Resumen: T-082

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Producción en EXAJOULES: 1 exajoules = 1.018 Joules = 170.000 millones de barriles de petróleo

_ Indeterminado _ Geotermal _ Solar _ Biomasa

_ Elólico

_ Nuclear _ Hidroeléctrica _ Gas Natural _ Petróleo _ Carbón _ Biomasa Tradicional

AÑOS / Fuentes de Energía

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS

Y SUS PROYECCIONES FUTURAS

Año

Combustibles fósiles

Ahorro energético futuro

Nivel de servicios energéticos

Energía Solar

Arquitectura para la era de los combustibles postfosiles

Jacobo, Guillermo José

Instituto de Investigaciones Tecnológicas para el Diseño Ambiental del Hábitat Humano - ITDAHu

Facultad de Arquitectura y Urbanismo – Universidad Nacional del Nordeste – FAU-UNNE

Avenida Las Heras Nº 727 – (3500) Resistencia – Provincia del Chaco – República Argentina

E-Mail: gjjacobo@arq.unne.edu.ar

ANTECEDENTES En un futuro próximo, de no más de 50 años, la humanidad deberá utilizar al sol como reactor de fusión nuclear para producir energía. El modelo actual de generación de energía a partir de combustibles fósiles será reemplazado por el del irradiador de iluminación natural, pues llega a la tierra en 8 minutos toda la energía necesaria, y desde hace cerca de 5 mil millones de años de manera continua. Esta iluminación natural permite la vida en el planeta tierra, pues mueve los vientos, hace correr las aguas y deja crecer las plantas. Durante mucho tiempo, desde la época previa al uso masivo de los combustibles fósiles, no se ha conocido ninguna otra fuente energética de tan amplio espectro de oferta de generación de vida. Sin embargo, con el avance tecnológico que permitió utilizar las reservas subterráneas de combustibles fósiles: hulla, petróleo, gas natural, especialmente intensa en los últimos 250 años, lo que origino que el hombre de la era industrial tenga mayores posibilidades de confort, más rápido, más alto, más efímero en su uso y consumo y con más polución ambiental global. Sin embargo, estos combustibles fósiles tiene una vida útil limitada a los próximos 50 años, luego se agotarán, salvo el carbón que podría ser utilizados 1000 años más, pero crecería exponencialmente la contaminación ambiental planetaria actual, o sea que se aceleraría mucho más la destrucción de la vida sobre el planeta tierra. Solo queda la esperanza que los restos existentes de combustibles fósiles sean utilizados racionalmente por la humanidad (ver el siguiente gráfico). Situación energética de los combustibles fósiles y los no

fósiles.

Fuente: Jacobo, G .J. (2003).

Luego de todo esto, continuará una nueva era, la de los combustibles postfósiles, que se deberían basar en energías limpias no contaminantes como la fuerza hidroeléctrica, la térmica subterránea, la fotovoltaica solar y la biológica de los restos naturales. Todas esta fuentes energéticas existen realmente en la naturaleza, como la fotosíntesis en las plantas, que es una suerte de sistema fotovoltaico natural de generación y acumulación de energía solar. O sea, se

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Medio Ambiente

Energía

Producción

Materia Prima Residuos

Consumo

Absorción

Acumulación

MODELO TERMODINÁMICO DE LA ECONOMÍA ECOLÓGICA CIRCULAR

Empresas Inversiones

Salarios Bienes y Servicios

Intereses Ahorros Consumo

Consumidores

MODELO TRADICIONAL DE LAS CIENCIAS ECONÓMICAS

necesita un nuevo salto tecnológico masivo, aunque ya existen en desarrollo y uso dichas tecnologías, no existe un mercado de uso masificado. Además, toda la economía mundial debería orientarse no solo al objetivo de los beneficios lineales, sin importar las consecuencias negativas sobre el medio ambiente y sobre el hombre, sino también a un círculo cerrado y continuo de uso, degradación, absorción, regeneración, y reutilización. Que no queden desperdicios tóxicos

contaminantes no absorbibles por la naturaleza (ver el siguiente gráfico en la siguiente página).

Fuente: Jacobo, G .J. (2003).

Entonces, el objetivo de la nueva era postfósil debe basarse en conceptos básicos ecológicos de aprovechamiento de energías sanas y naturales junto con una economía circular cerrada. Los

sistemas ecológicos en sus estados ideales utilizan “energía

vital”(energías sanas y naturales) con una máxima eficiencia y

producen altas ganancias de materias generadas (economía

ecológica cerrada). Este tipo de sistema social-económico con un alto respeto de la naturaleza ya fue propuesto por Johann Heinrich von Thünen, en 1820, cuando presento su tesis de aprovisionamiento urbano ecológico según una organización

agraria dispuesta en círculos concéntricos al casco urbano y

ubicados según su importancia ecológica-productiva: el círculo

boscoso como distribuidor de energía por medio de la leña,

luego la producción agrícola y por último la ganadera, todo esto

sintetiza el proceso productivo en cerrado de la fotosíntesis. (ver el siguiente gráfico)

La propuesta de la ciudad autosustentable de Johann Heinrich von Thünen en 1820.

Fuente: Dirk Althaus, (2003)

MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo se desarrolla partiendo de la información brindada por las investigaciones precedentes (ver bibliografía). Se estudian casos concretos relacionados a la ecología en la edificación, evaluando los resultados obtenidos en diferentes experiencias internacionales, con el objetivo de formular recomendaciones y soluciones concretas. Se utilizan los recursos que se crean apropiados para la comprensión de la temática para que sea una herramienta de consulta accesible por cualquier interesado.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS El medio ambiente construido de la sociedad postfósil tendrá un perfil totalmente diferente bajo los aspectos de “energía vital” y de “economía ecológica cerrada”. Para esto se debe reemplazar la ganancia de la energía desde la atmósfera y no desde el subsuelo de la tierra. La energía vital se puede obtener desde el sol y puede generar también fotosíntesis, tal como la naturaleza lo realiza, antes de transformarse en energía o en combustible fósil durante millones de años de procesamiento. Por esto, que el hombre a creado toda una serie de leyes, normas, directivas, etc., para asegurar el derecho de propiedad del suelo y del subsuelo, donde se encuentra la fuente de energía de la era industrial para su usufructo económico. Sin embargo, en poco tiempo se deberá legislar para los derechos de usufructo del espacio aéreo sobre la tierra, para asegurar la energía de las gentes del futuro. Los propietarios de los lotes urbanos deberán utilizar todo el potencial de generación energética ubicado sobre el espacio aéreo de su lote, de manera que también deberán declarar la energía generada anualmente por unida de superficie. Por lo que la necesidad de superficies urbanas generadoras de energía será todo un factor de diseño urbano, pues la ciudad será una usina de generación para su auto consumo. Nuevamente se puede citar aquí la teoría antes explicada de Johann Heinrich von Thünen. Los edificios será entonces las mismas usinas de generación energética. Por lo que se deberá incorporar esto como factor de diseño

arquitectónico tanto del volumen como de las fachadas de la edificación El equipamiento de los edificios según una geometría solar con los siguientes aspectos: - como factor climático, pues la piel generadora de energía también tendrá otras funciones como ser balcones y

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Construcción

tradicional Construcción

según la norma del año 1984

en Alemania

Construcción según la norma

del año 1980

en Suiza

Construcción

según la norma del año 1995

en Alemania

Construcción

de bajo consumo

energético

desde 1997

Construcción

pasiva desde

1999

Construcción

de consumo nulo desde

2001

Calefacción Agua Caliente Ventilación Para iluminación y electrodomésticos

VARIACIÓN DE LOS CONSUMOS ENERGÉTICOS DE LAS TIPOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS DENTRO DEL CAMPO DE LA VIVIENDA

Consumo de nergía en kWh/m

2/año

Construcción autónoma, sin conexión a la red pública

terrazas,

- como protección térmica,

- como generador de sombras y volúmenes intermedios enfriadores de aire para climatización de los espacios

interiores, peatonales, patios, etc.

Como antecedente a este tema se puede citar que en el norte de Europa (Dinamarca, Holanda, Bélgica, Luxemburgo, Alemania, Noruega y Suecia) ya existen estudios para utilizar 10.000 km2 de superficies construidas en condiciones de ser usinas generadoras de energía con un potencial de generación de cerca de los 10 millones de Megawatts, lo que implica una producción anual de cerca de 10.000 millones de Megawatt/hora, sin que se produzcan daños ecológicos debido al uso de combustibles fósiles para la misma generación eléctrica. La “Arquitectura solar” no es nueva, basta recordad la “casa de Sócrates”, constituida con locales con galerías profundas para que la radiación solar (directa e indirecta) no entre en verano, en cambio en invierno entra debido a su baja inclinación. Nuevamente caemos en la teoría de Johann Heinrich von Thünen, pues allí se utiliza todo el potencial de la luz solar, el aire natural y el sol, sin embargo la revolución industrial barrio con dicha sana costumbre. Debido a esto se hace necesario dictar nuevamente cátedras sobre la edificación solar naturista. Aunque desde 1973, con la primera crisis energética debido al embargo petrolero internacional, se ha desarrollado toda una temática especial bajo el logotipo de “Construcciones de bajo consumo energético”, las cuales no son todavía adecuadas para la sociedad postfósil, pues su objetivo es el mínimo consumo de energía (de origen en los combustibles fósiles) y no la de generación de energías sanas, como con el concepto de edificación arquitectónica generadora de energía sin ningún tipo de conexión a la red pública de energía. Siendo este el caso de las “viviendas autárticas”, las cuales ya se encuentran en estado de uso experimental en muchas localidades del Norte de Europa.

Fuente: Jacobo, G .J. (2003). Ya se está experimentando también con los otros combustibles ecológicos del futuro inmediato, oxigeno e hidrógeno, los cuales no generan gases tóxicos al producir energía. Cualquier equipamiento de generación de energía sana, sea fotovoltaica, eólica o hidráulica genera energía de corriente continua debido a la electrólisis con oxigeno y/o hidrógeno. Los gases generados por medios electrolíticos son almacenados, como células de combustibles, que no emiten gases tóxicos contaminantes y así generar energía sana de corriente continua, la cual puede ser aplicada directamente a muchos objetos y equipamientos domésticos, iluminación, ventilación, agua caliente, etc. Así serán necesarios “depósitos de gases para generación de energía sana” para cortos o largos períodos dentro de la edificación de la sociedad postfósil. El otro problema de la sociedad postfósil será la elección de los materiales de construcción, pues la definición de “material ecológico” es todavía hoy un problema ideológico para comprenderlo, pues no existe ningún material bueno ni malo, todos tienen ventajas y desventajas, según la óptica de la valorización (económica, ecológica, técnica-constructiva, etc.), para esto se hará necesario que el arquitecto de la era postfósil tenga una formación adecuada en física, pues quien compara 1 tn de aluminio con una 1 tn de ladrillos cerámicos sin saber que con los ladrillos cerámicos se erigen 4 m2 de muros exteriores, en cambio con el aluminio se cubren 400 m2 de fachada, la cual puede ser de aluminio reciclado de buena calidad. Sin embargo, la discusión sobre los materiales debe estar asociada con conocimientos profundos de física y de ecología para que el arquitecto sea el que decida y no un simple consumidor más. Sistemas constructivos, construcciones industriales, procesos de montaje y desmontaje serán factores de diseño de la arquitectura postfósil. La “economía ecológica cerrada” aplicada a la ciencia de la construcción debe seguir el lema: “desde la cuna hasta la cuna”. Flexibilidad, variabilidad, remodelación, ampliación, refacción, obra nueva sin elementos prefabricados deben ser evitados, pues en la prefabricación se puede aplicar el reciclado de componentes, para así generar la necesaria “economía ecológica cerrada”.

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DIFERENTES ESCENARIOS DE LA DEMANDA ENERGÉTICA PARA EL AÑO 2050

A: en 1995.- B: Escenario según Shell: desarrollo sustentable.- C: Escenario medio según la conferencia mundial de energía.- D: Escenario a largo plazo según DLR.-

Biomasa

Solar, eólica, hidráulica Nuclear

Gas natural Petróleo Carbón de piedra

Energía primaria en ExoJoule por año

Energía primaria en ExoJoule por año

CONTRIBUCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES EN AÑO 2050

Energía regenerativa

Geotérmica

Colectores solares

Biomasa

Fotovoltaica

Eólica

Hidráulica

CONCLUSIONES La arquitectura postfósil ofrece la oportunidad para recuperar la eficiencia ecológica perdida en los objetos

construidos. No es una moda, ni un estilo arquitectónico, solo comprende la necesidad de recomponer la calidad de vida del hábitat humano construido, el cual se encuentra degradado en la era de los combustibles fósiles. Los estados nacionales ya deben iniciar un política de fomento, tanto cultural como económica, para concienciar a la sociedad de la necesidad del cambio tecnológico y cultural, hacia una cultura postfósil, sana, natural, reciclable y ecológica, que se traduzca en hechos culturales para el hábitat humano con calidad de vida. La edificación arquitectónica como usina autosustentable, como ser sistemas constructivo desmontables para permitir la flexibilidad total de la obra y a su vez fomentar el reciclaje continuo de los elementos constructivos, en lugar de la tecnología tradicional del mampuesto, de alto consumo energético, rígida y no reciclable, con altos costos para modificaciones y ampliaciones. La era de combustibles postfósiles será la de las energías renovables y la arquitectura deberá ser parte activa de la misma. Los nuevos combusti-bles no

fósiles para la era

postfósil. Fuente:

Jacobo, G. J. (2003).

BIBLIOGRAFÍA JACOBO, Guillermo José (2003). Hábitat humano, medio ambiente y energía. Análisis de consumo energético con valoración ecológico–toxicológica de rubros constructivos para obras de arquitectura en el Nordeste de Argentina, Ediciones Moglia SRL, Corrientes, Argentina, ISBN Nº 987-43-6784-9. ALÍAS, Herminia María & JACOBO, Guillermo José (2004). Situación higrotérmica, energética y ambiental de la construcción arquitectónica en la Región Nordeste de Argentina, MOGLIA Ediciones SRL, Corrientes. Argentina, ISBN Nº 987-43-7744-5.