M. Pérez García, F.J. Batlles |
Departamento de Física Aplicada. Universidad de Almería |
Resumen:
Se describe en esta comunicación en qué consiste la participación de la Universidad de Almería en el proyecto europeo MEDUCA y cuales son los resultados esperados de esta participación. Dicho proyecto, incluido en el programa THERMIE, está orientado a la promoción de tecnologías de aprovechamiento de recursos energéticos de tipo no convencional en el acondicionamiento climático de edificios educativos. En el caso de la Universidad de Almería, las acciones financiadas permitirán la instalación de una cubierta en un patio con el fin de conseguir un espacio de usos socio-culturales y docentes específicos y la climatización de dicho espacio mediante ténicas naturales o de reducido impacto ambiental.
Introducción:
El acondicionamiento climático de espacios y edificios es uno de los factores más relevantes que contribuyen al incremento de la demanda energética por parte de la sociedad actual. Sin embargo, este tipo de demanda energética es potencialmente una de las más favorables al empleo de tecnologías "limpias" basadas en la utilización de fuentes de energía no convencionales. Entre los motivos que determinan esto cabe destacar el que se trata de un consumo distribuido sin necesidades individuales tan elevadas como las de una actividad industrial específica o la posibilidad de una integración inmediata de las aportaciones denominadas "renovables" a los procesos de calefacción y/o refrigeración (radiación solar, utilización de fuentes o sumideros de calor naturales,...).
Paralelamente a lo anterior, el desarrollo tecnológico actual permite la utilización de sistemas y dispositivos como las lámparas de bajo consumo o el empleo de aislamientos más eficientes que ayudan a reducir las propias necesidades de energía primaria, contribuyendo a reducir los efectos medio-ambientales asociados a la producción de energía convencional con estos fines.
La Unión Europea, por ejemplo, ha estimado que la utilización de la energía solar en los edificios evita cada año la emisión de 230 Tm CO2 a la atmósfera y que las contribuciones de tipo solar pasivo al acondicionamiento de los edificios podrían llegar a cubrir del 54 % del consumo total en este sector a nivel europeo en el año 2010. Este potencial es incluso superior para países con localizaciones más favorables, como es el caso de España.
A pesar de lo anterior, la situación actual dista de ser la ideal, comprobándose que son muy escasos los ejemplos de aplicación de este tipo de tecnologías, siendo uno de los factores que determinan su bajo nivel de implantación el desconocimiento general de las posibilidades y potencialidades ofrecidas por las mismas. Es por tanto de gran importancia llevar a cabo una labor de difusión y concienzación social acerca de estos aspectos, viéndose la misma grandemente favorecida si se pudieran incluir estos aspectos en la propia formación de los individuos, bien a través de enseñanzas específicas o bien a través del conocimiento por un contacto directo y habitual con este tipo de soluciones.
La Dirección General XVII (Energía) de la Unión Europea, en un programa general de promoción de proyectos de investigación, desarrollo y demostración tecnológicos en el campo de la energía no nuclear denominado JOULE-THERMIE, está financiando acciones concretas, realizadas de forma conjunta por instituciones de países miembros que estén orientadas al estudio y evaluación de técnicas de aprovechamiento energético en diferentes sectores. Las acciones en el campo del acondicionamiento de los edificios van desde la investigación básica sobre los procesos puestos en juego (ventilación, evaporación, captación solar,...) hasta las ayudas a la construcción e implantación de sistemas específicos, para, por un lado, promover su uso y, por otro lado, contrastar los resultados de la investigación básica realizada.
En el marco de este programa general, la Universidad de Almería está participando, de forma coordinada con otras instituciones españolas y europeas, en un proyecto denominado MEDUCA (Model EDUCAtional Buildings for Integrated Energy Efficient Design). El proyecto comprende el diseño, construcción y evaluación coordinada de una serie de edificios o sistemas en 7 países europeos (España, Alemania, Italia, Grecia, Dinamarca, Noruega y Suecia) con la particularidad de que en todos los casos se trata de edificios educativos y que incluyen técnicas de acondicionamiento natural o de aprovechamiento de energías renovables entre sus aspectos fundamentales. En concreto, los centro participantes son los siguientes:
1.- Universidad de Almería
2.- Environmental Education Center, Italia
3.- Egebjerg School, Dinamarca
4.- Wittofer School, Alemania
5.- Grong School, Noruega
6.- Hokegard School, Suecia
7.-European Public Law Center, Grecia
En algunos casos se trata de edificios o sistemas de nueva construcción, y en otros, como en el la Universidad de Almería, de la remodelación de espacios ya existentes.
Los objetivos generales del proyecto MEDUCA pueden resumirse de la siguiente manera:
- Diseño, instalación y puesta en marcha de dispositivos y técnicas de acondicionamiento natural y ahorro energético en edificios con fines educativos para favorecer su aprovechamiento tanto tecnológico como en actividades docentes e investigadoras.
- Establecimiento de una red europea de intercambio de conocimientos y experiencias en este área a partir de las actividades conjuntas realizadas.
El interés de la Universidad de Almería es inmediato a tenor de la siguientes razones:
- Almería, por sus condiciones climáticas y por la presencia en la provincia de determinadas instalaciones dedicadas a la investigación y la aplicación de las energías renovables (la más reciente es la central eólica de Enix) se ha convertido en un referente a nivel internacional en estos aspectos. Las actividades por parte de la Universidad en este área no hacen sino reforzar esta posición.
- Dentro de los planes de estudios de titulaciones como la licenciatura en Ciencias Medio Ambientales o las Ingenierías Agronómicas existen asignaturas en las que la existencia de sistemas o líneas de investigación en este área se relacionan inmediatamente con los contenidos teóricos impartidos, abriéndose un abanico de posibilidades muy amplio en cuanto a nuevas prácticas de laboratorio o actividades por parte de los alumnos.
- Las necesidades propias de entornos con función específica de nueva construcción y el hecho de encontrarnos precisamente en la fase inicial de ese proceso, permite el programar la inclusión de este tipo de aspectos, reduciéndose, en muchos caso el sobrecosto de modificación sobre lo ya existente.
La participación de la Universidad de Almería en el proyecto MEDUCA se lleva a cabo de forma coordinada con otras dos instituciones, estando formado el grupo de trabajo español por:
a) El Centro de Investigaciones Energéticas, Medio Ambientales y Tecnológicas del Ministerio de Industria a través de su Departamento de Energías Renovables, encargándose inicialmente de la coordinación de actividades y labores relacionadas con la estimación previa del funcionamiento del sistema general así como de los diseños básicos y propuesta de soluciones específicas.
b) La Universidad de Almería cuya participación implica al Vicerrectorado de Planificación e Infraestructuras que a través de su Unidad Técnica realizará el diseño completo de los componentes y así como la construcción de los sistemas propuestos y al Departamento de Física Aplicada, que participa en simulación y evaluación de los mismos así como en los aspectos docentes del proyecto.
c) La Plataforma Solar de Almería, a través del DLR, Deutsche Forschunsgsanstalt fur Luft- und Raumfahrt, encargada del estudio de necesidades energéticas de tipo convencional e instalaciones fotovoltaicas.
Descripción del sistema a instalar en la Universidad de Almería:
El proyecto constructivo a llevar a cabo consiste en el acondicionamiento de un patio interior de aproximadamente 20 x 20 m2 con el fin de conseguir un espacio útil disponible para la realización de actos públicos periódicos como cursos especializados, exposiciones relacionadas con reuniones científicas, etc. De forma general proyecto permite la diferenciación de tres componentes básicos:
- Una cubierta diseñada ad hoc para favorecer la ventilación natural por efecto chimenea y la optimización de los niveles de iluminación natural
- Una instalación fotovoltaica en dicha cubierta con todos sus componentes accesibles para la producción de cierta cantidad de energía y para su utilización con fines docentes.
- Un sistema de acondicionamiento para periodos cálidos basado en técnicas naturales de refrigeración.
En cuanto a la dotación económica global por parte de la Unión Europea, para todos los participantes en el proyecto, es del orden de los 256.000.000 pts siendo la cantidad asignada a la Universidad de Almería de 10.550.000 pts. Esta cantidades totales suponen aproximadamente el 40 % del costo total de los trabajos a realizar.
La fecha de finalización del proyecto es el 31 de diciembre del año 2000 y, de acuerdo a reuniones previas del grupo de trabajo español los plazos asumidos son los siguientes:
Diseño y simulaciones previas: Finales de septiembre 97.
Proyecto constructivo detallado completo: Finales de Febrero 98.
Construcción: 2º cuatrimestre curso 97-98
Estudios y utilización: cursos 98-99 y 99-00.
Aparte del propio uso del espacio acondicionado gracias a la realización del proyecto se pueden destacar la potencialidad ofrecida por las instalaciones previstas en las siguientes líneas de investigación:
1.- Caracterización y modelización de la incidencia de radiación solar sobre superficies inclinadas y su efecto a nivel energético en el comportamiento de edificios.
2.- Estudio de los procesos elementales de intercambio de materia y energía que determinan el estado termo-higrométrico de espacios ocupados.
3.- Obtención de una base de datos experimental para validación de programas de simulación global de comportamiento climático de edificios y de estimación dinámica de cargas de calefacción y refrigeración.
En el caso de actividades docentes, será posible la elaboración y realización por parte de los alumnos de prácticas en las siguientes áreas:
1.- La medida y evaluación de los consumos energéticos en los diferentes sistemas de acondicionamiento empleados.
2.- La utilización y el aprovechamiento de las energías renovables.
3.- Estudios específicos de rendimiento y mejora de sistemas propuestos.
Desarrollos posteriores:
Como información sobre desarrollos posteriores, decir que se ha elaborado una nueva propuesta de financiación de actividades de difusión de los resultados del proyecto que se resumen en:
- Edición de un boletín informativo semestral.
- Introducción de información del proyecto en páginas INTERNET.
- Actividades específicas de difusión.
- Desarrollo de procedimientos estandarizados de descripción de los proyectos.
- Elaboración de un kit con fines educativos en base a los resultados del proyecto para sus distribución general.
- Preparación de una conferencia internacional sobre el proyecto.
Conclusiones:
Gracias a su participación en el proyecto MEDUCA, la Universidad de Almería podrá contar con un espacio representativo de una filosofía general de promoción y estudio de tecnologías respetuosas con el medio ambiente, siendo este espacio a la vez una herramienta docente más, que permitirá a los propios alumnos tener un contacto directo con las mismas.
Todo lo anterior, junto con los aspectos potencialidad del clima e instalaciones existentes, contribuyen a que Almería se convierta en una referencia internacional en estos temas aunque, evidentemente, es necesario solventar los innegables inconvenientes tanto tecnológicos como socio-culturales que han impedido, hasta el momento, un desarrollo e implantación generalizados de estas tecnologías.