Mejoramiento térmico de las Viviendas y su aporte a la
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Mejoramiento térmico de las Viviendas y su aporte a la Descontaminación Atmosférica Nicolás Schiappacasse Poyanco Doctor en Ciencias, mención Química Escuela de Ingeniería de Procesos Industriales INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EE? Definición EFICIENCIA ENERGÉTICA: con ▬ SÍ es: Consumo inteligente NO es: Ahorro / reducción Optimización Todas las energías Sacrificio Menor producción Mayor productividad Cultura y tecnología Menor crecimiento Mejores hábitos Menor calidad de vida Mayor rendimiento Mayor rentabilidad Mejor gestión de procesos Menor bienestar Menor competitividad EE: ESTRATEGIA CRECIMIENTO Independencia Energética Consumo Total por Fuente (CNE, 2003) Leña 14% Electricidad 13% Carbón y coke 8% Otros 4% Crecimiento demanda 1990 – 2000: 89% Energía importada: (1982, 18%); (2007, 70%) Chile importa: 97% de petróleo, 84% de carbón y 78% de gas natural Gas Natural 25% Derivados de Petróleo 36% EE: ESTRATEGIA CRECIMIENTO Ahorro para las personas Beneficio 20 W 100W Consumo 20 W 100W Ampolleta incandescente consume 146 kWh = $ 11.096 EE: ESTRATEGIA PARA CC Evidencia CC Calentamiento Global EE: ESTRATEGIA PARA CC Concentraciones CO2 10000 5000 Años antes del 2005 0 EE: ESTRATEGIA PARA CC Emisiones CO2 en Chile EE: ESTRATEGIA PARA CC Proyecciones para Chile (2070-2100) Depto. Geofísica U. Chile (2007) EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Causa de Contaminación por MP10 En el uso de la leña ¡no hay EE! Coyhaique. Mayo 2004 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mal uso de la leña Pobre Aislación Térmica Consumidor desinformado Q Leña húmeda Altas Emisiones MP Combustión incompleta Tecnología precaria EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Leña seca, más calor Relación entre el poder calorífico y el contenido de humedad de la leña kWk/kg % humedad Leña seca Leña húmeda EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Recambio Tecnológico Emisión vs Eficiencia EMISIÓN vs EFICIENCIA 10000 I mg/MJ 1000 I H H G G 2009 2010 2012 2016 Chilenos FF EE 100 D D CC 10 BB AA Neozelandeses 1 45 50 55 60 65 SERPRAM, 2006 70 % 75 80 85 90 95 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mejor aislación, menos emisiones EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mejor aislación, menos emisiones Resultado modelación “CALOR DE HOGAR” TRANSFERENCIA DE CALOR Fundamentos - Calor es una forma de energía en tránsito (Primer Principio Termodinámica) - El calor siempre se transfiere desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura (Segundo principio de la Termodinámica) TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Conducción cobre acero vidrio polietileno alúmina Vaso Dewar TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Convección - Movimiento de fluidos TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Radiación (IR) - Todos los cuerpos calientes emiten radiación IR TRANSFERENCIA DE CALOR En un muro Text Tint< Text Transmitancia (U; W/m2 C): Calor transferido en un segundo por 1 m2 de muro cuando la diferencia de temperatura entre ambos lados es de 1°C El inverso de la transmitancia es igual a la resistencia térmica del muro. ANÁLISIS ENERGÉTICO Balance Demanda Calefacción = Pérdidas - Ganancias Pérdidas: - Transmisión - Ventilación - Infiltración aire Ganancias: - Solares - Iluminación - Personas - Internas ANÁLISIS ENERGÉTICO Balance Demanda Calefacción = Pérdidas - Ganancias Minimizar Pérdidas, Maximizar Ganancias ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Q Transmisión U A T Factor constructivo U A U muro Text Factor climático Amuro Uventana Aventana Ucubierta Acubierta Q trans , piso U piso A piso (Tint Tsuelo ) U transmitancia, W/(m2 K) A área,m 2 int ANÁLISIS ENERGÉTICO Disminución de Pérdidas Transmisión Q Transmisión U A T Factor constructivo int Text Factor climático • Disminuir U (uso de materiales aislantes y resolución de puentes térmicos) • Disminuir el Área Expuesta (Bajo Volumen / Superficie) • Ajustar el área de ventanas ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Fuente: Diplomado en Edificación Sustentable Universidad de Talca ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Transmitancias de diversos materiales • VIDRIO SIMPLE 5.5 • HORMIGÓN VISTO 4.0 • VIDRIO PAR 3.2 • MADERA 2.0 • MURO AISLADO 0.2 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Infiltración, Ventilación Q Infilt ,Vent m c p Tint Text Factor constructivo Factor climático flujo másico(kg/s), proporcional renovaciones de aire m c p capacidadcalorífica del aire (1 kJ/kg K) ANÁLISIS ENERGÉTICO Carga Térmica Q Q Transmisión infilt, vent carga térmica • Carga térmica = tasa de pérdidas = tasa de calor entregado por el sistema de calefacción (Define la potencia de éste) ANÁLISIS ENERGÉTICO Cálculo de la Demanda Anual ANÁLISIS ENERGÉTICO Ganancia por Radiación Solar Qradsolar A E i mes, i Factor constructivo Factor climático = transmisividad media de las ventanas - Ai = área total de las ventanas en la fachada i - Ei = Energía solar por metro cuadrado en la fachada i ANÁLISIS ENERGÉTICO Ganancias Solares ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo DISTRIBUCIÓN DE RECINTOS SEGÚN SU EXPOSICIÓN AL RECORRIDO SOLAR Felipe Valdés ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Oscilación máxima recomendable respecto del norte geográfico / solar Para obtener una mayor eficiencia energética solar, se puede considerar una rotación de no más de 30 grados, con respecto al norte, pues mas allá de eso la ganancia solar deja de ser eficiente ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Variables de diseño: FENESTRACIÓN •Equilibrar Iluminación Natural suficiente con pérdida de energía térmica •Diseñar para día nublado Felipe Valdés ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Modelación Análisis de asoleamiento dinámico, día a día , hora a hora ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Langport, Somerset, UK. ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos A través del puente térmico se genera lo que se conoce como “efecto embudo”, el calor contenido por la envolvente es transmitido más rápidamente por el elemento conductor. ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos Coeficiente de conductividad térmica (λ) de distintos materiales Material λ [W/mºC] Aluminio 210 Acero 58 Hormigón (2400 kg/m3) 1.63 Vidrio 1.20 Agua 0.59 Yeso 0.31 Maderas 0.11 Espumas, fibras alveolares 0.04 Aire quieto 0.024 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos • • • • Geométricos Producidos por cambio de materialidad Constructivos Convectivos ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos Sin mejoramiento de envolvente Con mejoramiento de envolvente ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos por Condensación Crecimiento de moho y hongos producto de condensación superficial intramuros. ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos por Condensación La condensación superficial puede producirse en cualquier punto del paquete constructivo, en donde las condiciones de humedad y temperatura sean las adecuadas para producir rocío. GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO t (ext) = 10°C GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO “La clave no está en gastar más, sino en hacer las cosas realmente bien…” ¡Gracias!
