Taller de Instalaciones I y II

José Luis LloberasAdriana ToigoP f Tit lProfesores Titulares

Nelly LombardiP f Adj tProfesor Adjunto

Facultad de Arquitectura y Urbanismoq y

UNLP

Año 2012

Desde el punto de vista de la física ÍENERGÍA

es la capacidad potencial de producirp p pTrabajo o Calor.

La energía no se crea ni se destruyeLa energía no se crea ni se destruye,se transforma

Puede ser:Puede ser:* PrimariaEj í ló i d id b tió d l ñEj: energía calórica producido por combustión de leña.

*SecundariaEj í lé t i ti d t l té iEj: energía eléctrica a partir de una central térmica.Las instalaciones necesitan de energíapara funcionarpara funcionar.

Evolución Histórica

Hombre primitivoHombre primitivo

Usos. Calentarse, cocción , culto, trabajar metales.

Antigüedad clásicaAntigüedad clásica

Uso: Leña para calentar agua y climatizar Villas yUso: Leña para calentar agua y climatizar Villas y baños públicos

Medioevo

Energía cinética delEnergía cinética del viento

Renacimiento

Revolución industrialFi d i l XVIII I l tFines de siglo XVIII-Inglaterra-

Invento máquina a vapor

Uso de carbón y leña para producir vapor

Fines del siglo XIX

Descubrimiento de Petróleo.

Desarrollo industria automotriz

La energía proviene de 2 fuentes: g p

º No renovables: (se agotan)Combustibles Fósiles- Combustibles Fósiles

- Nuclear

º Renovables (inagotables) Renovables (inagotables)- solar

gravitatoria- gravitatoria- geotérmica

E í N blEnergía No renovable-Combustibles fósiles:Combustibles fósiles:

Sólid bó i lSólidos: carbón mineral.

Líquidos: Petróleo y su refinería.

Gaseosos: Gas Natural, gas de hulla.

Carbón mineralAlteración de restos vegetalesAlteración de restos vegetales

Poder calorífico: 3.500 a 8.000 Kcal/m3

Carbón vegetal:Producido por el hombre a partir de la carbonización de laProducido por el hombre a partir de la carbonización de la madera a altas temperaturas en ausencia de aire.

Poder calorífico: 6.000 a 8000 Kcal/m3

Petróleo y Gas natural

Poder calorífico: 9 300 K l/ 3 GN9.300 Kcal/m3 GN22500 Kcal/m3 GLP

En Generación de ELECTRICIDADELECTRICIDAD

El 58% de laEl 58% de la potencia instalada depende dedepende de combustibles fó ilfósiles

Uso de combustibles fósilesUso de combustibles fósiles

Ventajas:

- Disponibilidad actual.

- Precio menor que otras fuentes.

- Alto poder energéticoAlto poder energético..

Desventajas.

-No es renovable. Finitud

- Produce contaminación ( GEI y accidentes).

-Crea tensiones y dependencias políticasCrea tensiones y dependencias políticas

Energía No renovable

Nuclear

La Fisión nuclear del uranio produce una reacción en cadena con liberación de calor.

Centrales nucleares

EEUU posee 104 centrales nucleares - Japón 55 –

Francia 59 y el mundo 250Francia 59 y el mundo 250.

ELECTRICIDAD

Atucha I

ELECTRICIDAD

De centrales termonucleares Atucha I

Atucha II

De centrales termonucleares proviene el 3,4 % de la potencia instalada Embalseinstalada

Peligrosa

Desventajas

•Peligrosa.

(Chernobyl – Fukushima)

•Se agota

•Produce residuos radioactivos

Consumo Global de energía primaria

87 % combustibles fósiles87 % combustibles fósiles

Consumo en países de la región

CONSUMO PRIMARIO DE ENERGIA EN AMERICA DEL SURDEL SUR

80%

100%

60%

80%

20%

40%

0%ARGENTINA(EST. 2007)

BRASIL PERÚ CHILE EUROPA USA MUNDO

PETROLEO Y DERIVADOS GAS NATURALCARBON HIDROELECTRICIDADIMPORTACIONES DE ELECTRICIDAD NUCLEARBIOMASA Y OTROS RENOVABLES

Consumo energético primario Argentina

En que se utiliza la energía

50 % construcción

q

28 % transporte y residencialresidencial22 % industria.

La producción de cemento es responsable de laLa producción de cemento es responsable de la emisión del 6% gases efecto invernadero (GEI)

humanohumano

Emisiones CO2Emisiones CO2

China : Per Capita 4.6

EEUU : PC 19.8

Los países firmantes Protocolo de Kioto-2005 deben cumplir con la reducción de2005- deben cumplir con la reducción de CO2 a la cual se comprometieron.

Metas actuales

20202020

Reducir 20 % GEI

Mejorar 20 % la Eficiencia Energética

Utilizar 20 % Energías RenovablesUtilizar 20 % Energías Renovables

2050

Utilizar el 50 % Energías RenovablesUtilizar el 50 % Energías Renovables

¿Por qué REDUCIR CO2 ?Calentamiento global

Consecuencias:Desequilibrio ambiental

sequías esequías e inundaciones

Derretimiento de glaciaresg

Compromete reservas de agua dulce.

D t l i tDestruye el ecosistema.

Lluvia ácidaLluvia ácida.Deforestación

Menos bosques paraC COCaptar CO2

Contaminación del aguaContaminación del agua y del aireProducidos por uso del petróleopetróleo

¿COMO REDUCIR CO2 ?¿COMO REDUCIR CO2 ?

1- Uso Eficiente de La Energía.g2- Captación y almacenamiento de CO2.3 U d E í li i3- Uso de Energías limpias

1- Uso Eficiente de la Energía

Acciones que Dependen del Profesional

1 Uso Eficiente de la Energía

Acciones que Dependen del Profesional

* Generar Edificios eficientes. edificios LEED

80% d ibilid d d l l l t80% de posibilidades de lograrlo es en el proyecto.

15% de posibilidades en la ejecución.15% de posibilidades en la ejecución.

5 % de posibilidades durante el uso y mantenimiento.

* Menor demanda de energía-Cambios de hábitos. (usuario)-Acondicionamiento pasivo p

•Diseño y selección eficientes deDiseño y selección eficientes de instalaciones. - Tecnologías eficientes- Tecnologías eficientes

•Diversidad de fuentes•Diversidad de fuentes -incorporación de energías lt tialternativas-

Acciones que dependen deAcciones que dependen de Políticas de estado

*I i ó i*Incentivos económicos.

*Certificaciones de edificios. -Ley 13059-

* Gravámenes

F ió b Almacenamiento en2- Captación de CO2

Forestación con bosques jóvenes

Almacenamiento en reservorios naturales

f d t tjPara procesar el CO2 que emite un frigorífico debido a la energía que éste consume durante 40 años, es necesario

profundos terrestres o marinos

consume durante 40 años, es necesario plantar 250 encinas o 20 chopos.

3-Uso Energías3 Uso Energías alternativas

El parque eólico de A L Ri jArauco – La Rioja-

Permite evitar emisión de 47.000 Tn/año de CO2 o el uso equivalente de 135 700 barriles de135.700 barriles de petróleo/año

E í R bl i t blEnergías Renovables = inagotables

• No alteran el equilibrio térmico del planeta.

• No generan residuos irrecuperables.

• Velocidad de consumo < que la generación.

Radiación solarAtracción gravitatoriaEnergía geotérmicaEnergía geotérmica

Radiación solar

*Solar térmica

*Solar fotovoltaica

En media hora, el sol produce la energía que el planeta necesita para

todo un año.todo u a o

APLICABLES A LA ARQUITECTURA

N bl * C b tibl lí idNo renovables : * Combustibles líquidos

* Leña

* Gas natural

Renovables : * Solar -Térmica y Fotovoltaica-

* Biomasa* Biomasa.

* Eólica

* Geotérmica = de baja entalpia

* Mini hidraúlica

Energía solarEnergía solar térmica

Colectoresplanos

Principios:Principios:- Conservación de la energíade la energía - Efecto invernadero- Termosifón- Termosifón

APLICABLE A LA ARQUITECTURAARQUITECTURA

Generación de Agua caliente•Temperatura ambiente

•Intensidad radiación

Agua caliente sanitaria o climatización

•Posiciónclimatización

C l t d id iColectores de vidrio evacuado

Gran Escala

Central solar termoeléctrica

Heliostatos

Energía solar fotovoltaica

P i i iPrincipio:

EfectoEfecto fotovoltaico

Celdas fotovoltaicas de silicio

Producción- almacenamiento- conversiónProducción almacenamiento conversión

Aplicaciones:p cac o es

•Viviendas ruralesViviendas rurales•Alumbrado público o iluminación exterioriluminación exterior•Balizamiento

APLICABLE A LA ARQUITECTURA

P d ió d

ARQUITECTURA

Producción de Energía eléctricaeléctrica

15 de noviembre de 2011INSTALARON PANELESINSTALARON PANELES

SOLARES EN HOGARES Y EDIFICIOS PÚBLICOS DE LOS

LLANOS.-La Rioja-

Iluminación pública o de espacios exterioresp p

Gran escala para la red p

Central solar Fotovoltaica

Zonas optimas: Cuyo -San Juan-,Mesopotamia- Noa Entre Rios zona central y zona norte de laEntre Rios, zona central y zona norte de la Patagonia.

-Aplicaciones energía solar: Calefacción- agua caliente. Electricidad individual o/y para la red

Ventajas: Renovable. LimpiaLimpia.

Desventajas: CostosDesventajas: Costos.Dependen de ciclo día-noche

Solar indirectaEnergía de la biomasa producida en digestores Cálida

Templada Cálida

en digestores

Templada Cálida

F t lti éti d d hFuente : cultivos energéticos o de desechos agrícola, forestal, animal o urbano.

APLICABLE A LA ARQUITECTURAARQUITECTURA

Cabina integrada solar y biomasa para viviendas

escala doméstica y experimentalbiocombustibles-biogas, gas pobre, g , g p ,fermentación alcohólica- biofertilizantes -.

Biocombustibles

Pellets

Calderas a PelletsCalderas a Pellets

Zonas optimas : donde se produzca residuos de madera agrícolas o de cultivomadera, agrícolas o de cultivo .

Aplicaciones: combustible (biodiesel alcoholes-Aplicaciones: combustible (biodiesel, alcoholes,bioetanol),calefacción etc.

Ventajas: - aprovechamiento de residuos.j p- evita uso de combustibles fósiles.

Desventajas: costo de inversión importanteDesventajas: -costo de inversión importante-disponibilidad- critica social en uso de los cultivos

alimenticios.

Solar indirecta: Energía eólicaSolar indirecta: Energía eólica

Aerogenerador Parques eólicos terrestres oAerogenerador Parques eólicos terrestres o marítimos

Aerogeneradores urbanos APLICABLE A LA

de energía eléctrica ARQUITECTURA

obra social de la Caja Gipuzkoa-S S b iá ESan Sebastián y Ennera una empresa de microgeneración energética y movilidad sostenibleenergética y movilidad sostenible.

Zonas optimas : Patagonia marítima y continental.

-AplicacionesE t ió d bt áExtracción de agua subterránea y generación de electricidad

Ventajas: RenovablejLimpia

Desventajas: CostosContaminación visual y sonoraContaminación visual y sonora

Gravitatorias:

Energía hidroeléctrica a gran escalaA h l í t i l d lAprovecha la energía potencial del agua.

Centrales hidráulicasCentrales hidráulicas

ELECTRICIDAD

Chocón

Yacireta

Salto GrandeSa to G a de

otras

38% de la potencia instalada38% de la potencia instalada

mini centrales hidroeléctricas. APLICABLE A LA mini centrales hidroeléctricas.ARQUITECTURA

Casa de máquinas

Zonas: Cursos de agua fluviales.Zonas: Cursos de agua fluviales.

Ventajas:

- Es autóctona.

- InagotableInagotable

- No contamina

- Es segura

- Costo inicial importante pero bajo de p p jmantenimiento

DesventajasDesventajas.

- Modifica el ecosistema y la demografía.

- Calidad del agua río abajo inferior

Energía mareomotriz - Gran escalaS b lSe basa en el aprovechamiento d lde las mareas.

Centrales mareomotriz

Energía undimotrizSe basa en aprovechar la oscilación vertical de la ola que permite elSe basa en aprovechar la oscilación vertical de la ola que permite el funcionamiento de un generador.

Otra posibilidad es la utilización de las pcorrientes oceánicas

Zonas optimas: Península de Valdés – Chubut -costa patagónicacosta patagónica.

-Aplicaciones: Producción de electricidad

Ventajas: Inagotablesj gLimpias

Desventajas: CostosasVisiblesVisibles

Energía Geotérmica

Aprovecha la energía calórica que es transmitida por la tierra p g q pdesde su núcleo (magma) o recibe de la radiación solar.

Puede ser Geotérmica de alta entalpía o de baja entalpíaPuede ser Geotérmica de alta entalpía o de baja entalpía.

Centrales lé t i

Geotérmica de alta entalpíaeléctricas – gran escala-

Aprovecha el calor del magma que produce agua yAprovecha el calor del magma que produce agua y vapor a gran temperatura

Geotérmica de baja entalpía

A h l l A l dAPLICABLE A LA

Aprovecha el calor Acumulado en la tierra por la radiación

l

ARQUITECTURA

solar.

Puede abastecer el 100% de í lenergía para el

acondicionamiento y el Agua li tcaliente

Cuando la climatizaciónCuando la climatización funciona con bomba de calor la tierra es un intercambiador de calor.

Zonas optimas Jujuy, Salta, Neuquén,

Aplicaciones ag a caliente apor electricidad

j ySan Luis, zona de volcanes.

-Aplicaciones: agua caliente, vapor, electricidad acondicionamiento-Ventajas:

-Limpia-Segura-No tiene impacto visual-Autónoma-Máxima eficiencia.

Desventajas: Costo elevadoDesventajas: Costo elevado

Energía del HIDRÓGENO

EL Hidogeno no contiene átomos de carbono por lo cual su uso no genera GEIno genera GEI

Zonas optimas: el H se encuentra en la naturaleza en todas partesen todas partes.

Aplicaciones: Producción de electricidad-Aplicaciones: Producción de electricidad

Ventajas: - disponibilidad en todo el planetaj p p- Limpia.- ModularidadModularidad.

Desventajas: Alto costo de producción yDesventajas: - Alto costo de producción y almacenamiento. Precio no competitivo

- Tecnología en desarrollo

Usar Energías alternativasg

Ventajas:Ventajas: Resuelve la finitud del recurso fósil.Da independencia geopolíticaDa independencia geopolíticaEvita calentamiento globalPermite cumplimieno del Protocolo de Kioto.

Desventajas: Discontinuidad y sujeta a ciclosDiscontinuidad y sujeta a ciclosContaminación visualCostos iniciales elevadosCostos iniciales elevados.

º Acondicionamiento térmico 50 %

º Calentamiento agua 20 a 25 % USO DE LA Calentamiento agua 20 a 25 %

º Iluminación 15 % ENERGÍA EN EL HOGARº Electrodoméstico y equipamiento HOGAR

10%

Acond.TérmicoAgua Caliente

Il i ió50%15%

IluminaciónEquipamiento

50%

25%Energía producida basicamente porbasicamente por combustibles fósiles

Gases combustibles

-Gas natural: 90 % metano etano propanoGas natural: 90 % metano, etano, propanoP.C 9300 Kcal / m3

-Gases licuados GLP : propano (a granel) y butano ( supergas en garrafas) P C 22 000 Kcal/m3supergas en garrafas) P.C 22.000 Kcal/m3

Gases manufacturados: Hidrógeno monóxido de-Gases manufacturados: Hidrógeno, monóxido de carbono. Gas de hulla o alumbrado. P C 5000 K l/ 3P.C 5000 Kcal/m3

Ot-Otros.

Cuencas argentinasGas natural Gasoductos troncales:

Salta — Bs As Cuencas argentinasNeuquén-- Bs AsTierra del Fuego — Bs AsgSanta Cruz — Bs As

51 % de G N provienede Neuquén

PROVISIÓN

Transporte:por Gasoductos Almacenamiento:Almacenamiento:en GasómetrosDistribución: por redDistribución: por red

Redes troncales de alta presión

Ente reguladorgENERGAS

Plantas reductorasde presión

Ventajas: Red en cuadrícula-No es tóxico. -Es inodoro. Baja contaminación “Energía Limpia”

Red en cuadrícula

-Baja contaminación “Energía Limpia”-Se utiliza en el estado que se encuentra.-Desventajas:Desventajas:-Inversión inicial costosa (gasoductos, gasómetros).-Peligro de explosión y asfixia.

Alta presión > 2 kg/cm2Media 0 5 a 2 kg/cm2

Distribución por redMedia 0,5 a 2 kg/cm2Baja 180 a 200 gr/cm2P.Cal: 9.300 Kcal/m3

Nichos para medidoresi di id l

Regulador de presión

individuales

MedidorFlexibleFlexible

conexión

LM

Llave

LM

Ubicación LM -Medidas reglamentarias-Material incombustible – Distancias mínimas -

Llave esférica

gVentilación permanente puertas- identificación “GAS”

Gabinete para medidoresl ticolectivos

LM

Ubicado en lugar accesible para permitir lectura de medidor

Sobre L.M. va el regulador

Conexión a medidor

Regulador deRegulador de presión

Conexión rígida

Llave esférica

Gabinete de medidores múltiples con doble regulaciónregulación

Gas envasado

Se traslada y se recambia el envase periódicamente.

Equipo mínimo de cilindros-Válvula de conexión y flexibley-Colector y Regulador-Cañería con LLP y T p/pruebaMí i 1 1Mínimo 1 en uso y 1 reservaSup. a cielo abierto minimo 6 m2 (3m2 para c/uno)(3m2 para c/uno).

Gabinetes para cilindros.

Por cada gabinetePor cada gabinete que se agregue se adiciona 4 m2 deadiciona 4 m2 de sup libre.

B t í d ili dBatería de cilindros

M did di t iMedidas y distancias Mínimas entre

ili dcilindros

Gas envasado a granelSe recarga el envase in situ

regulador

Se recarga el envase in situ

Chanchitas 0,5 m3 Vertical individual o en bateria.

Base nivelada

Medidas comerciales

Gas envasado a GranelZeppelin chanchitaZeppelin- chanchita. + recambio mínimo 45 días.+ distancias libre alrededor mínimo de 3m+ distancias libre alrededor mínimo de 3m + puesta a tierra.+ cañería enterrada hasta instalación interna+ cañería enterrada hasta instalación interna.+ dispositivos de control+ plataforma nivelada+ plataforma nivelada

Ventajas :

- Alto poder calorífico en relación al volumenvolumen

- Se utiliza casi en estado natural

-Menos contaminantes que otros fósiles

- Menor costo respecto a otras fuentes.

Desventajas:Desventajas:

-Transporte costoso.

- Peligro de explosión, asfixia etc

Vivienda con GLP envasado Vivienda urbana GN por

a granel red

E l M l h REscuela Melchor Romero

Gas por red

E l Nº 70 t 36Escuela Nº 70, ruta 36

Gas granel

Norman Foster ”Los factores medioambientales afectanNorman Foster… Los factores medioambientales afectana la arquitectura en todos sus niveles. La construcciónconsume la mitad de energía utilizada en el mundogdesarrollado, y un cuarto lo consume el transporte. Losarquitectos no podemos resolver todos los problemas

fecológicos del mundo, pero podemos diseñar edificios quefuncionen consumiendo una fracción de los niveles actualesde consumo de energía y también podemos influir en losde consumo de energía y también podemos influir en lospatrones de transporte a través del urbanismo: la ubicacióny función de un edificio, su flexibilidad y previsión de viday , y pútil, su orientación, su forma y estructura, sus sistemas decalefacción y ventilación, y los materiales utilizados,

i t b l tid d d í isuponen un impacto sobre la cantidad de energía necesariapara la construcción, el funcionamiento y el mantenimientodel edificio y para desplazarse hasta él o desde él”del edificio, y para desplazarse hasta él o desde él .