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!
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