FLUJOS. LA ENERGÍA Los combustibles fósiles utilizados comúnmente para la obtención de la energía, son un recurso cada vez más escaso, y por tanto la fluctuación de precios será normalmente al alza, y lo que es todavía más importante, el nivel de contaminación y gases de efecto invernadero que se generan al utilizar los combustibles fósiles, no puede seguir creciendo. Nos centraremos en el análisis del flujo concreto de la energía, tanto a nivel interno dentro de la casa, como a nivel externo, analizando la energía necesaria para producir los materiales de construcción. Dentro de la casa, las fuentes de energía necesarias para su funcionamiento suelen ser:
Curva de producción del petróleo. Comparativa curva real y curva M.King Hubbert.
- electricidad, usada para iluminación, funcionamiento de electrodomésticos y climatización principalmente. - energía térmica, calefacción y ACS(Agua Caliente Sanitaria). Aunque esta se pueda producir gracias a la electricidad, queremos diferenciarlas, ya que es mucha la energía que consumimos para producción de energía térmica. Como podemos observar, el peso del consumo energético en calefacción y ACS és muy significativo. Aunque tampoco son despreciables los consumos en Iluminación, o Aire acondicionado, por eso el caso de estudio que se presenta, se considera un buen ejemplo por su inquietud por los sistemas pasivos de acondicionamiento de aire.
Consumo de energía primaria en Sector Residencial Fuente: IDAE.
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA Si analizamos los flujos de energía de una manera general, estas son algunas de las consideraciones a tener siempre en cuenta: - Necesitamos que la energía se genere, bien quemando combustibles fósiles, biomasa, ... o bien aprovechando el generador de energía natural más cercano: el Sol. - Una vez generada la energía, el primer flujo de esta que nos interesa es ver como se reparte y como se transmite. Para ello recordaremos los tres métodos de transmisión de calor: conducción, convección y radiación, los tres métodos suelen entrar en acción a la hora de distribuir la energía. Exponemos unos cuantos ejemplos que nos ayudan a entender estos flujos: -Nos llega la radiación del Sol, podemos aprovechar esta para calentar nuestra casa en invierno, y debemos evitarla a toda costa en verano, para no necesitar acondicionamientos de aire mecánicos. - Si calentamos un suelo con una gran inercia térmica, con la ayuda del Sol por ejemplo, este a su vez irradiará calor, que nos calentará la estancia a lo largo del día.
Consumo de energía primaria en Sector Residencial Fuente: IDAE.
Irradiación solar. Se debe evitar en verano.
Irradiación solar. Se debe aprovechar en invierno.
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA - En las estadísticas vimos como una gran cantidad de Energía se utiliza en calentar agua de calefacción y ACS, porque no utilizar un generador gratuito para ello... el Sol. - Otro ejemplo de transmisión de calor, en este caso por convección, es como se reparte el calor dentro de una habitación, a partir de un radiador. En principio se calienta todo el volumen de la habitación, cuando lo que nos interesa realmente es calentar solo la parte habitada.
Flujo de energía. Aprovechamiento en instalación de Solar Térmica
Transmisión de energía por convección. Importancia de la altura de las estancias.
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA - La transmisión por conducción nos sirve para explicar la importancia de los materiales, su espesor, y su conductividad térmica, para no perder el calor que tanto nos cuesta generar en invierno. También para que no entre calor en verano, aunque aquí tiene mucha relevancia el calor que nos entra por radiación. - La ventilación cruzada experimenta con la mecánica de fluidos, y busca la mejor disposición de los huecos para bajar unos grados la temperatura en verano. En este caso, se estudian los vientos dominantes, y a partir de pruebas en laboratorio se determina que el mejor comportamiento es cuando el aire entra por una ventana grande, y tiene una salida en la parte posterior más pequeña.
Importancia de las pérdidas de energía a través de los cerramientos
Ventilació cruzada. Estudio de los vientos dominantes.
FLUJOS EXTERNOS. LA MATERIA PRIMA De la energía consumida en la elaboración de las materias primas más comunes para la construcción, no disponemos de estadísticas, pero dada la dificultad de extracción de muchos de los materiales, y las elevadas temperaturas que intervienen en sus procesos productivos, el hecho de utilizar materias primas locales y/o naturales, reduce la imprenta ecológica de manera muy significativa. Por tanto, los flujos externos de la energía también se tendrán en consideración. De hecho en el proyecto Life Reusing Posidonia, se ha hecho un estudio muy exhaustivo indagando en materiales utilizados en la zona de manera tradicional, por ejemplo, los materiales utilizados para la construcción de las casas payesas en Ibiza y Formentera es la piedra para las paredes, la madera de sabina para las vigas, arcilla y algas para el tejado.
Las capas que componen el tejado de casa payesa son: - Bigas de sabina i tejel de olivera, - Capa de Posidonia (algas) - Capa de arcilla. Fuente de la ilustración: ‘La casa pagesa. Geografía humana. Quadern de l’alumne’. GEN-GOB-Eivissa.
Caso de estudio: LIFE REUSING POSIDONIA El IBAVI, en colaboración con la DG de Medio Natural, Educación ambiental y Cambio Climático, ha recibido una subvención Europea valorada en 754.012€ del programa LIFE+2012, para llevar a cabo la construcción y monitorización del proyecto de 14 viviendas de protección pública en Sant Ferran, Formentera. Ejemplo que contribuye al desarrollo de tecnologías, métodos e instrumentos innovadores en el ámbito de la conservación de la naturaleza, el cambio climático, la política medioambiental y la información y comunicación sobre cuestiones medioambientales en todos los Estados miembros de la UE. 'Para compensar el reducido tamaño de las ventanas de planta primera (120cm), se coloca un lucernario en cubierta de 3m de ancho, con doble orientación. En invierno, abriendo las persianas orientadas al sur y cerrando las contraventanas a norte, se obtiene un colector solar. En verano, cerrando las persianas, y abriendo las contraventanas y cristales, se obtiene ventilación natural por succión. Las dimensiones han sido calculadas para asegurar la incidencia de radiación directa el día más desfavorable del solsticio de invierno. ' Fuente www://www.reusingposidonia.com Proyecto Life Reusing Posidonia. San Ferran, Formentera.
FLUJO DE ENERGÍA. VERANO Para evitar irradiación solar, en el proyecto se recurre a protección solar horizontal sobre puertas y ventanas, y a la propia vegetación. También se protegerá a partir de la típica persiana, que deberá permanecer cerrada en los momentos de mayor incidencia solar, es decir, el usuario tiene un papel activo en el uso eficiente de la vivienda. También hay un estudio exhaustivo para hacer el mejor uso posible de la ventilación cruzada.
Evitar irradiación solar. A partir de paramentos horizontales, y la propia vegetación.
Climatización pasiva. Ventilación cruzada.
FLUJO DE ENERGÍA. INVIERNO En invierno buscaremos que el calor que conseguimos generar y atrapar en el interior, no se escape, y permanezca en la zona habitada del edificio. Para ello, intentaremos capturar el calor del Sol a través de las aberturas, y que este se acumule en la masa del edificio, para que la vaya cediendo a lo largo del día. Solo cuando sea necesaria, se ha previsto la generación de calor a través de caldera de biomasa centralizada de 90kW de potencia y un rendimiento del 92%. Cada vivienda dispone de intercambiadores Termobox-M individuales, lo cual es mucho más eficiente que una caldera individual en cada vivienda. Para el ACS, también se ha previsto un sistema de Solar Térmica, una tecnología ampliamente probada, y que si recibe el mantenimiento adecuado puede tener una larga vida útil.
Espacio habitable fácil de climatizar.
Se aprovechará al máximo la entrada de la radiación solar, tanto para iluminación, como para calentamiento de las estancias. Añadir que en verano, se podrá prevenir esta entrada de Sol, primero por que la trayectoria de este es más elevada, y segundo, porque disponemos de persianas para cuando sea necesario.
Climatización pasiva. Entrada de la energía del Sol a través de las ventanas.
FLUJO DE ENERGÍA EXTERNOS. MATERIALES. El proyecto cuenta con un banco de materiales (http://reusingposidonia.com/category/materiales/), cuya búsqueda ha sido objeto de estudios muy detallados, con el objetivo de reducir en un 50% la energía consumida durante la fabricación de las viviendas. El banco cuenta con los siguientes materiales, aunque solamente comentaremos la Posidonia oceánica utilizada como aislante térmico: - Posidonia oceánica; Hormigón de cal; Mortero de cal en fachada; Piedra marés (calcarenita o eolianita); Árido reciclado; Hormigón con árido reciclado; Carpinterías de madera (con sello FSC, PEFC o reutilizadas; Corcho; Y-tong visto.
Posidonia oceánica propuesta como aislante térmico.
FLUJO DE ENERGÍA EXTERNOS. MATERIALES. Un aislamiento depende del contenido de burbujas de aire interior. Por tanto, cualquier residuo o deshecho local con un elevado contenido de aire es un potencial aislante. En Formentera, el residuo más abundante es la Posidonia oceánica, aunque no se debe disponer de él sin ningún control, dada la importancia de la Posidonia muerta en el ciclo vital de la misma, y en la conservación del litoral. En este proyecto se cumplirán todos los protocolos para evitar el impacto ambiental de la recogida de la Posidonia de las playas, tal como se indica en la correspondiente autorización por parte de la consejera de Medio Ambiente, Industria y Energía, y que enmarca en el programa de gestión del Área de Medio Ambiente del Consell de Formentera, según los documentos 'Autorización para la utilización de restos de Posidonia Oceánica y palets como material de construcción' con fecha 10 de noviembre de 2010, y 'Informe relativo a la gestión de la Posidonia oceánica en las playas de Formentera', con fecha del 13 de agosto de 2012. Teniendo en cuenta esta consideración, es indiscutible el ahorro energético al hacer un buen uso de la Posidonia, si lo comparamos con el proceso productivo del Poliestireno expandido. No disponemos de datos de la cantidad de energía necesaria para cada paso, pero se puede deducir que son cantidades ingentemente mayores que para el uso de la Posidonia.
Proceso de fabricación del EPS. Se puede deducir que conlleva un elevado coste energético.
Planchas de Poliestireno expandido EPS, comunmente utilitzado como aislante térmico
FUENTES CONSULTADAS http://www.rankia.com/blog/game-over/2611551-pico-petroleo-decrecimiento-colapso http://www.reusingposidonia.com/ http://www.idae.es http://www.empolime.com/fabricacion-poliestireno-expandido.htm http://www.gengob.org/