y estado de fuentes de prolongado calor
Consumo de energía 50 kWh al mes 90 a 100 kWh al mes Continúa
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Características Nevera
Tipo 3
Edad más de siete años
Cierre puertas
En mal estado
Recibe rayos de sol, cerca de fuentes de calor y sitio poco aireado
Ciclo
No ciclan
Consumo de energía 180 kWh al mes
Fuente: UPME, Consorcio Colombia (2012); UPME, Consorcio Leticia (2011).
Si su nevera es del tipo 3 debe sustituirla; los ahorros en la factura de energía eléctrica serán suficientes para pagar la nevera nueva.
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en refrigeración Compra: aa No compre un equipo más grande del que necesita. aa Tenga en cuenta para su compra el consumo de energía anual especificado por el fabricante. aa Prefiera las neveras No-frost.1 aa En el mercado actual existen neveras que tienen compresores más eficientes de tipo Inverter;2 pregunte por este tipo de nevera al comercializador. Instalación: aa Ubique la nevera o el congelador en un lugar fresco y ventilado. aa Lejos de las fuentes de calor (hornos, estufas).
1 El sistema No-frost que incorporan algunas neveras, consiste en un sistema de enfriamiento por aire que evita la formación de escarcha en el aparato.
< 30 >
Ubicación
2 A diferencia de los sistemas convencionales, la tecnología Inverter adapta la velocidad del compresor a las necesidades de cada momento, permitiendo consumir únicamente la energía necesaria.
aa No permita que reciba la radiación solar directa. aa Asegúrese de que la nevera quede bien nivelada, para que ajusten las puertas. aa Asegúrese de que exista circulación de aire por la parte trasera de la nevera. Operación y mantenimiento: aa Limpie la parte trasera de la nevera por lo menos una vez al año. aa Si su nevera hace escarcha o hielo en el congelador, descongele antes de que la capa de hielo sea superior a 3 mm; así podrá conseguir ahorros hasta del 30 %. aa Compruebe que los empaques de las puertas permitan un cierre hermético. aa No sobrecargue demasiado la nevera; esto dificulta las corrientes de aire frío y, por tanto, el enfriamiento adecuado de los alimentos. aa No abra la puerta de la nevera inútilmente y piense lo que va a extraer de su interior antes de abrirla; unos segundos bastan para perder buena parte del frío acumulado.
menor el acumulamiento de humedad en el interior de la nevera.
Estufa En el sector residencial, se ha identificado el uso de la estufa eléctrica en dos configuraciones: estufa eléctrica de dos o cuatro hornillas y estufas mixtas, las cuales tienen una hornilla eléctrica y las demás de gas (figura 7).
Figura 7. La estufa
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
aa No introduzca alimentos calientes; esto aumenta considerablemente el consumo. aa Ajuste el termostato para mantener una temperatura de 4 ºC en el compartimento de refrigeración y de –16 ºC en el de congelación. Cada grado que reduzca la temperatura aumentará innecesariamente un 5 % el consumo de energía del aparato. aa Mantenga los alimentos cubiertos; así se conservan mejor y será
Fuente: Habitat Tropical (2014)
La tabla 7 muestra el consumo típico de la estufa eléctrica en el hogar. Tabla 7. Consumo típico de la estufa eléctrica y su costo mensual
Consumo kWh/día
Consumo kWh/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Estufa eléctrica dos hornillas
5,5
165
$ 65.302
Estufa eléctrica mixta
2,8
84
$ 33.078
Electrodoméstico
Fuente: UPME, Consorcio Colombia (2012).
< 31 >
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en estufas Selección: aa Las estufas a gas son las más comunes; estas realizan el proceso de cocción con una eficiencia de solo el 35 %, el resto es dispersado al ambiente en forma de calor. aa En el caso de hornillas eléctricas, las de inducción son más eficientes en comparación con las de resistencia tradicional. Instalación: aa Es necesario contar con una adecuada ventilación, con ductos o extractores de aire. aa Evitar colocar esta fuente de calor en el centro de la vivienda. aa Asegurarse de que no se presenten fugas o conexiones defectuosas que generen desperdicios de energía elécrica o gas. Operación y mantenimiento: aa Mantener las hornillas limpias y bien instaladas garantiza un me-
jor funcionamiento de la estufa y menores consumos de gas o electricidad. aa Cuando se cocina con gas, la llama debe presentar un color azulado; si se presenta un color amarillo es porque las hornillas no están bien reguladas y se presenta un consumo de gas mayor al necesario. aa El diámetro de las ollas y sartenes debe ser igual o superior al de las hornillas, principalmente cuando se usan estufas eléctricas. aa Cocine manteniendo las ollas con la tapa puesta. aa Al cocinar en el horno: evitar abrir la puerta de este de no ser necesario, precalentar el horno solo para los alimentos o recetas que lo necesiten.
Lavadora La tabla 8 muestra consumos típicos y el costo del consumo de las lavadoras más usadas en el sector residencial, operando cuatro ciclos de lavado por semana en ciclo normal.
Tabla 8. Consumo típico de la lavadora y su costo mensual
Consumo kWh/ciclo
Ciclos/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Lavadora < 20 lb
0,237
16
1501
Lavadora entre 20 lb y 30 lb
0,359
16
2273
Lavadora > 30 lb
0,506
16
3204
Electrodoméstico
Fuente: UPME, Corpoema Auditorías Energéticas en SAI. Archipiélago de San Andrés
< 32 >
aa Aproveche al máximo la capacidad de su lavadora y procure que trabaje siempre con carga completa. aa Use siempre el ciclo más corto posible para un lavado apropiado; ahora existen en el mercado lavadoras con programas de media carga que reducen el consumo de forma apreciable. aa Use solo el detergente indispensable; el exceso produce mucha espuma y esto hace que el motor trabaje más de lo necesario. aa Aproveche el calor del sol para secar la ropa. aa Use descalcificantes y limpie regularmente el filtro de su lavadora de impurezas y cal, con ello mantendrá su lavadora a punto y ahorrará energía.
Televisión Casi todos los hogares tienen al menos un televisor. La tabla 9 muestra consumos típicos y el costo del consumo de televisores con tecnologías y tamaños más usados en el sector residencial. Se asume entre 5 y 7 horas de uso diario. Tabla 9. Consumos típicos de los televisores y su costo mensual
Consumo kWh/día
Consumo kWh/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
TV CRT Convencional 14"
0,21
6,3
2470
TV CRT Convencional 21"
0,32
9,6
3835
TV CRT Convencional 29"
0,50
15
5984
TV LCD 19"
0,21
6,3
2458
TV LCD 21"
0,21
6,3
2493
TV LCD 32"
0,26
7,8
3039
TV LCD 42"
0,35
10,5
4144
TV LCD 52"
0,55
16,5
6542
TV LED 32"
0,14
4,2
1638
TV LED 42"
0,24
7,2
2790
TV plasma 42"
1,67
50,1
19.828
Electrodoméstico
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en uso de lavadora
Fuente: UPME, Corpoema (2012).
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en uso de televisor aa La tendencia actual muestra un aumento en la demanda de equipos con pantalla cada vez más grande y de mayor potencia.
< 33 >
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
aa Las pantallas LED (35 W) y LCD (50 W) consumen mucho menos energía que las pantallas con tecnología de plasma (hasta 500 W). aa El consumo de un televisor es proporcional al nivel de volumen utilizado. aa Encienda el televisor solo cuando desee ver algún programa (recuerde que para oír música únicamente es mejor usar el radio, pues consume menos energía). aa Reúna a los miembros de la familia ante un mismo aparato de televisión cuando deseen ver el mismo programa. aa Mantenga bajos los niveles de iluminación en el lugar donde está instalado el televisor, así se evitarán los reflejos en la pantalla y ahorrará energía en iluminación. aa No deje encendido el televisor innecesariamente.
Plancha Es un electrodoméstico usado por lo general una vez por semana. Una plancha consume 9,6 kWh/mes usándola 3 h por semana, lo cual representa un costo de energía de 3800 $/mes.
aa Revise la superficie de la plancha, la cual debe estar siempre lisa y limpia, así transmitirá el calor de manera más uniforme. aa Rocíe ligeramente la ropa sin humedecerla demasiado. aa Planche la mayor cantidad de ropa en cada sesión. La cantidad de electricidad que requiere la plancha para calentarse se desperdicia cuando se utiliza en pocas prendas. aa Planche primero la ropa que requiere menos calor y continúe con la que necesita más, a medida que la plancha se calienta. aa Procure planchar durante el día, así ahorrará iluminación. aa No deje conectada la plancha innecesariamente.
Computador El uso de este electrodoméstico ha aumentado en el sector residencial; es común el uso del computador de escritorio o CPU, y del computador portátil. La tabla 10 muestra el consumo de este electrodoméstico y el costo del consumo por mes asumiendo entre 4 y 5 horas de uso diario.
Tabla 10. Consumo típico de los computadores y su costo mensual
Consumo kWh/día
Unidad
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Computador de escritorio
0,294
8,82
3491
Computador portátil
0,125
3,75
1484
Electrodoméstico
Fuente: UPME, Corpoema (2012).
< 34 >
Optimizar los sistemas mecánicos de acondicionamiento ambiental Aire acondicionado La mayoría de los sistemas de climatización son de tipo eléctrico (figura 8). Para instalaciones individuales, los más utilizados son los sistemas partidos o split (están en unidades distintas conectadas entre sí), aunque todavía subsisten equipos de ventana (el evaporador y el condensador están dentro de una misma carcasa). Figura 8. Ejemplo de aire acondicioando
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
aa Apague completamente el computador cuando no lo esté usando o cuando se ausente más de una hora. aa Cuando no vaya a utilizar el computador durante periodos cortos apague solo la pantalla, con lo cual ahorrará energía; así al volver a encenderla no tendrá que esperar a que se reinicie el equipo. aa El protector de pantalla que menos consume energía es el de color negro. aa Use el computador en el modo ahorrador. aa Si va a imprimir, imprima por ambas caras y en papel normal.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
La tabla 11 muestra los consumos típicos y el costo del consumo de sistemas de A/C en un hogar operando doce horas al día.
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Tabla 11. Consumo típico de los aires acondicionados y su costo mensual
Consumo kWh/día
Consumo kWh/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Aire acondicionado ventana 9000 Btu/h
11,4
342
$ 135.352
Aire acondicionado mini split 9000 Btu/h
9,72
292
$ 115.406
Aire acondicionado mini split 12000 Btu/h
12,48
374
$ 148.175
Aire acondicionado mini split 18000 Btu/h
20,88
626
$ 247.908
Electrodoméstico
Fuente: UPME, Corpoema (2012).
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en aire acondicionado Selección: aa Dado que el uso en el hogar es intermitente y por áreas, es preferible tener sistemas split y no de ventana o centrales. aa No compre un equipo más grande del que necesita; se recomienda aproximadamente 12.000 Btu/h por cada 20 m2 de área acondicionada. aa Tenga en cuenta el consumo de energía del equipo suministrado por el fabricante, el cual debe ser superior a 12.000 Btu/h por kW. aa La última tecnología y la más eficiente es la tecnología Inverter, pregunte por esta al comercializador. Instalación: aa Emplear mano de obra calificada; la mayoría de los problemas en sistemas de A/C provienen de una instalación defectuosa, como el condensador muy alejado del evaporador, expuesto a rayos solares, tuberías mal aisladas o de tamaño inadecuado, o poco espacio para realizar mantenimiento. aa En los recintos se debe reducir al máximo las pérdidas de frío cerrando puertas, ventanas y ductos por donde puede escapar aire frío. Recuerde que el escape de aire es escape de dinero. Operación y mantenimiento: aa La adaptación del cuerpo a las condiciones climáticas de la región por usar menos ropa, más delgada y de fibras naturales (algodón) hacen que una temperatura de 25 ºC sea más que suficiente para sentirse cómodo en una vivienda. La variación de 1 ºC en el control de temperatura aumenta hasta 8 % el consumo de energía aa Regule la temperatura para no dormir con cobijas. En la noche apague el A/C cuando la habitación esté confortable y encienda el ventilador, que tiene un consumo considerablemente menor.
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aa Recuerde que un aire acondicionado que lleva dos o más años sin mantenimiento puede consumir hasta el doble de energía.
Ventiladores Otras soluciones de climatización, que no necesitan ninguna instalación especial y son más recomendables desde el punto de vista energético y medioambiental, son los ventiladores (figura 9). De fácil instalación y mucho más económicos que los equipos de A/C, constituyen una excelente solución para reducir la sensación térmica del aire entre 4 ºC y 8 ºC, por el simple movimiento del aire. Aunque se trate de equipos independientes eléctricos, presentan un consumo bajo de energía.
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
aa Cuando lo encienda, no debe ajustar el termostato a una temperatura inferior a la que desee, ya que no logrará enfriar más rápido la habitación y gastará más energía sin ser necesario. aa Mantenga el A/C apagado si no está en su casa. aa Mantenga limpias las entradas y salidas del A/C, al igual que los filtros, evitando así que se obstruyan por la suciedad y el polvo. aa Realice un mantenimiento periódico del equipo, quitando el polvo y el moho, además de revisar que el termostato, el motor y el cableado se encuentren funcionando correctamente. aa Cada quince días limpie el filtro de aire, pues en caso contrario el motor podría trabajar sobrecargado, reduciendo su utilidad.
Figura 9. Ejemplo de ventiladores
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
El mejor sitio de instalación es el techo, a una altura no inferior a 2,5 m del piso. Su consumo de energía depende en gran medida de su velocidad, de tal forma que no solo los ventiladores utilizan más energía cuando se mueven más rápido, sino que utilizan su energía de manera menos eficiente. Puede ahorrar energía si utiliza el ventilador de techo en combinación con un sistema de acondicionamiento de aire; debe recordar configurar el termostato de este segundo un par de grados más alto de lo normal. La tabla 12 muestra consumos típicos y el costo del consumo de los cuatro tipos de ventiladores más usados en el sector residencial, operando doce horas al día y a una velocidad media. Tabla 12. Consumo típico de los ventiladores y su costo mensual
Consumo kWh/día
Consumo kWh/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Ventilador de mesa
0,6
18
7124
Ventilador de pared
0,84
25,2
9973
Ventilador de pedestal
0,84
25,2
9973
Ventilador de techo
1,44
43,2
17.097
Electrodoméstico
Fuente: UPME, Corpoema (2012).
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en ventilación Selección: aa A la hora de comprar un ventilador, si tiene espacio en la vivienda y la altura suficiente, prefiera el de techo; sin embargo, existen otras opciones como el de pared, que permite una mayor circulación en lugares pequeños o en conjunto con otros ventiladores. aa Los ventiladores de mesa de baja potencia son utilizados especialmente en estudios o en ambientes donde se necesita poca ventilación. aa Los ventiladores de piso son portátiles y silenciosos, se pueden poner en el suelo en cualquier ambiente de una casa. aa Los ventiladores sin aspas son otra opción; estos equipos impulsan el aire por medio de canales que realizan la misma función, e incluso más constante. Operación y mantenimiento: aa Un solo ventilador en el techo, a baja velocidad, será suficiente para mantener las condiciones de confort en una habitación. En caso de requerir más ventilación, es preferible tener varios aparatos a velocidad baja que < 38 >
aa Vigile la instalación de los ventiladores de techo, ya que si esta es inadecuada y el ventilador “cabecea”, puede resultar peligroso, además de consumir más energía. aa Limpie periódicamente las aspas; el polvo hace que el equipo trabaje más y consuma más. aa Mantenga su ventilador en buen estado.
Optimizar los sistemas de iluminación artificial La oferta de luminarias y bombillas para diseñar e implementar un sistema de iluminación es muy variada; la figura 10 muestra un ejemplo. Figura 10. Ejemplo de sistemas de iluminación. (luminarias en el techo, en la pared y portabombillas en el piso)
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
uno solo a la máxima velocidad. Desconecte el aparato en ausencia de personas; no lo deje encendido innecesariamente.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Buenas prácticas recomendadas para disminuir el consumo de energía en iluminación Selección: Las bombillas que se encuentran en el mercado de mayor uso en el sector residencial son las siguientes: aa Bombillas incandescentes o convencionales: son los de mayor consumo eléctrico, los más baratos y los de menor duración (aproximadamente 1000 h).
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aa Lámparas incandescentes halógenas: tienen una mayor duración y una especial calidad de luz. Las lámparas halógenas con transformador electrónico consumen un 30 % menos que las lámparas convencionales. aa Tubos fluorescentes: son más caros que las bombillas convencionales, pero consumen hasta un 80 % menos de electricidad para la misma cantidad de luz y tienen una duración entre 8 y 10 veces superior. aa Lámparas fluorescentes compactas LFCs: son más costosas que las convencionales, aunque por el ahorro en electricidad la
diferencia se recupera mucho antes de que se termine su vida útil (de 6000 a 8000 h). Consumen entre un 20 % y un 25 % de lo que consumen las bombillas convencionales para proporcionar la misma luz, por esta razón se recomienda su uso. En lugares donde se realizan encendidos y apagados frecuentes no son recomendables, pues su vida útil se reduce de manera importante. Para su selección, tenga en cuenta los consumos de energía. La tabla 13 muestra este consumo y el valor estimado de la energía por un uso diario de cuatro horas.
Tabla 13. Consumo típico de lámparas y bombillos, costo mensual
Consumo kWh/mes
Costo consumo mes (tarifa $ 395/kWh)
Bombilla incandescente de 100 W
12,0
4749
Bombilla incandescente de 60 W
7,2
2850
Lámpara incandescente de 50 W
6,0
2375
Lámpara fluorescente compacta de 25 W
3,0
1187
Lámpara fluorescente compacta vde 15 W
1,8
712
Fluorescente T12 de 40 W
5,8
2280
Fluorescente T8 de 32 W
3,8
1520
Tecnología
Fuente: UPME, Corpoema (2012).
Operación: aa Siempre que sea posible, aproveche la iluminación natural. aa Utilice colores claros en las paredes y techos, de esta forma aprovechará mejor la iluminación natural y podrá reducir el alumbrado artificial. aa Mantenga limpias las lámparas y luminarias; esto aumentará la luminosidad sin aumentar la potencia. < 40 >
aa Sustituya las lámparas incandescentes por lámparas de bajo consumo, priorizando las que más tiempo permanecen encendidas.
Acondicionamiento ambiental por medios naturales Adecuación del espacio exterior
Vegetación ¿Qué es? La vegetación hace referencia a las plantas que encontramos en nuestro entorno inmediato, árboles, arbustos, césped, flores y demás (figura 11). Figura 11. Ejemplo de vegetación en el entorno de la vivienda
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
aa Adapte la iluminación a sus necesidades y dé preferencia a la iluminación localizada; además de ahorrar energía y dinero, conseguirá ambientes más cómodos. aa Reduzca al mínimo necesario la iluminación ornamental en exteriores, jardines, terrazas, patios, etc.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? La vegetación del entorno puede conservarse, integrándola al diseño y a la construcción de la vivienda; para esto hay que definir qué plantas se pueden mantener, reemplazar o eliminar definitivamente. Cuando el proyecto carece de vegetación, esta se puede generar según las necesidades. ¿Cómo funciona? La función principal de la vegetación, en este caso, es la de proteger la vivienda de la incidencia de la radiación solar; las plantas bloquean, filtran y reflejan la radiación solar, disminuyendo la ganancia de calor y evitando el aumento de la temperatura en los diferentes espacios de la vivienda. La
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
vegetación disminuye la temperatura ambiente (1 a 2,5 °C) por efecto de condensación del agua captada de la humedad del ambiente.
Piso exterior ¿Qué es? Es una superficie que se encuentra alrededor de la vivienda, por la cual se permite acceder y desarrollar diferentes actividades, como las recreativas. A la vez, el piso exterior es un elemento protector para la vivienda: es el primer contacto con el suelo natural y debe proteger la construcción de la afectación de la humedad (figura 12). Figura 12. Ilustración de piso exterior
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? El piso exterior debe ser modificado para el uso y la comodidad de los usuarios de la vivienda. Cuando esta se construye, es necesario garantizar un buen aislamiento de la humedad del suelo, el cual debe darse desde el contacto con la tierra o suelo natural, por medio de un material impermeabilizante que evite que la humedad ingrese a la vivienda. Esta idea se puede resumir en la instalación de una barrera de vapor, con material impermeable como el plástico, instalado en la parte más cálida o húmeda, en este caso en contacto directo con el suelo natural.
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Otra alternativa es la construcción de canales para la evacuación del agua lluvia alrededor de la vivienda, con el objeto de prevenir la humedad por este factor. Finalmente, es necesario tener en cuenta que los niveles y la uniformidad del piso serán los adecuados para que los usuarios puedan circular sin ningún inconveniente.
El piso exterior permite evitar el paso de la humedad del suelo natural y el agua lluvia al interior de la vivienda; una barrera de vapor hace más efectiva esta estrategia, puesto que evita el paso de humedad por efecto del vapor, ya que este es condensado y bloqueado. Por otro lado, los materiales que se usen no deben permitir que el calor capturado en el exterior se acumule y se refleje a la vivienda. Es necesario evitar los materiales que emitan
calor como el asfalto o el concreto, por lo que se recomienda el uso de césped, madera o materiales de colores claros.
Maximizar la ventilación
Ventilación cruzada ¿Qué es? Se trata de una estrategia pasiva de ventilación natural por la cual se presenta intercambio de aire del exterior con el interior de la vivienda, a través de aberturas que se disponen de forma estratégica (figura 13).
Figura 13. Ilustración de ventilación cruzada
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
¿Cómo funciona?
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? Las aberturas deben permitir el ingreso y la salida de las corrientes de aire; esto se puede lograr instalando elementos que permitan el flujo de aire, como rejillas regulables, vanos con anjeo o muros calados. Las ventanas con batiente o corredizas también permiten y controlan la entrada de aire, por lo que su implementación es adecuada para hacer efectiva esta estrategia. La construcción de las aberturas debe hacerse de forma opuesta, y según su tamaño cambia su comportamiento:
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
aa Abertura de entrada más grande que la de salida: mayor velocidad de aire al exterior del edificio, permite mejor renovación. aa Abertura de salida más grande que la de entrada: mayor velocidad de aire en el interior de la vivienda, favorece la ventilación natural. aa Igual proporción tamaño de aberturas de entrada y salida: favorece la renovación del aire. ¿Cómo funciona? El ingreso de aire desde el exterior, a menor temperatura que el aire del
interior, se produce por medio de aberturas localizadas en las fachadas donde incide o llega el viento (zona de presión positiva); las aberturas localizadas en las fachadas opuestas a la incidencia directa del viento (zona de baja presión) permiten la salida del aire, generando así circulación y renovación del aire a través de los espacios. Para un mejor comportamiento, las aberturas por las que ingresa el aire se disponen en la parte baja de la fachada y las aberturas para salida del aire en la parte superior, así se facilita la salida del aire caliente.
Extractor eólico ¿Qué es? Elemento mecánico que se instala en la cubierta para apoyar la ventilación natural de la vivienda, permitiendo una mejor circulación del aire (figura 14). Figura 14. Ejemplo de extractor eólico
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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El extractor está compuesto por tres partes principales: una base de adaptación al techo, con la cual se fija a la cubierta; la boca de aspiración que cambia de diámetro, según la cantidad de aire a renovar y, por último, una faja giratoria con un buen diseño de los álabes que permite su giro (figura 15). Figura 15. Extractor eólico
La cantidad de extractores y su distancia de instalación dependerá del volumen de aire que se busque extraer. Se puede instalar en cualquier tipo de cubierta, anclando el extractor a la estructura; se debe sellar la unión entre extractor y cubierta para evitar filtraciones de agua.
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
¿Cómo se construye?
¿Cómo funciona? El extractor funciona con el impulso generado por el viento; por mínimo que sea, el viento pone en movimiento la faja giratoria y, de esta forma, succiona el aire caliente de la vivienda que asciende al nivel de la cubierta. El ingreso de aire del exterior permite que el proceso sea más efectivo y que la ventilación por este medio aporte a la disminución de la temperatura en el interior de la vivienda.
Minimizar la radiación solar directa. Reducir la ganancia de calor
Fachada ventilada ¿Qué es? Es un sistema constructivo de cerramiento exterior constituido por un muro interior, una capa aislante y una fachada exterior de acabado (figura 16).
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Figura 16. Fachada ventilada
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Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye?
da permite el flujo de aire a través de las juntas o uniones de los elementos de fachada, lo que ayuda a equilibrar la presión de aire que se genera entre la fachada y la cavidad intermedia. Estas juntas no permiten el ingreso del agua lluvia, pero sí permiten la ventilación, manteniendo la cavidad interior seca y evitando que el aire calentado por la radiación solar se acumule, beneficiando el clima interior de la vivienda.
Sobre la fachada del edificio (muro interior) se ancla una estructura destinada a sostener la fachada exterior, así como la capa de aislamiento. Una vez puesta la capa aislante, se instala el recubrimiento que queda expuesto al exterior. La estructura deja una cámara de aire de unos pocos centímetros entre el aislamiento y las placas que conforman la fachada exterior; las juntas entre estas placas son traslapadas y abiertas, permitiendo el flujo de aire.
Doble fachada
¿Cómo funciona?
¿Qué es?
El recubrimiento exterior amortigua los cambios de temperatura tanto en el aislante térmico, como en el muro interior. El diseño de la facha-
Sistema constructivo de cerramiento exterior constituido por dos fachadas o “envolventes” separadas por un espacio intermedio ventilado (figura 17).
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye?
Aislante térmico exterior
A la fachada o estructura principal de la vivienda se le instala una estructura liviana, que es soporte de la envolvente exterior; se debe considerar una distancia entre 10 y 20 cm de separación entre las dos fachadas para permitir el ingreso de aire. Para mejorar el aislamiento que produce la doble fachada se puede instalar un material aislante intermedio entre las dos envolventes.
¿Qué es?
¿Cómo funciona? Cuando la radiación solar entra en contacto con la fachada exterior de la edificación, parte de esta absorbe el calor y también lo refleja; la energía que es absorbida se transmite al espacio de separación, calentando el aire que es evacuado por convección, es decir, el aire del exterior menos caliente lo desplaza, con un efecto de chimenea, evitando la transmisión del calor.
El aislante térmico es un material que se caracteriza por su resistencia térmica, instalado al exterior de la vivienda para evitar el paso de calor exterior hacia el interior (figura 18).
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
Figura 17. Doble fachada
¿Cómo se construye? En la fachada principal se instala la estructura liviana para que sostenga el aislante y el recubrimiento final; por lo general el aislante es instalado directamente en el muro de fachada, mediante el uso de adhesivos y morteros. Según el material a usar, se deben dejar dilataciones que permitan la contracción natural de los materiales. Una vez instalada la estructura se procede a instalar el aislante y, por último, el recubrimiento o fachada exterior, que sirve como elemento estético y de protección. < 47 >
Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Se pueden usar materiales como aluminio, corcho, lana de vidrio, fibras de madera, poliestireno expandido, celulosa, entre otros; en la elección del material es fundamental tener en cuenta los de baja conductividad térmica. ¿Cómo funciona? El aislante térmico evita el paso de calor de un espacio a otro (exterior al interior), por lo que el calor que incide directamente sobre una fachada es transmitido al interior de la vivienda. Cuando se dispone de un aislan-
te térmico, se generan tres capas de distinto material por las cuales el calor no se transmite de forma efectiva al interior de la vivienda. El material aislante que se encuentra entre las dos fachadas evita la mayor transmisión de calor. Este sistema combina la utilización de un material con gran capacidad de aislamiento térmico, con revestimientos de acabado y decoración, aportando un elevado grado de protección termoacústico y estético a la fachada.
Figura 18. Aislante térmico exterior
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Aleros, toldos y parasoles ¿Qué son? Son elementos fijos o móviles que permiten proteger la fachada de la vivienda de la incidencia directa de los rayos solares (figura 19). ¿Cómo se construyen?
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Durante la construcción de la vivienda se pueden diseñar y construir este tipo de elementos protectores; por ejemplo, el alero de la cubierta pue-
otros, y pueden combinarse según el diseño del elemento. ¿Cómo funcionan? Al disponer de elementos protectores se busca evitar las ganancias de calor por la incidencia de los rayos solares, los cuales pueden ser bloqueados, desviados o regulados, dependiendo de la necesidad de iluminación; de igual manera, al aplicar esta estrategia, es posible evitar deslumbramiento al interior de la vivienda.
Figura 19. Ilustración del toldo o parasol
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
de proteger de la radiación solar si se ubica con una distancia adecuada para esto. Algunos elementos como los toldos y parasoles pueden ser instalados después de ser construida la vivienda, usando estructuras y elementos livianos que no afecten la fachada o la estructura de la ventana; estos se instalan al exterior de las viviendas en la parte superior de las ventanas y su longitud dependerá del ángulo de incidencia solar. Los materiales para construir estos elementos son variados: telas, fibras, madera, concreto, aluminio, entre
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Muros verdes ¿Qué son? Son muros con estructura diseñada o adaptada para el crecimiento de plantas con el objeto de generar una capa vegetal que cubra el muro, lo cual sirve como un elemento de asilamiento y de ornamento (figura 20). ¿Cómo se construyen? Se trata de muros autoportantes que sostienen la estructura y el sustrato necesario para el cultivo de las plantas; se ubican a una distancia adecua-
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
da de la fachada principal para permitir su mantenimiento (60 cm mínimo). Pueden construirse en concreto, madera o metal. También pueden ser muros agregados a la fachada existente, con mallas o estructuras que permitan el crecimiento de enredaderas u otras plantas que conformarán la superficie verde sobre el muro. En cualquiera de los dos casos, se debe considerar el peso de las plantas, la forma de riego y la posible afectación a la estructura. ¿Cómo funcionan? La capa vegetal que cubre el muro funciona como aislante: refleja parte de la radiación solar y por medio de la evaporización de agua de las plantas enfría el ambiente, disminuyendo de esta forma las ganancias de calor sobre la vivienda. Algunos ejemplos son las parras y enredaderas sobre las paredes, que ofrecen sombra y disminuyen las ganancias de calor tanto por radiación como por conducción. Esto se debe a que se evita el impacto de la radiación directa y, a la vez, se reduce la temperatura del aire adyacente al muro. Figura 20. Muro verde
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Cubierta verde ¿Qué es?
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Área vegetal construida sobre un techo impermeable, separada del suelo natural por la estructura construida de la vivienda. Se pueden encontrar diferentes tamaños de vegetación, por lo cual la capa de sustrato (suelo natural) cambia de espesor (figura 21).
¿Cómo se construye? El primer paso es la construcción de una estructura de la vivienda y la cubierta que sostenga las cargas de este tipo de cubierta; para una vegetación pequeña o césped, pueden conside-
rarse pesos entre los 60 y los 150 kg/ m2. Los componentes de la cubierta verde se resumen de la siguiente manera: una estructura o placa que será el soporte; la impermeabilización, que no permite afectaciones al interior por el agua; un sistema de drenado de agua; una capa de geotextil; una capa de sustrato (tierra, grava, etc.) y, por último, la capa vegetal. Para mejorar su comportamiento térmico se instala una capa aislante, como poliestireno extruido de alta densidad, la cual va sobre la capa impermeabilizante.
Figura 21. Cubierta verde
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
Existen tres tipos de cubiertas verdes: las extensivas, con vegetación no mayor a 20 cm de alto; las intensivas, con vegetación de mayor tamaño (altura superior a los 20 cm), y las semintensivas, donde el alto de las plantas no supera los 40 cm.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo funciona? Por medio de los diferentes componentes de la cubierta se limita la transmisión de calor desde el exterior al interior de la vivienda. El sustrato y la vegetación absorben el calor y reflejan parte de la radiación solar a la que se expone la cubierta durante el día. Al tener una capa de material aislante, este componente recibe menor cantidad de calor y evita que se trasmita a la superficie dura que sostiene la cubierta verde y que a su vez cubre el interior de la vivienda. Las cubiertas verdes disminuyen el efecto isla de calor en las ciudades, ya que emiten menor calor que cualquier superficie dura, como en concreto o el asfalto.
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
Cubierta doble ventilada ¿Qué es? Está compuesta por dos tipos de cubiertas con diferentes propiedades, dejando un espacio entre ellas para la circulación de aire. La primera cubierta tiene como función proteger la vivienda de los agentes atmosféricos y el exterior (rayos solares, lluvia, viento); la segunda sostiene el aislamiento térmico y da el acabado interior (figura 22). Figura 22. Cubierta doble ventilada
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? Se construye una estructura principal que sostenga las dos capas o cubiertas. El espacio entre estas debe tener una estructura menos compleja para sostener la cubierta expuesta al exterior, siempre permitiendo la circulación de aire, dejando aberturas en la parte baja y en la más alta de la cubierta, para evitar el ingreso de la lluvia. Sobre la primera capa de cubierta o cielo raso se instala el aislante térmico. Para evitar la presencia de animales en la cámara de aire, se debe instalar un anjeo o elemento que no permita el ingreso. ¿Cómo funciona? Su funcionamiento es similar al de una doble fachada: en la cubierta ventilada se genera un espacio entre las dos cubiertas que permite la circulación del aire, evitando el paso del calor al interior de la vivienda. La circulación de aire se da por el calentamiento de este, el cual asciende, y el aire frío ingresa desde la parte más baja de la cubierta. < 52 >
¿Qué es? Esta pintura cumple la función de un aislante térmico; está desarrollada con micropartículas cerámicas, de fácil aplicación, para uso en interiores y exteriores (figura 23). ¿Cómo se construye? Esta pintura puede ser aplicada en cualquier tipo de superficie: hormigón, ladrillo, yeso, cubiertas de zinc, cubiertas metálicas, de fibrocemento
o plásticas. La superficie a intervenir debe estar limpia por completo antes de iniciar la pintura; la aplicación puede hacerse con brocha o con pistola de pintura (uso de compresor). ¿Cómo funciona? Las micropartículas de cerámica que contiene la pintura tienen vacíos de aire que no permiten la transmisión total de calor. El uso de colores que reflejen los rayos solares complementa su función de evitar la acumulación de calor.
Figura 23. Pintura atérmica
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
Pintura atérmica
Fuente: Habitat Tropical (2014)
Cubiertas frías (cool roofs) ¿Qué son? Las cubiertas frías son superficies artificialmente alteradas que pueden entregar una alta reflectancia solar (la capacidad de reflejar las longitudes de onda visibles, infrarrojas y ultravioletas del Sol, reduciendo la transferencia de calor a la superficie), y alta emisividad térmica (la capacidad de irradiar la energía solar absorbida) (figura 24). < 53 >
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Figura 24. Cubiertas frías
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? Para la construcción de cubiertas frías se establecen los mismos requerimientos de una cubierta convencional: estructura, pendiente, elementos de fijación, despiece y modulación, entre otros. La importancia de este tipo de cubierta son los materiales usados en la superficie de cubierta, ya que deben tener características especiales. ¿Cómo funciona? Las cubiertas frías minimizan la ganancia de calor solar, manteniendo las superficies de techo más frescas bajo el sol. Esto se debe a los materiales utilizados, que reflejan la radiación solar y liberan el calor absorbido. Los productos para techos frescos se caracterizan por una mayor reflectancia solar en comparación con los materiales convencionales de techo
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del mismo color, y valores de emisividad de infrarrojos más alta. El uso de materiales adecuados, como el aluminio, permite que se aumente la capacidad de reflejar la luz solar y que a la vez se absorba poco calor.
Aprovechar la iluminación natural
Ventanas inteligentes ¿Qué son? La ventana es un vano dispuesto en los muros de fachada, conformado por una estructura o marco y un elemento de protección, como el vidrio. Se han desarrollado diferentes tecnologías de ventanas inteligentes, las cuales son capaces de cambiar alguna propiedad para adaptarse a las condiciones del ambiente y las necesidades de los usuarios.
La disposición de ventanas por cada uno de los espacios aporta a la iluminación natural de la vivienda. Para la instalación de las ventanas inteligentes se toman las consideraciones de una ventana común y, adicionalmente, se debe tener en cuenta el suministro de una carga pequeña de energía eléctrica que permite la activación de los vidrios. ¿Cómo funciona?
ingreso de luz. El control de la iluminación y el calor en este tipo de ventanas funciona por medio de un interruptor manejado por el usuario. Las tecnologías usadas son diferentes: dispositivos electromagnéticos, polímeros y cristales líquidos. Estudios realizados en Estados Unidos y España estiman un ahorro del 40 % de la energía utilizada en la climatización de edificios.
Doble vidrio
Las ventanas inteligentes tienen vidrios que al aplicar una corriente eléctrica cambian sus propiedades. Algunos tipos de vidrio permiten controlar el ingreso de luz, pasando de ser transparente a opaco; otros permiten bloquear el paso de la radiación infrarroja sin afectar el
¿Qué es? Consiste en un panel conformado por dos láminas de vidrio, instaladas de forma paralela, dejando un espacio entre estas que permite su función de aislante térmico y acústico (figura 25).
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
¿Cómo se construye?
Figura 25. Doble vidrio
Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo se construye? El doble vidrio está sujeto a un marco principal, que sirve de estructura y permite la separación de los vidrios. Este panel está listo desde fábrica para
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su instalación, por tanto se debe tener el vano adecuado (verificar medidas) para la instalación del sistema completo. La separación mínima de las láminas de vidrio debe ser 9 mm, la cual puede aumentar según los requerimientos. Es indispensable que los vidrios queden sellados herméticamente, garantizando así que no se presenten filtraciones de aire o agua lluvia. ¿Cómo funciona? Cuando una superficie acristalada está expuesta a la radiación solar, esta superficie acumula calor, el cual es transmitido al interior de la vivienda. Al tener un doble vidrio se genera un espacio que contiene aire u otro fluido, donde las moléculas del aire están más dispersas, dificultando la transferencia de calor; así este no se acumula, ni se transmite al interior de la vivienda. Para mejorar el efecto de aislamiento se puede remplazar
el aire de la cámara por un gas más pesado, que tenga una conductividad térmica más baja (por ejemplo el argón).
Películas reflectivas ¿Qué son? Películas o capas protectoras instaladas sobre superficies acristaladas que disminuyen la acción de los rayos solares, controlando la trasferencia de calor y el deslumbramiento al interior de la vivienda (figura 26). ¿Cómo se construye? Las películas reflectivas son láminas adhesivas que se adhieren a la superficie acristalada; su espesor es de milésimas de pulgadas, por lo cual no afecta el espesor del vidrio. Estas películas se instalan en los vidrios hacia el interior de la vivienda; se debe tener la superficie acristalada limpia y seca antes poner la película. Según
Figura 26. Películas reflectivas
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Fuente: Habitat Tropical (2014)
¿Cómo funciona? Las películas reflectivas reducen el ingreso de los rayos infrarrojos al interior de la vivienda, reflejándolos y evitando así las ganancias de calor en la vivienda; este proceso se puede llevar a cabo sin bloquear el ingreso de luz al interior de los espacios.
Persianas al exterior ¿Qué son? Son elementos instalados al exterior de las ventanas para protección solar que, a diferencia de los aleros, tienen corta longitud en sentido perpendicular de la fachada y se
disponen entre sí de manera consecutiva (figura 27). ¿Cómo se construyen? Las persianas tienen una estructura principal, que se instala sobre la fachada empleando tornillos o perfiles especiales; estas persianas son un módulo completo que debe instalarse al exterior de las ventanas. La longitud y la distancia entre cada elemento dependerá del ángulo de incidencia solar, es decir, cómo ingresa la luz del Sol a la vivienda. Pueden diseñarse en el momento de la construcción o instalarse posteriormente, usando estructuras y elementos livianos que no afecten la fachada o la estructura de la ventana. ¿Cómo funcionan? Las persianas reciben la radiación directa del Sol y bloquean gran parte de esta, evitando así que se genere calor sobre las superficies acrista-
Estrategias para un consumo consciente y eficientede la energía
los requerimientos se determina el tipo de película a usar, teniendo en cuenta opacidad, propiedad reflectiva, protección UV, entre otras características. Es recomendable usarlas solo en los vidrios que están expuestos directamente a los rayos solares.
Figura 27. Persiana al exterior
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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Guía para el consumo consciente, racional y eficiente de la energía. Sector residencial
ladas. Es importante usar materiales de baja capacidad térmica para la fabricación de persianas, como la madera o el aluminio; al usar materiales que irradien calor las persianas cumplirían su función de protección solar ante la luz, pero la protección térmica no será eficiente. Las persianas también protegen del deslumbramiento y desvían los rayos solares; de esta forma el ingreso de luz puede ser regulado sin afectar los espacios interiores de la vivienda.
Las cortinas son instaladas al interior de la vivienda. En primer lugar, se definen el número y el tamaño de las ventanas a cubrir, logrando así un despiece y medidas adecuadas para cada ventana. Luego se instala la estructura que sostiene las cortinas; los perfiles y anclajes se instalan a la estructura de la vivienda. Existen cortinas enrollables, verticales, veneciana, tipo panel, etc.
Cortinas al interior
¿Cómo funciona?
¿Qué son? Se trata de elementos para protección solar instalados en las ventanas. El usuario puede regular la entrada de luz por medio de las cortinas (figura 29).
¿Cómo se construye?
Las cortinas permiten bloquear la incidencia de los rayos solares, así se pueden regular para permitir o no el ingreso de luz. Se debe tener en cuenta que las cortinas no tienen una función efectiva como aislante térmico, ya que el calor transmitido
Figura 28. Cortinas al interior
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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Adecuación del espacio interior
Zonificación ¿Qué es? Implica identificar y zonificar los espacios de la vivienda que producen calor, debido a la actividad que en ellos se desarrolla o a los aparatos que allí funcionen. Cuando se establece una zonificación se pueden generar estrategias de diseño que permiten una adecuada ventilación e iluminación natural reduciendo el uso de aire acondicionado (figura 30).
¿Cómo se construye? La zonificación permite distanciar los espacios que sean fuentes de calor de los espacios de uso social y privado, donde los usuarios permanecen la mayor parte del tiempo. Para hacer efectiva esta estrategia, se debe tener en cuenta: aa Construir la cocina, el baño y el patio de ropas de forma aislada, sea por distancia o distribución. aa Uso de materiales aislantes. aa Construcción de ventanas o ductos que permitan la ventilación natural.
Figura 29. Zonificación
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del vidrio hacia el interior de la vivienda es recibido y acumulado por la cortina.
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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¿Cómo funciona? Al evitar que las ganancias de calor o la humedad generada en algunos espacios se transmitan a toda la vivienda, se disminuye el consumo de energía, evitando o disminuyendo el uso de A/C artificial.
Altura del cielo raso ¿Qué es? La altura es la distancia que se presenta entre el piso de la vivienda y el techo, tomada desde el interior de esta. En climas tropicales se deben manejar alturas considerables, que beneficien la climatización de las viviendas. ¿Cómo se construye? La altura mínima que se debe manejar es de 2,4 m para climas cálidos; si la cubierta es plana tendrá esta altura como mínimo. Cuando la cubierta presenta inclinación, el punto más bajo de la cubierta se dispondrá a la altura mínima (2,4 m) y la parte más alta estará definida por su inclinación y longitud. ¿Cómo funciona? El aire caliente puede afectar el confort al acumularse en los espacios; al tener mayores alturas en clima cálido el aire caliente asciende a la parte más alta de la vivienda, evitando ganancias de calor a la altura de los usuarios, Figura 30. Piso interior
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Fuente: Habitat Tropical (2014)
Piso interior ¿Qué es? Es una superficie horizontal de la vivienda en la cual no se acumula o genera calor, por efecto de la radiación solar o las actividades que se llevan a cabo dentro de la vivienda (figura 31). ¿Cómo se construye? En la construcción y el diseño de pisos se cuenta con diferentes características como materiales, texturas o colores que satisfagan las necesidades estéticas y de uso de los habitantes. El piso interior de la
vivienda se apoya sobre una placa de piso, la cual soporta las cargas de los usuarios. ¿Cómo funciona? Las materiales que pueden ser usados para los pisos afectan la temperatura del interior, pues cada material tiene la capacidad de absorber, reflejar y emitir calor. Al usar materiales que absorban poco calor, la vivienda se mantendrá más fresca. Se recomienda el empleo de colores claros.
Aislantes térmicos al interior ¿Qué es? Un aislante está conformado por un material que se caracteriza por su resistencia térmica y por evitar la transferencia de calor de un elemento a otro (figura 32).
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donde se desarrollan las actividades diarias. Esto además permite la salida del aire caliente para que no se acumule, haciendo más eficiente la estrategia.
Figura 31. Aislantes térmicos al interior
Fuente: Habitat Tropical (2014)
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¿Cómo se construye?
¿Cómo funciona?
En el interior de la vivienda, en los muros y en cubiertas, se instala un elemento aislante; este ocupará un espacio que debe descontarse del espacio útil. Se requieren anclajes, estructura de soporte y un recubrimiento que no deje a la vista el material del elemento aislador. Deben ser evaluadas las propiedades del material a usar, como peso, espesor, densidad, conductividad térmica, etc.
El aislante térmico sirve de barrera, ya que evita la transferencia de calor de un elemento a otro. En este caso evita la transmisión del calor acumulado en la fachada o cubierta hacia el interior de los diferentes espacios. Algunos ejemplos son: placas de fibra de vidrio, lana volcánica o un tipo de espuma que se aplica como pintura.
Acrónimos
A/C: Aire acondicionado. BTU: British Thermal Unit (Unidad Térmica Británica).
Retilap: Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público. SIN: Sistema interconectado nacional.
Corpoema: Corporación para la energía y el medio ambiente.
Sopesa: Sociedad Productora de Energía de San Andrés y Providencia S.A. E.S.P.
Dispac: Empresa Distribuidora del Pacífico S.A. E.S.P.
SPT: Sistema de puesta a tierra.
EER: Índice de eficiencia energética.
SUI: Sistema único de información.
ENAM: Energía para el Amazonas S.A. E.S.P.
T5: Lámpara fluorescente tubular de diámetro de 5/8 de pulgada.
Ideam: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales.
T8: Lámpara fluorescente tubular de diámetro de 8/8 de pulgada.
IGAC: Instituto Geográfico Agustín Codazzi.
T12: Lámpara fluorescente tubular de diámetro de 12/8 de pulgada.
LCD: Pantalla de cristal líquido. LED: Light-Emitting Diode (diodo emisor de luz). LFC: Lámpara fluorescente compacta. MME: Ministerio de Minas y Energía. RETIE: Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas.
UPME: Unidad de Planeación Minero Energética. URE: Uso racional y eficiente de energía. ZNI: Zonas no interconectadas. GWh: Gigavatio/hora. $kWh: Costo en pesos de la unidad de energía eléctrica kilovatio/hora.
Referencias
CNE. (2011). Guía residencial de eficiencia energética. Gobierno de Chile. Recuperado de http://www.acee.cl/areas/edificacion/recursos/guias Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Consorcio Colombia. (2012). Determinación del consumo básico de subsistencia en el sector residencial y del consumo básico en los sectores industrial, comercial y hotelero en los departamentos de Guainía, Vichada y Chocó. Recuperado de www.upme.gov.co/ terminos/borradores/2012/015-2012.pdf Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Consorcio Leticia. (2011). Determinación del consumo básico de subsistencia en el sector residencial y del consumo básico en los sectores industrial, comercial y hotelero en los departamentos de Amazonas y Vaupés. Recuperado de www.upme.gov.co/terminos/ adjudicacion/2011/020-2011.pdf
Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Corporación para la energía y el medio ambiente (Corpoema). (2010.). Caracterización del Consumo de Energía, en los sectores Residencial Urbano-Rural, Comercial y Hotelero del Archipiélago de San Andrés y Providencia. Recuperado de http://www.corpoema.com/ web/spip.php?article1 Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Corporación para la energía y el medio ambiente (Corpoema). (2012). Realización de Auditorías Energéticas en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina. Recuperado de http://www.corpoema.com/web/spip. php?article12 Habitat Tropical (2014). Diseños del arquitecto Santiago Moreno usando el software Sketchup. Website: www.habitattropical.com.
Esta cartilla fue impresa en la ciudad de BogotĂĄ, en el mes de marzo. Para su composiciĂłn se utilizaron fuentes Corbert Condensed, con un tamaĂąo es de 12 puntos.