{"id":284,"date":"2015-02-03T10:08:26","date_gmt":"2015-02-03T10:08:26","guid":{"rendered":"http:\/\/certificadodeeficienciaenergetica.com\/blog\/?p=284"},"modified":"2017-07-18T22:25:12","modified_gmt":"2017-07-18T22:25:12","slug":"analisi-sombras-uso-biomasa-aislamiento-termico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/certificadodeeficienciaenergetica.com\/blog\/analisi-sombras-uso-biomasa-aislamiento-termico\/","title":{"rendered":"An\u00e1lisis de sombras, el uso de la biomasa y el aislamiento t\u00e9rmico"},"content":{"rendered":"

La eficiencia energ\u00e9tica, como ya te lo hemos mencionado aqu\u00ed en el blog de certificadodeeeficienciaenergetica.com<\/a> es un proceso multifac\u00e9tico en el que se involucran numerosos factores, desde la arquitectura y la ingenier\u00eda, hasta la implementaci\u00f3n cuidadosa de leyes espec\u00edficas que existen en la materia.<\/p>\n

En t\u00e9rminos pr\u00e1cticos, para los usuarios finales (es decir, todos nosotros pues esta legislaci\u00f3n hemos de aplicarla en nuestras propias casas y pisos), se traduce en ahorros en las facturas de electricidad y combustible y en una relaci\u00f3n progresivamente m\u00e1s amigable y respetuosa con el medio ambiente.<\/p>\n

En esta ocasi\u00f3n, hemos decidido ilustrar para los lectores de este blog algunos temas t\u00e9cnicos que representen ejemplos concretos de la puesta en pr\u00e1ctica de la eficiencia energ\u00e9tica como gu\u00eda para el uso de recursos energ\u00e9ticos, construcci\u00f3n de nuevos inmuebles o modificaci\u00f3n de algunos existentes, de forma que resulte m\u00e1s clara la forma en que toda esta teor\u00eda<\/em> se traduce en pr\u00e1ctica al momento de edificar, remodelar y vivir un espacio.<\/p>\n

An\u00e1lisis de sombras<\/strong><\/p>\n

El an\u00e1lisis de sombras es uno de los pasos m\u00e1s importantes en la fase de dise\u00f1o de un sistema que utilice la energ\u00eda solar para proveer parte de la energ\u00eda de un inmueble determinado. En t\u00e9rminos de energ\u00eda fotovoltaica, es importante analizar las sombras generadas por el ambiente circundante, objetos, vegetaci\u00f3n, otros inmuebles, etc\u00e9tera. Un an\u00e1lisis semejante es tambi\u00e9n una parte importante para el dise\u00f1o de una casa \u00abpasiva\u00bb o para el dise\u00f1o de una casa solar. Cada detalle debe ser planificado con mucho cuidado para aprovechar el sol al m\u00e1ximo. Los c\u00e1lculos b\u00e1sicos pueden hacerse con algunas ecuaciones simples, f\u00f3rmulas de uso generalizado. En el mercado tambi\u00e9n existen algunas herramientas para ingenieros y arquitectos (Pilkington es un ejemplo) que les permiten hacer an\u00e1lisis m\u00e1s complejos, algunos inclusive con software y herramientas inform\u00e1ticas que llegan incluso a una simulaci\u00f3n en tercera dimensi\u00f3n. Incluso los peque\u00f1os obst\u00e1culos como las chimeneas, los postes y \u00e1rboles delgados deben ser tomados en cuenta. Para minimizar el efecto de las sombras en un dise\u00f1o fotovoltaico (si es imposible evitarlas) existen distintas t\u00e9cnicas de optimizaci\u00f3n lum\u00ednica.<\/p>\n

\"Descripci\u00f3n<\/a>

Descripci\u00f3n de la Herramienta Pilkington para el c\u00e1lculo de \u00e1ngulos solares, un b\u00e1sico en el an\u00e1lisis de sombras para construir aprovechando la luz solar.)<\/em><\/p><\/div>\n

Para los casos m\u00e1s sencillos, en general no es dif\u00edcil calcular las sombras para un d\u00eda y horario espec\u00edficos. Existen ciertas f\u00f3rmulas que pueden ayudar a calcular sombras para los casos m\u00e1s comunes en la ingenier\u00eda pr\u00e1ctica.<\/p>\n

\"C\u00e1lculos<\/a>

C\u00e1lculos relativos a la iluminaci\u00f3n e impacto de la luz solar y sus respectivos correspondientes en energ\u00eda lum\u00ednica real.<\/em><\/p><\/div>\n

\"Dispositivo<\/a>

Dispositivo de sombra horizontal, colgado, visto de lado (a la derecha) y dispositivo de sombra vertical, visto desde arriba (a la izquierda<\/em><\/p><\/div>\n

Las f\u00f3rmulas que acompa\u00f1an a esta segunda imagen son:<\/p>\n

h= D<\/span><\/strong> \u00b7 tan \u03b1<\/span><\/strong><\/p>\n

cos (\u03c6 \u2013 \u03a8)<\/strong><\/p>\n

En donde:<\/p>\n

h, D – corresponden a la geometr\u00eda del dispositivo de sombra horizontal<\/p>\n

\u03b1 a la luz del sol, \u00a0\u03c6\u00a0 al azimut solar y \u00a0\u03a8 al plano azimut<\/p>\n

\u00a0w = D <\/strong>\u00b7<\/strong> tan (<\/strong>\u03c6<\/strong> \u2013 <\/strong>\u03a8<\/strong> )<\/strong><\/p>\n

\u00a0Donde w, D corresponden a la geometr\u00eda del dispositivo de sombra vertical, \u03c6\u00a0 al azimut solar y \u00a0\u03a8 al plano azimut<\/p>\n

Cabe aclarar que las p\u00e9rdidas por causa de las sombras en los sistemas fotovoltaicos no pueden evitarse si las sombras existen, pero pueden ser reducidas al m\u00ednimo. Por supuesto, el mejor momento para realizar todo este c\u00e1lculo es la planeaci\u00f3n del sistema fotovoltaico previo a la construcci\u00f3n, pues despu\u00e9s es demasiado tarde para hacer correcciones adecuadas. La disposici\u00f3n de los paneles, su orientaci\u00f3n y configuraci\u00f3n pueden prevenir las p\u00e9rdidas del sistema completo ocasionadas por sombras que s\u00f3lo afectan a ciertas partes del mismo.<\/p>\n

En algunas ocasiones se opta por invertir la configuraci\u00f3n de los paneles, por utilizar m\u00f3dulos amorfos, por cambiar la forma del arreglo de los paneles, entre otras soluciones.<\/p>\n

Algunas herramientas inform\u00e1ticas utilizadas para el c\u00e1lculo de sombras en la instalaci\u00f3n de un sistema fotovoltaico son las siguientes:<\/p>\n

Solar Pathfinder<\/strong><\/p>\n

\"Solar<\/a>

Solar Pathfinder<\/em><\/p><\/div>\n

Solmetric Tools<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\"Solmetric<\/a>

Solmetric Tools<\/em><\/p><\/div>\n

Shadow analyzer para CAD<\/strong><\/p>\n

\"Shadow<\/a>

Shadow analyzer para CAD<\/em><\/p><\/div>\n

El uso de la biomasa y su aprovechamiento termodin\u00e1mico<\/strong><\/p>\n

Adem\u00e1s del uso de la energ\u00eda solar, otro elemento com\u00fanmente presente en los hogares e inmuebles construidos para ser m\u00e1s eficientes energ\u00e9ticamente, e incluso utilizado como \u00abtruco\u00bb para mejorar la calificaci\u00f3n energ\u00e9tica<\/a> de un inmueble, es el uso de la biomasa. En el uso de esta fuente renovable de energ\u00eda, el ciclo termodin\u00e1mico es uno de los aspectos t\u00e9cnicos esenciales.<\/p>\n

Los sistemas cl\u00e1sicos se basan en los siguientes pasos b\u00e1sicos:<\/p>\n

    \n
  1. El combustible de biomasa se quema en una c\u00e1mara de combusti\u00f3n fabricada de acuerdo a t\u00e9cnicas bien establecidas que tambi\u00e9n se usan en calderas de \u00faltima tecnolog\u00eda. Estas c\u00e1maras de combusti\u00f3n con todos sus accesorios (por ejemplo filtros, controles, dispositivo para desechar la ceniza, etc\u00e9tera) son en la actualidad seguros, confiables, eficientes y muy limpios.<\/li>\n
  2. El aceite t\u00e9rmico caliente se utiliza como medio para transmitir el calor, lo que proporciona numerosas ventajas, como por ejemplo una disminuci\u00f3n de la presi\u00f3n en la caldera, una inercia e insensibilidad a los cambios de cargas, control simple y operaci\u00f3n m\u00e1s segura. El aceite tambi\u00e9n tiene un lapso de vida \u00fatil m\u00e1s amplio y permite que el sistema termodin\u00e1mico sea operado sin la necesidad de sistemas de vapor.<\/li>\n
  3. El uso de un turbogenerador para convertir el calor en electricidad, mismo que permite incrementar la eficiencia y confiabilidad de la energ\u00eda obtenida, utilizando fluidos y adem\u00e1s, un dise\u00f1o optimizado en la maquinaria. El calor de condensaci\u00f3n del generador se utiliza para producir agua caliente en un nivel adecuado para la calefacci\u00f3n y otros usos que requieren una temperatura no tan elevada.<\/li>\n<\/ol>\n

    Este ciclo se basa en un sistema Rankine cerrado que se desempe\u00f1a adoptando un fluido org\u00e1nico adecuado como transmisor, que como ya dijimos, en la mayor\u00eda de los casos es un tipo de aceite de silic\u00f3n.<\/p>\n

    En el ciclo termodin\u00e1mico de este tipo de sistemas, el turbogenerador utiliza las altas temperaturas del aceite para precalentar y vaporizar el fluido en el evaporador. Posteriormente este vapor da energ\u00eda a la turbina que hace funcionar al generador el\u00e9ctrico. El vapor excedente fluye a trav\u00e9s del generador donde calienta el l\u00edquido org\u00e1nico, mismo que es bombeado al evaporador, completando la operaci\u00f3n del sistema en un circuito cerrado y altamente eficiente energ\u00e9ticamente.<\/p>\n

    \"Ciclo<\/a>

    Una explicaci\u00f3n f\u00edsica del ciclo simple de Rankine en termodin\u00e1mica.<\/em><\/p><\/div>\n

    Las ventajas de un sistema termodin\u00e1mico de este tipo que aprovecha la biomasa como combustible son muy variadas, por ejemplo:<\/p>\n

      \n
    1. Un ciclo de alta eficiencia energ\u00e9tica.<\/li>\n
    2. La eficiencia de la turbina llega al noventa por ciento.<\/li>\n
    3. La turbina no se ve sometida a mucho desgaste ni erosi\u00f3n por humedad o vapor, lo que le otorga a la maquinaria completa un ciclo de vida funcional muy largo.<\/li>\n<\/ol>\n

      (ver\u00a0tambi\u00e9n art\u00edculo sobre\u00a0ventajas e inconvenientes de la biomasa<\/a>)<\/p>\n

      El aislamiento t\u00e9rmico: materiales e instalaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n

      Ya hemos abordado el tema del aislamiento t\u00e9rmico en una construcci\u00f3n que busque la eficiencia t\u00e9rmica. En cuanto a detalles t\u00e9cnicos, este aspecto da para mucho an\u00e1lisis, que va desde la forma de adherir o fijar las placas aislantes, hasta el hecho de cubrir las fugas t\u00e9rmicas.<\/p>\n

      Hay que tener en cuenta que muchas construcciones ya existentes tienen niveles muy pobres de eficiencia energ\u00e9tica y que los beneficios de agregarla a un inmueble son numerosos, desde la reducci\u00f3n en la demanda de energ\u00eda hasta la disminuci\u00f3n en la producci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n

      As\u00ed mismo, hay que tener en cuenta que una construcci\u00f3n eficiente energ\u00e9ticamente incluye tanto una barrera t\u00e9rmica como una barrera de aire. La clave para dise\u00f1ar e instalar una barrera t\u00e9rmica efectiva es el uso de productos de aislamiento de buena calidad y su colocaci\u00f3n adecuada y apropiada. Una edificaci\u00f3n debe tener una capa continua de aislamiento alrededor. Diversos estudios muestran que una instalaci\u00f3n inapropiada puede disminuir el desempe\u00f1o energ\u00e9tico de la casa o edificio hasta en un veinte por ciento o incluso m\u00e1s. Hay que poner atenci\u00f3n tambi\u00e9n a las fugas de aire, puesto que no todas las instalaciones cuidan este detalle y ello impacta el funcionamiento completo del sistema.<\/p>\n

      Puede resultar dif\u00edcil e incluso confuso hacer una clasificaci\u00f3n de los materiales de aislamiento t\u00e9rmico porque son incre\u00edblemente variados. Adem\u00e1s, la industria especializada sigue avanzando y modificando sus t\u00e9cnicas puesto que la demanda por productos especializados no deja de crecer. Una clasificaci\u00f3n aproximada de estos materiales ser\u00eda la siguiente:<\/p>\n

      a) Aislamiento de fibra<\/strong><\/p>\n

      Los productos de fibra de vidrio pueden encontrarse en formas muy diversas, por ejemplo, rollos, paquetes compactos, etc\u00e9tera. Muchos fabricantes utilizan vidrio reciclado en el proceso de producci\u00f3n. La fibra de vidrio puede usarse para aislar todas las partes de un edificio o casa. Dentro de este apartado podemos encontrar tambi\u00e9n el aislamiento de celulosa, fabricada a base de papel peri\u00f3dico reciclado, y que se utiliza sobre todo gracias a su alta densidad, lo que le proporciona la ventaja de ayudar a detener las fugas de aire adem\u00e1s de su propio valor aislante. Un \u00faltimo tipo de aislante de fibra es el fabricado en base a polvo de rocas y minerales, que tambi\u00e9n se produce como reciclaje y que adem\u00e1s tiene el \u00abplus\u00bb de ser a prueba de fuego.<\/p>\n

      \"Instalaci\u00f3n<\/a>

      Instalaci\u00f3n de aislamiento con fibra de vidrio<\/em><\/p><\/div>\n

      b) Espumas<\/strong><\/p>\n

      La espuma de poliestireno extruido (XPS) es un producto espumoso, homog\u00e9neo y producido incluso en distintos colores. Otras espumas son las fabricadas en base a poliisocianurato y poliuretano, que son materiales con un gran poder aislante. Tambi\u00e9n existen en el mercado la espuma de poliuretano de c\u00e9lula abierta para cubrir fugas de aire y la espuma de polietileno, que se fabrica con di\u00f3xido de carbono, menos contaminante que el pentano o los hidro-clorofluorcarburos utilizados en otras espumas.<\/p>\n