pf titlprofesores titulares
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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 .