La casa pasiva (II)

Tal como explicaba en mi anterior post, la casa pasiva es la edificación que ofrece unas condiciones de confort con un consumo energético muy bajo, y Passivhaus es el estándar que nos ayuda a conseguirlo mediante estrategias y técnicas constructivas enfocadas a obtener un nivel de aislamiento muy alto, de permeabilidad muy bajo y una ventilación muy eficiente.

Aunque Passivhaus se gestó a partir de una conversación entre un alemán y un sueco, y consecuentemente los resultados óptimos se obtienen en climas fríos como los del centro y norte de Europa, también nos permite obtener muy buenos resultados en climas cálidos como el nuestro. A fin de cuentas, lo que va bien para que no se fugue la energía térmica del interior también va bien para que no penetre la del exterior. Concretamente, en climas fríos se puede conseguir un ahorro energético del orden del 80%, mientras que en climas cálidos se alcanzan ahorros del 60%.

Los requisitos de Passivhaus son muy simples: demanda máxima de calefacción de 15 kWh/m2·año; demanda máxima de refrigeración de 15 kWh/m2·año; permeabilidad máxima de 0,6 /h; y consumo máximo de energía primaria de 120 kWh/m2·año. Probablemente estas cifras no nos digan gran cosa a no ser que seamos especialistas y estemos familiarizados con los parámetros energéticos con los que se trabaja en los edificios, pero una breve exposición de las estrategias y técnicas empleadas para alcanzar estos objetivos nos puede dar una idea más clara de lo que propone y persigue Passivhaus:

Ganancias solares: lo que se pretende con este apartado es, aprovechando las diferentes trayectorias del sol a lo largo del año, permitir en invierno que la radiación solar acceda y caliente el interior, y proteger el edificio en verano evitando que penetre. Esto se consigue mediante una orientación óptima del edificio, el tamaño y disposición de las aberturas, el uso de vidrios claros en ventanas, un aumento de la masa térmica accesible en el interior para la acumulación de energía solar en suelos y techos, protecciones solares fijas y/o móviles automatizadas según la trayectoria solar y los niveles de radiación, protecciones interiores de control lumínico diferenciadas de los elementos exteriores de protección de la radiación, …

Aislamiento: este aspecto es el que ofrece un abanico más amplio de soluciones y lo que se pretende es minimizar las pérdidas por transmisión en invierno y las ganancias en verano. Esto se consigue aumentando la compacidad del edificio (diseño con menor superficie de envolvente para un mismo volumen), incorporando cubiertas y fachadas ventiladas, utilizando materiales aislantes de altas prestaciones, recuperando el uso de un aislante natural como la madera en estructura y paredes, implementando anclajes que minimicen el puente térmico, instalando ventanas con vidrios dobles o triples y estructura de alto aislamiento, …

Impermeabilización: con la reducción de la permeabilidad del edificio se pretende minimizar las filtraciones de aire a través de las juntas de la envolvente. Para ello se utilizan membranas y cintas adhesivas para sellar las juntas, ventanas y puertas con sellos dobles y triples, cámaras técnicas para la colocación de instalaciones y enchufes evitando interrumpir el impermeabilizante de los muros exteriores, …

Ventilación: a través de la ventilación no sólo se pretende renovar el aire interior para mantener los niveles de salubridad exigidos, sino también reducir la demanda de calefacción o refrigeración calentando o enfriando previamente el aire introducido o recuperando energía térmica del aire extraido. Para ello se utilizan sistemas mecánicos centralizados para optimizar el rendimiento del conjunto, equipos para la sectorización y ajuste de consignas en función de los niveles de ocupación y necesidades de cada zona, intercambiadores para recuperar parte del calor del aire expulsado, intercambiadores geotérmicos suelo-aire o suelo-agua para calentar o enfriar el aire introducido, ventilación natural mediante ventanas mecanizadas y efecto chimenea, o incluso complejos sistemas pasivos de refrigeración adiabática indirecta.

En definitiva, son muchos los materiales y técnicas que, combinados entre sí, nos permiten alcanzar los resultados necesarios para satisfacer los exigentes requisitos de Passivhaus. Y cada vez son más, el estándar también ha actuado como catalizador para desarrollar un mercado de materiales, equipos, herramientas informáticas, soluciones constructivas, certificaciones y servicios de ingeniería y consultoría específicos para este tipo de construcciones. Los interesados en este mundo no nos vamos a aburrir, tenemos tema de conversación para muchos años.

Autor: Carles Carreras Liébanas, consultor y auditor freelance especializado en energía, sostenibilidad y sistemas de gestión / c.carreras@enersystems.es / enersystems.es

La casa pasiva (I)

Durante un viaje de estudios a Bruselas tuve la oportunidad de asistir a un curso sobre Passivhaus (casa pasiva en alemán) en el que se incluían visitas guiadas por expertos a diversos edificios en funcionamiento o en fase de construcción proyectados bajo dicho estándar. Para alguien como yo, nacido en la costa mediterránea y que siempre ha vivido a 6 o 7 paradas de metro de la playa, visitar una ciudad del norte de Europa en pleno mes de diciembre y bajo una ola de frío siberiano es una experiencia difícil de olvidar. Pero al margen de las inclemencias meteorológicas, y de mis caídas en plena calle por culpa de las placas de hielo, conservo muchos recuerdos, conocimientos y experiencias que me impactaron tanto o más que las temperaturas de los termómetros bruselenses.

Recuerdo especialmente la visita a un edificio de oficinas en construcción, con la estructura y cerramientos terminados y pendiente de las instalaciones y acabados, situado en las afueras de Bruselas. La sensación que experimenté al traspasar la puerta de acceso al edificio fue como la de dejar atrás la meseta tibetana para entrar en Shangri-La, el utópico santuario del Himalaya aislado del mundo exterior de “Horizontes perdidos”. Exageraciones aparte, me sorprendió el enorme contraste de temperaturas entre el exterior y el interior del edificio sin la intervención de ningún tipo de sistema activo de climatización, simplemente gracias a los elementos constructivos de la envolvente. Mi mentalidad de ingeniero se resistía a creer lo que mis colegas arquitectos eran capaces de conseguir sin la ayuda de “nuestras” máquinas y dispositivos electrónicos.

Cuando hablamos de casa pasiva nos estamos refiriendo a una edificación que permite mantener las condiciones de confort con un consumo de energía muy bajo. Es un concepto que apareció en los EE.UU. a finales de los años 70 y que desde entonces se ha ido popularizando cada vez más, hasta convertirse a finales de los años 80 en un estándar de edificación denominado Passivhaus. Desarrollado a partir de numerosos estudios internacionales y financiado por el estado alemán de Hesse, actualmente es una referencia mundial para la construcción de edificios energéticamente eficientes, con un elevado confort interior y a un coste asequible. Aunque inicialmente fueron los países centroeuropeos los que mostraron un mayor interés por el estándar debido a las características de su climatología, este interés se ha ido extendiendo por todos los países de la Unión Europea a partir de la publicación de la Directiva Europea 2010/31/UE, según la cual todos los estados miembros deberán tomar medidas para que a partir de 2020 todos los edificios de nueva planta, los públicos en 2018, sean de consumo de energía casi nulo.

Lo que persigue Passivhaus es reducir drásticamente la demanda energética del edificio mediante estrategias pasivas, soluciones constructivas que no requieren del consumo de energía para el aprovechamiento de sus prestaciones, para posteriormente satisfacer esta demanda mediante equipos altamente eficientes y el uso de energías renovables. En cierta manera, con Passivhaus convertimos el edificio en una especie de termo, un recipiente hermético por donde no penetra ni se escapa el aire y que presenta unas excelentes características de aislamiento térmico. Pero a diferencia del termo, si no permitimos de alguna manera la entrada del aire exterior, los usuarios del edificio podrían pasarlas canutas. Además del alto aislamiento y la baja permeabilidad, otro de los aspectos clave de Passivhaus es la renovación del aire, que se consigue mediante sistemas mecánicos con recuperación de calor y/o intercambio geotérmico.

En el caso concreto del edificio de oficinas cuya visita recordaba anteriormente, la ventilación se basaba en la utilización de una técnica ancestral (otro golpe bajo para mi ego de ingeniero) conocida como “pozo canadiense”, un intercambiador geotérmico suelo-aire que además es utilizado como sistema de calefacción en invierno y de refrigeración en verano. Los pozos canadienses son tubos enterrados por donde circula el aire captado desde una entrada situada en el exterior y que aprovechan la inercia térmica del suelo para calentar o enfriar el aire que, posteriormente, es introducido en el sistema de distribución del edificio. Aunque el pozo puede funcionar de forma pasiva aprovechando los vientos dominantes y chimeneas solares, lo habitual es que opere mediante sistemas mecánicos que controlen y regulen el flujo en todo momento, como era el caso de este edificio.

Como resultado de todo esto, este edificio presenta un consumo energético en calefacción de 12 kWh/m2·año, cuando el límite máximo de Passivhaus se sitúa en 15 y la media de las construcciones similares de Bruselas es de 106, y obtiene una reducción en las emisiones de CO2 de 793 Toneladas al año.

El propósito de este post era el de dar a conocer, a partir de una experiencia personal y sin entrar en demasiados detalles, el concepto de casa pasiva y el estándar Passivhaus. Aunque los aspectos generales son muy simples y pueden resumirse en cuatro líneas, las técnicas constructivas utilizadas para satisfacer los requisitos del estándar y obtener los resultados deseados son múltiples y dan para escribir muchos posts. En el próximo os hablaré un poco más de estas técnicas y sus propósitos.

Autor: Carles Carreras Liébanas, consultor y auditor freelance especializado en energía, sostenibilidad y sistemas de gestión / c.carreras@enersystems.es / enersystems.es

 

Los pioneros de las renovables (II)

Como mencionaba al finalizar mi anterior post, la construcción de la primera gran central hidroeléctrica de Catalunya no hubiera sido posible sin el esfuerzo humano de miles de trabajadores que, con escasos medios técnicos, tuvieron que enfrentarse a las dificultades de la orografía y del emplazamiento de las obras, a 2.000 metros de altura, y soportar condiciones climatológicas durísimas, con temperaturas en invierno de hasta 30º bajo cero.

De los muchos trabajadores que se unieron a los del Pallars o comarcas cercanas (pocos, conocían perfectamente la dureza del clima y precarierad que se iban a encontrar), una minoría provenía de Suiza, Francia e Italia, países que contaban con experiencia en la construcción de centrales como la de Capdella, y que ocuparon puestos como técnicos y jefes de obra. Los más de 4.000 obreros que participaron en la ejecución del proyecto procedían de toda la geografía del Estado Español, principalmente de Murcia, Aragón y Andalucía, que se desplazaron hasta la Vall Fosca para poder trabajar y ganarse un jornal.

Durante los 23 meses que duraron las obras, un tiempo récord en aquella época (mi Ayuntamiento lleva 17 meses arreglando mi calle, y lo que queda…), las condiciones de vida de estos obreros fueron durísimas, viviendo en barracas construidas a pie de obra, sin ventilación ni las mínimas condiciones higiénicas, y bajo unas condiciones climatológicas extremas, especialmente en los campamentos situados cerca de los lagos. Trabajaban los 7 días de la semana 13 horas diarias, con unas técnicas y herramientas que nada tienen que ver con las actuales. Como ejemplo, para conectar entre si los lagos tuvieron que excavar en terreno rocoso 15 km de galerías subterráneas a pico y pala. El sufrimiento y malestar de los obreros acabó desembocando en una huelga de dos días en junio de 1913, en la que los trabajadores pidieron mejoras en el alojamiento y alimentación, dos mantas más, asistencia médica gratuita, un aumento del salario del 15% y hacer fiesta el domingo por la tarde. No lo obtuvieron todo, pero algo consiguieron.

Finalmente, el 28 de enero de 1914 se puso en funcionamiento la central hidroeléctrica de Capdella. Al finalizar las obras ningún trabajador foráneo se quedó a vivir en el valle, sino que se desplazaron para trabajar en las obras de otras centrales que se comenzaron a construir por las comarcas pirenaicas, tres de ellas en la misma Vall Fosca. Las precarias instalaciones de los barracones se transformaron en un lujoso pueblo con viviendas, hospital, escuela, comercios, pistas de tenis, …, dando paso a una colonia industrial que albergó a más de 60 trabajadores con sus respectivas familias, todos ellos vecinos del valle. Actualmente, la central de Capdella sigue en funcionamiento, produciendo anualmente 61 millones de kWh, y es una de las muchas atracciones turísticas del Pirineo Catalán.

Os recomiendo que visitéis la zona, en la que podréis disfrutar del teleférico que se construyó durante las obras para subir el material hasta la zona de los lagos, y que hoy permite a los visitantes salvar un desnivel de 450 metros y acceder cómodamente al espectacular paraje de los lagos; recorrer la vía verde del Carrilet (vía de un trenecito), que se construyó para el transporte de material entre los lagos; o visitar lo que queda de la colonia industrial, la central y su museo, de cuyas publicaciones he extraído gran parte de la información y datos que he utilizado en la elaboración de este post.

Autor: Carles Carreras Liébanas, consultor y auditor freelance especializado en energía, sostenibilidad y sistemas de gestión / c.carreras@enersystems.es / enersystems.es

Los pioneros de las renovables (I)

Durante mi primera juventud (ahora voy por la tercera o cuarta) pasaba parte de mis vacaciones en un pueblo del Pirineo Catalán de la provincia de Lleida, Sarroca de Bellera, situado al sur del Parc Nacional d’Aigüestortes. En mis estancias y excursiones por esa zona descubrí muchas de las centrales hidroeléctricas que se construyeron en Catalunya durante la primera mitad del siglo XX. Por aquella época estaba estudiando mi carrera de telecomunicaciones y, acostumbrado a trabajar con milivatios o microvatios, imaginarme los millones de W·h que se generaban gracias a esas grandes infraestructuras me ponía los pelos de punta.

El verano pasado volví a disfrutar de unos días de descanso por la zona, concretamente en la Vall Fosca, un precioso valle situado en la comarca del Pallars Jussà. En la cabecera del valle se encuentra la central hidroeléctrica de Capdella, la primera que se construyó en Catalunya y que permitió abastecer de energía eléctrica a la ciudad de Barcelona y las fábricas de su área metropolitana.

El proyecto fue el sueño de un visionario, del que injustamente se acuerda muy poca gente, llamado Emili Riu i Periquet, político y empresario natural de Sort. Desde su doble condición de diputado de las Cortes en Madrid y emprendedor, algo poco corriente en nuestros días, Riu trabajó duramente para mejorar las comunicaciones y las condiciones de vida de su territorio de origen, al que representaba, y reconoció las oportunidades de negocio que suponía la explotación de los recursos naturales de la Vall Fosca para producir energía eléctrica.

La visión de Riu se concretaba en conectar los 30 lagos naturales de la cabecera de la Vall Fosca mediante canalizaciones subterráneas para aumentar el volumen de agua disponible, almacenarla en un lago debidamente modificado como depósito de reserva para garantizar la capacidad de agua necesaria (Estany Gento), transportarla hasta una cámara de agua situada sobre la central mediante una canalización de casi 4.500 metros de longitud, y llevarla a las turbinas de la central mediante un salto de agua casi vertical de 800 metros.

Durante buena parte de la primera década del siglo XX, Riu se pasó años batallando en los despachos de Madrid (aún no existía el palco del Bernabeu), encargando informes y proyectos a técnicos franceses, adquiriendo concesiones de explotación de diferentes ríos del Pirineo y buscando financiación para su proyecto, pero la falta de empresarios y bancos interesados hizo que su sueño se demorara. Finalmente, gracias a su persistencia y coraje, en 1911 consiguió arrancar su proyecto con la ayuda de empresarios suizos, con los que fundó la compañía Energía Eléctrica de Cataluña (EER).

Emili Riu fue una figura clave en la creación y desarrollo de la energía hidroeléctrica y la industrialización de principios del siglo XX en Catalunya, pero a diferencia de otros emprendedores de la época Riu murió prácticamente en el anonimato y sin el reconocimiento que se merecía.

Con el soporte de información y datos publicados por el Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya, he elaborado este post centrándome en la figura del emprendedor. Emili Riu fue el padre y alma del proyecto, pero sin el esfuerzo y sufrimiento de los técnicos y obreros que trabajaron bajo unas durísimas condiciones laborales y de vida, el sueño de Riu no hubiera sido posible. En un segundo post os hablaré de ellos.

Autor: Carles Carreras Liébanas, consultor y auditor freelance especializado en energía, sostenibilidad y sistemas de gestión / c.carreras@enersystems.es / enersystems.es