Casas-carbono

La Casa Sustentable
Casa carbono neutrales
El concepto de carbono neutral puede ser aplicado a individuos, empresas, actividades,
construcciones y hasta comunidades. Cuando hablamos de un individuo carbono neutral,
nos referimos a que las actividades generadas por ese individuo, viajes, uso de
computadoras, automóvil, etc. generan como mínimo la misma cantidad de emisiones de
carbono que las compensadas a través de distintos mecanismos, como por ejemplo
comprando bonos o financiando proyectos limpios. El mismo criterio se aplica para
cualquier actividad que genere emisiones a la atmosfera, siendo el objetivo eliminarlas o en
su defecto compensarlas.
Una casa carbono neutral no escapa de este criterio, pero lo que se intenta en este caso, o al
menos consideramos la manera más optima de alcanzar el carbono neutro para una vivienda
es a través de la reducción y generación de energía “in situ” de manera de generar un
impacto igual a cero en el medio ambiente.
Caso de estudio
A continuación, se ilustra un ejercicio realizado en una casa de Estados Unidos, cuya
generación de energía supera a la consumida por los usuarios. El diseño consiste en un
dúplex para una familia que responde al prototipo típico americano, con materiales y
estética clásicos. El ejercicio consiste en utilizar el mismo diseño con materiales y
tecnologías tradicionales, y luego compararla con el caso real.
Características de la casa base vs la casa real:
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Dúplex Estándar
Planta idéntica
Lote idéntico
Construcción y apariencia similar
Misma demanda climática
200 m2 de superficie acondicionada
4 dormitorios / 2 baños completos + toilette
garaje
100% instalaciones eléctricas
Construido con estándares actuales de Energy Star
Como primera medida, analizaremos los 6 componentes clave en el camino hacia el
carbono neutro:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Definición de carbono neutro para el proyecto.
Fijar los objetivos básicos
Estrategias de Eficiencia energética y demanda.
Estrategias de Producción de energía.
Estrategias de Comportamiento del usuario.
Medición y verificación.
1. Definición
Hay muchas maneras de definir energía carbono neutral en el contexto del entorno
construido. No todos los proyectos pueden alcanzar el estado de carbono neutral, pero todos
los edificios y las comunidades pueden definir su energía base y establecer una meta de
reducción de energía en el camino hacia el carbono neutral.
Una definición simple y concreta para una casa carbono neutral puede ser: "aquella que
produce como mínimo tanta energía como la que consume". Definir el concepto para una
casa resulta mucho más sencillo que para una comunidad o un individuo, dado que los
consumos son tangibles y las actividades no varían constantemente como puede suceder en
los otros casos.
2. Fijar los Objetivos
El cómo alcanzar el carbono neutro para una casa nos lleva al el segundo paso, la fijación
de objetivos. A priori, entendemos que la manera más simple u óptima de alcanzar el
carbono neutro es reduciendo las necesidades de energía a través de una eficiencia tal que
la energía térmica y eléctrica sea producida por energías renovables, sin la necesidad de
una inversión tan grande que atente contra la ecuación costo-beneficio. De esta manera, se
elimina la huella de carbono negativa, y se ahorra dinero a largo plazo.
El análisis y establecimiento de metas y objetivos debe realizarse durante la etapa de diseño
y pre construcción, permitiendo adaptar el diseño y seleccionar los equipos sin sobrecostos.
En este caso, se realizo un cuadro con 3 columnas: en la primera columna se establecen los
consumos del caso base y en la segunda se ingresaron los consumos que tendrá o a los que
se apuntará en la casa real. El resultado nos da un consumo en la casa base de 20.296 kwh,
versus 9.631 kwh en la casa carbono neutral. Es decir, se apuntará a una reducción del
52.5% de energía, la cual a su vez deberá ser generada con energías renovables. Al reducir
el consumo, producto de la utilización de materiales de mejor prestación para la envolvente,
aislación y cubierta principalmente, se reduce la demanda de energía, lo cual resulta en una
inversión menor en equipos de generación que implicarían un costo alto en una casa
tradicional.
Uso de Energía
Caso base
Carb Neutral
kWh
kWh
Refrigeración
2253
813
Calefacción
5596
1371
Ventilación
226
445
Agua Caliente
3774
475
Lavarropas
123
42
Lavavajilla
240
67
Secadora
974
974
Iluminación
2358
946
Varios (enchufes, PC, etc.)
3377
3377
Horno
706
706
Heladera
669
415
20296
9631
Energía de red utilizada
3. /4. Estrategias de Eficiencia energética y demanda y Estrategias de Producción de
energía.
El tercero y cuarto paso podrían ir juntos y representen quizás el componente más
importante dentro del proceso. Consiste en determinar la eficiencia energética, las
estrategias de reducción de la demanda y las estrategias de producción de energía. Para el
caso de estudio del dúplex se ha creado una tabla de jerarquía de opciones que se clasifican
en términos de enfoques deseables con miras al objetivo de energía cero establecida para el
proyecto.
El objetivo de este tipo de esquema de clasificación es garantizar que se reconozcan y
utilicen primero todas las estrategias de eficiencia de energía posibles con la mejor relación
costo beneficio, y recién luego evaluar las opciones más sofisticadas que nos llevarán al
carbono neutral.
Colocando como prioridad la reducción del uso de energía y eficiencia a través de
estrategias de diseño integrales e involucrando temprano en el proyecto a los diseñadores,
constructores, administradores, directores y otros actores ahorramos mucho tiempo y costo.
Lo que no puede reducirse entonces debe compensarse a través de la producción de energía
renovable en el sitio o fuera de él. La máxima prioridad debería colocarse en generar
energía en el sitio a través de iniciativas tale como paneles fotovoltaicos (en Argentina aún
no resultan rentables), energía eólica o colectores solares.
5. Estrategias de Comportamiento del usuario.
El comportamiento del usuario es uno de los desafíos más importantes dentro el proceso.
Luego de haber diseñado y construido uno de las envolventes de edificios más eficientes
que se pueden realizar, con una excelente calificación de HERS (Home Energy Rating
System program, Programa de Calificación Energética de Hogares), que contaba con el
sistema de gestión más sofisticado del mercado y en la que se invirtió muchísimo dinero en
tecnologías de generación de energías renovables, todo el esfuerzo estaba resultando en
vano por la sencilla razón de que se olvidaron de un tema primordial: enseñar a los
ocupantes de la casa a utilizar la casa.
El rendimiento y la durabilidad de un proyecto de energía cero dependen en gran parte del
uso correcto de sus características y del mantenimiento apropiado de sus sistemas a lo largo
de su vida útil. Los ocupantes deben recibir información acerca de su hogar; sus
características únicas, el valor que aporta y el uso apropiado de sus medidas.
Luego de la primera experiencia, se volvió al inicio y se estableció un programa de
consumo de usuario llamado SYNERGY y se alcanzó una reducción del consumo de
energía en un 15%, solo atribuible a cambios de comportamiento.
6. Medición y verificación
Un Viejo dicho reza lo siguiente: “No puedes administrar lo que no mides”.
Este trabajo cuyo objetivo es alcanzar el carbono neutral no solo merece, sino que requiere
la provisión de un medio para cuantificar el progreso del proyecto y sus instalaciones.
El carbono neutro puede medirse en términos de un sitio o fuente de energía, costos de
energía o emisiones. Es probable que en proyectos grandes o comunidades el carbono
neutral no se logre en su totalidad desde el inicio, sino más bien en etapas progresivas. Así
que será importante asegurar el establecimiento de medición adecuada y un esquema de
reportes desde el principio. Lo mismo puede aplicarse para una casa, si bien las estrategias
y el caudal de medición será más abarcable, no está mal mantener una estructura de fases
de cumplimiento de objetivos.
La tecnología avanza rápidamente y tiene la capacidad de hacer la medición y reporte por
uno, todo lo que hay que hacer es iniciar sesión y descargar. Lo importante es utilizar el
software indicado. Algunas recomendaciones tecnológicas a tener en cuenta para
implementar en proyectos:
1. Utilizar un “Smart Meter” (Medidor Inteligente) para capturar y monitorear el
consumo de energía.
2. Seleccione un sistema que permita el monitoreo remoto de consumo a través de la PC
o del celular.
3. Como se verá en el caso práctico del dúplex las cargas de los toma corrientes puede
influir considerablemente en el consumo total de la casa. Es recomendable instalar
dispositivos de monitoreo de toma corrientes y electrodomésticos.
4. Los usuarios son más propensos a modificar sus prácticas usuales de comportamiento
cuando son capaces de ver la información en tiempo real, incluyendo el costo.
5. Para la medición a largo plazo, contar con los datos de captura automáticamente
insertados en una base de datos en la que se pueda dar seguimiento de manera sencilla
incluso si tuviéramos que hacer el seguimiento de una cartera de proyectos completa.
Caso de estudio
Lend Lease cuenta en Estados Unidos con una división de viviendas militares que
construye, renueva, opera y mantiene 40.000 viviendas militares en 12 Estados en 19
instalaciones. El caso seleccionado para estudio corresponde a una vivienda dentro de una
comunidad de las fuerzas armadas en Hawaii, Hickam.
Dúplex Carbono Neutro
Objetivo: Utilizar un dúplex tradicional y asegurar que produzca al menos la misma
cantidad de energía que consume.
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Caso Base:
Dúplex Estándar
 Planta idéntica
 Lote idéntico
 Construcción y apariencia similar
 Misma demanda climática
 200 m2 de superficie acondicionada
 4 dormitorios / 2 baños completos + toilette
 garaje
 100% instalaciones eléctricas
 Construido con estándares actuales de
 Energy Star
CASA BASE
Componentes del Dúplex Carbono Neutral
Estrategias de eficiencia energética:
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Buena orientación
Parasoles
Envolvente de alto rendimiento
Agua caliente solar
Ventanas de baja emisividad
CASA CARBONO NEUTRAL
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Conductos AA sellados
Parasoles retractiles
Recuperación de calor
Refrigeración y calefacción geotermal
Artefactos de bajo caudal
Sistema de colector de agua por circuitos
Aislación en todos los caños de agua.
Logros
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Puntuación HERS* -5 (en Energy Star es 85)
Reducción de agua 27%
Puntos LEED 99.5 (Platinum es 82.5)
Ahorro de agua anual 27.630 lts
Reducción de dióxido de carbono / dióxido sulfúrico / dióxido nitroso equivalente a
1,796 lbs. de gas anuales
Diferencias entre casa estándar y casa CN
Fuente:
James Stawniczy, Lend Lease Sustainability Americas Director – An Example of Rethinking, Engineering. A
walk through a Zero Net Carbon Home