construcciones 2 (c3)

7/25/2019 Construcciones 2 (C3)

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Los diseadores y constructores de edificaciones sustentables estn ya creando edificios con un

consumo de energa significativamente menor, empleo de energa renovable, conservacin de

agua, aprovechamiento de las fuentes naturales de iluminacin y ventilacin, uso de materiales

respetuosos al medio ambiente, minimizacin de residuos y generacin de ambientes saludables

y productivos. En este captulo se hace un resumen de:

Manual de Construccin con fardos de Paja (Gernot Minke y Friedemann Mahlke)

Manual de Construccin con Bamb (Oscar Hidalgo Lpez)

Manual de Construccin Sismo resistente de Viviendas en Bahareque Encementado

(Assosciaciacin Colombiana de Ingeniera Ssimica)

C o n s t r u c c i o n e s I I p v i e r a @ e n g i n e e r . c o mU n i v e r s i d a d C e n t r a l l v i e r a @ u c e . e d u . e cC a r r e r a d e I n g e n i e r a C i v i l

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Sistemas Constructivos Sustentables


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52 [SISTEMAS CONSTRUCTIVOS SUSTENTABLES]

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1.1.-Construyendo con fardos de paja: Un aporte a la sustentabilidad.-La pajaen un material que la naturaleza produce anualmente y se encuentra disponible

en muchas partes. Al finalizar su uso, se puede devolver a la bisfera.

La eliminacin de la paja no crea problemas, los sobrantes de una obra pueden

utilizarse, como por ejemplo, como abono en el jardn, o para airear el suelo de

los cultivos.

Para la produccin de fardos de paja y el transporte de los mismos a la obra, senecesita mucho menos energa que para la produccin de otros elementos

constructivos por lo que se puede afirmar que no producen un impacto

ambiental. Tambin se puede agregar que, por la incorporacin qumica del CO2

durante el proceso de fotosntesis , se hace un aporte favorable al medio

ambiente, mayor que el dao que se realiza produciendo y transportando fardos.

1.2.- Ventajas de La Construccin con fardos.-Las pruebas oficiales realizadasen Alemania y Austria sobre muros con fardos de paja, dieron los siguientes

resultados:

Un valor de resistencia la fuego de F90 (Resiste exposicin al fuego 90minutos), para paredes hechas con fardos de paja y revocadas en ambas caras.

Segn pruebas realizadas en Austria (Norma ONORM B 3800) y Alemania.

Un material de construccin clase B2 (inflamable normal)

Por consiguiente, se podran construir y cerrar locales habitables con fardos de

paja de hasta 2 pisos, abarcando distintos programas arquitectnicos como

viviendas unifamiliares, jardines de infantes, escuelas, etc.

La durabilidad de las casa de fardos puede evaluarse en varios ejemplos, enparticular en los estados Unidos, donde la meas antigua y an habitable tiene

cerca de 100 aos.

1.3.-Objeciones y temores.- A los seres humanos les surgen serias dudas ytemores, cuando deben imaginarse viviendo o trabajando en casas con muros de

fardos de paja. Ambas reacciones se basan en primer lugar, en el temor a losdesconocido y el miedo a lo nuevo a lo inusual. El temor a lo desconocido puede

superarse con informacin (que es lo que pretende el libro del cual se toma este

resumen).

Otra preocupacin puede ser el miedo a que crezca moho entre los fardos depaja, lo cual es totalmente injustificado si el muro est construido correctamente,

sobre la paja seca no pueden crecer hongos. Para una adecuada ejecucin , los

fardos de paja deben estar secos, lo cual quiere decir que no deben contener

meas del 15 % de humedad, y eso se puede lograr poniendo una barrera de

vapor interior, que pare la humedad ambiente o con una superficie exterior que

lo deje pasar para que as la posible condensacin que pueda quedar en la

superficie del fardo pueda salir rpidamente. El revoque debe secar

rpidamente, para que la paja que se moja en el proceso pierda el agua lo ms

pronto posible, por lo que debe aplicarse en capas finas (esto reduce adems las

fisuraciones por retraccin. Si la masa del revoque contiene mucha materia

orgnica como aserrn o paja cortada, y el proceso de secado es lento, podr

formarse moho en la superficie, Por ello, deber tenerse en cuenta, en especial en

revoques muy gruesos, que las primeras capas estn secas antes de aplicar el

revoque de terminacin y que, para este ltimo, no es recomendable utilizar

materia orgnica (usar slo tierra y arena, por ejemplo). Segn Viitanen (1996),

los hongos se generan con temperaturas de entre 20 y 28 grados centgrados y

una humedad ambiente por en cima del 55%. Otros autores hablan de unahumedad necesaria de entre el 80% y el 90%..


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Construcciones II

1.4.- Paja como material de Construccin.- Coma paja se considera el tallo secode los cereales (trigo, centeno, cebada, avena, mijo) o de plantas fibrosas (lino,

camo, arroz); descrita de un mejor manera en la parte que est entre la raz y

la espiga.

Fardos de paja.- Los fardos de paja se hacen en variados formatos,

Fig. #1 (Dimensiones de un fardo de paja (Lacinski, Bergeron, 2000)

Fardos pequeos Fardos medianos Fardos grandesAlto = de 32 a 35 cm Alto =50 cm Alto =70 cm

Ancho = 50 cm Ancho =80 cm Ancho =120 cm

Largo =50 a 120 cm Largo = 240 cm Largo =240 a 300 cm

En la produccin de fardos pequeos se emplean enfardadoras que desarrollan

una presin entre 80 y 120 Kg./m3; los fardos hechos con presiones menores no

son aptos para su uso en la construccin.

Los fardos medianos y grandes son usados por lo general solo para la

construccin de muros portantes, ya que generan anchos de pared mayores y, a

causa de su mayor peso, slo pueden ser movidos con auto elevadores. La

presin de enfardado va de los 180 a 200 Kg/m3.

1.5.- Qu hay que tener en cuenta?

Los fardos de paja frescos de una misma cosecha presentan frecuentemente una

humedad diferente, segn la hora de corte dado que por la maana est ms

hmeda que por la tarde. Para usar el material como elemento construccin, la

humedad debe estar por debajo del 15%. Los viejos fardos de paja pueden

usarse si no presentan ningn signo de putrefaccin o de moho. El hilo de atar no

debe ser elstico. Son buenos lo flejes de polipropileno, que pueden apretarse

mucho ms que la cuerda de sisal. Los fardos de paja deben almacenarse de

forma seca. Esto significa que no tengan contacto con la humedad del suelo y que

estn protegidos de la lluvia. En la obre es mejor ponerlos sobre pallets. Los

fardos hmedos no deben almacenarse hermticamente, pues se secan muy


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lentamente y existe el peligro de que microorganismos inicien un proceso de

putrefaccin.

1.6.-Sistemas Constructivos.Existen bsicamente dos sistemas diferentes parala construccin de muros con fardos de paja: los portantes,en los cuales el pesodel techo descarga en los fardos directamente a los cimientos y los que tienen

una estructura independiente, normalmente de madera, y se rellenan o revisten

con fardos. La tcnica de construccin con muros portantes, es conocida en laliteratura especializad como Tcnica Nebraska, por ser la que se utiliz porprimera vez en Nebraska, estados Unidos, a fines del siglo XIX. En ingles se

denomina como load bearing.

Por construccin con esqueleto, en ingls non loadbearing o in-fill bale walls.Se conoce a la estructura de madera, acero u hormign armado que recibe las

cargas de los techos y estabiliza los muros, no teniendo los fardos funcin

estructural alguna, siendo utilizados simplemente como aislante trmico y/o

cerramiento para la independizacin de espacios.

En 1982, el canadiense Louis Gagn, desarroll un sistema de muros portantes,que se conoce tambin como Tcnica Gagn. Mediante la misma, los fardos

son colocados como ladrillos con mortero de cemento, dejando juntas en cruz, de

manera de formar un esqueleto de red o juntas horizontales y verticales que

cumple con las funciones estticas y de vnculo.

Fig. # 2 (Estructura con Fardos de Paja Portante)


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Construcciones II

Fig. # 3 (Estructura con Fardos de Paja No Portante)

Fig. # 4 (Tcnica Gagn)


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1.7.- Diseando un edificio de fardos de paja.-1.7.1.- Aspectos especiales de los muros con fardos de Paja Portantes.- Comolos fardos de paja son comprimidos por una carga, las siguientes precauciones

deben tenerse en cuenta en los muros de fardos de paja portantes:

La carga del techo debe estar distribuida uniformemente a todas las

paredes. No debe haber cargas concentradas en ningn punto.

Las cargas del techo deben ser transmitidas centralmente, osea, al eje del

muro o ser distribuidas en, al menos, el 50% del espesor de los muros.

La relacin entre la altura y el espesor de la pared no debe ser mayor de

5:1.

Los fardos de paja deben estar muy comprimidos y su densidad debe ser

superior a 90 Kg/m3.

Las aberturas deben ser angostas, pero jamas mas anchas que altas.

Las distancias entre las aberturas y entre estas y las esquinas deben ser,

por lo menos, de un largo de fardo.

Tanto como sea posible, los dinteles sobre las ventanas y puertasdeberan evitarse. En su lugar la viga perimetral debera dimensionarse

apropiadamente para desempear esa tarea.

En caso de usar dinteles, debe dejarse una tolerancia suficiente entre la

viga perimetral y los mismos, dado que los fardos tienden a asentarse

durante las primeras semanas o meses luego de colocado el techo.

En paredes particularmente largas y delgadas y para el caso de cargas de

techo muy altas, deben preverse trabas adicionales

para evitar ensanchamiento.

Fig. #2 (Muros con Fardos de Paja Portantes)


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Construcciones II

El fundamental, en los muros portantes, que en los fardos estn muy

compactados y que las paredes se armen pretensadas. Esto significa que, en la

parte superior, deben tener una viga perimetral y que la misma debe estar unida

a los cimientos mediante elementos de traccin. El pretensado de los elementos

de tensin dentro del muro debe ser mayor que las cargas del techo, de manera

que los fardos no reciban compresin adicional. La tensin a los cimientos puede

obtenerse mediante varillas de punta roscadas en el centro del muro o medianteflejes interiores y exteriores.

Fig. #3 (Muro Portante de fardos de Paja tensado en su interior con varillasroscadas ,Steen et al.1994)

Fig. #4 (Muro Portante de fardos de Paja tensado por flejes exteriores, Steenet al.1994)


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1.7.2.- Aspectos especiales de los muros se fardos de Paja No Portantes .- Encaso de levantarse estructuras de esqueleto portantes rellenas con fardos de

paja, la posicin de los pilares en relacin con los mismos, debe ser considerada

ya que en la etapa de diseo. Dado que el corte o la adaptacin de los fardos es

una tarea que implica esfuerzo y tiempo, la grilla estructural y la posicin y

tamao de las aberturas es conveniente que coincidan con las dimensiones de los

fardos.

Pilares doble T Pilares de madera Slida

Perfiles tipo escalera

Fig. #5 (Muros de Paja No portantes)

1.7.2.a.- Arriostramiento ante esfuerzos horizontales.- dado que los fardos depaja no confieren resistencia estructural al muro ante determinados esfuerzos a

los que puede estar sometido, es necesario recurrir a la estructura de madera

poste-viga como en otras construcciones convencionales, en consecuencia debe

arriostrarse para que pueda soportar eficientemente esfuerzos horizontales

(como el viento). En este contexto, la construccin de contrafuertes diagonales

entre los fardos es una solucin bastante dificultosa de aplicar, dado que las

riostras entre pilares obstruirn la colocacin de los fardos. Por lo tanto, se

prefiere el uso de pilares distribuidos con un ancho igual al de los fardos y, el

arrostramiento realizarlo con tablas en diagonal, exteriores al fardo, paneles

rgidos o revestimientos exteriores en diagonal.


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Construcciones II

Fig. #6 (Arriostramiento ante esfuerzos)

1.8.- Interconexin de los fardos y Conexin de los fardos a la estructura.- Losfardos de paja deben colocarse entre los pilares y unidos a ellos mediante

escuadras metlicas. Las dos hiladas inferiores deben estar vinculadas tambin a

las fundaciones, por medio de varillas de acero con, al menos dos por fardo.

Adicionalmente, la capa de fardos superior debe tambin estar interconectada

con varillas de acero.

Fig. # 7 (Unin de fardos de acuerdo con el Cdigo de Nuevo Mxico)


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2.1.-Construccin con Bamb (Guadua).- Clasificada dentro de la Familia De lasGramneas, no es un rbol es un pasto gigante de gran brote, hueca, cilndrica,

resistente flexible protectora de suelos y cuencas hidrogrficas.

2.2.-Caractersticas Ambientales.- Contribuye a la conservacin y mejoramiento de la calidad del aire,

puesto que la cantidad de oxgeno que produce un guadual es muy

superior a cualquier sistema forestal sobre la misma superficie de

terreno. Por esta razn, la captacin de C02 del aire en el proceso de

fotosntesis, es igualmente mayor que en otras especies silvcolas. Una

hectrea de Guadua retiene 33 toneladas de CO2, Por ao en donde la

parte area contribuye con el 80 % y el rizoma con el 20%.

Los Guaduales ubicados en las riberas toman grandes cantidades de agua

en las pocas lluviosas y la almacenan, tanto en su sistema radicular como

en la parte area y en el suelo; luego, por efectos de concentracin, el agua

retenida es nuevamente regresada al caudal del ro durante las pocas de

sequa.La Guadua Retiene entre sus canutos de 10 a 15 Litros de Agua al

Da.

2.3.-Caractersticas Constructivas.-La Guadua que se destina para laConstruccin debe Cumplir Ciertos Requisitos:

La edad a la cual se debe cortar debe ser entre los 3 y 5 aos para que

alcance su mayor resistencia.

Debe ser curada naturalmente en lo posible. Se necesita inmunizar la

Guadua para prevenir el ataque de Insectos Xilofagos.

Saber realizar los Cortes para las uniones.

2.4.-Preservado y secado.- Este proceso puede iniciar una vez que la guaduatenga una humedad menor al 20%, la misma que ha alcanzado con un secado

previo bajo cubierta, para ello se requiere una disolucin de 1 kg de brax y de 1

kg de cido brico por cada 50 litros de agua, previamente las caas se perforan

con una punta metlica en su tabique central o para no debilitarlo se recomienda

que la perforacin se haga en pares junto a cada nudo; aunque investigaciones

realizadas en la Universidad de Pereira muestran que la disminucin de la

resistencia por la perforacin en el tabique es de apenas el 2%; una vez

sumergida en la mezcla sta se absorbe por las perforaciones, , el proceso debecumplirse durante 8 das.

Este proceso se realiza para evitar la aparicin de hongos y el ataque de los

insectos.

Las maderas que usan este tipo de preservacin aaden una ventaja

ignfuga debido a la presencia de brax.

El proceso de secado se hace al aire libre, inclinando las caas hasta que lleguen

a una humedad inferior al 15%.


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Fig. # 8 (Partes de la Caa Guadua)


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Fig. # 9 (Piscinas de preservacin para la caa guadua)

Fig. #10 (Perforaciones realizadas en el tabique central)


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2.5.-Construccin con Guadua.- Uno de los mayores estudiosos del uso de lacaa guadua en la construccin es el arquitecto colombiano Simn Vlez quien

despus de muchos aos de trabajo consigui una licencia de construccin por

parte de las autoridades alemanas para erigir el Pabelln de la Guadua en el

Expo- Hannover 2000 que se transforma en su obra emblemtica, previo a este

logro, fue l, quien en su afn de usar el material como elemento estructural de

una construccin, descubri que poda lograr conexiones en un material hueco,rellenando los entrenudos con hormign y mediante el uso de pernos, este

acontecimiento marca un hito en su carrera, logrando mirar a la Guadua no solo

como Arquitectura sino como Ingeniera.

Fig. #11 (Sistema de Unin: Caas Rellenas con Tornillos Metlicos deUnin)

La obra en Expo-Hannover fue desarrollada para la fundacin ZERI, (Iniciativa de

Investigacin para las Cero Emisiones) y se trata de una estructura de 2000

metros cuadrados, en la que se muestra al mundo el uso del material en toda su

plenitud, para el desarrollo de esta obra tambin se realizaron estudios de

laboratorio que mostraron resultados sorprendentes en cuanto a la capacidad

mecnica del material.

Los ensayos realizados por el "Instituto Alemn de Prueba de Materiales de

Construccin Civil de Stuttgart" en noviembre de 1999 en guadua angustifolia,

variedad "macana" procedente de la zona cafetera colombiana; dieron los


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siguientes resultados, cabe destacar, que se refieren a valores de diseo, no a sus

lmites.

Compresin. Sigma: 18 N/mm2, Mdulo de Elasticidad: 18.400 N/mm2

Tensin. Sigma: 418 N/mm2, Mdulo de Elasticidad: 19.000 N/mm2

Flexin: Sigma 18 N/mm2, Mdulo de Elasticidad: 17.900 N/mm2

Cortante: Tau - sin cemento en el cauto - 1.1 N/mm2Peso Especfico: 790 Kg/M3.

A partir de este estudio se hace una comparacin, que permite llamar a la Caa

Guadua el Acero Vegetal: una varilla de hierro de 1 cm2 resiste 40 KN, mientras

que una seccin de esta planta de 12 cm2 resiste 215 KN.

Fig. #12 (Rplica del Pabelln del Pensamiento Ubicado en Colombia)


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Construcciones II

2.6.-Uniones pernadas.- Cuando seanecesario perforar la guadua para

introducirle pernos, debe usarse taladro de

alta velocidad y evitar impactos. Todos los

cautos a travs de los cuales se atraviesen

pernos o barras deben rellenarse con

mortero de cemento.El mortero debe ser lo suficientemente fluido

para penetrar completamente dentro del

cauto. Puede prepararse el mortero de

relleno, por volumen, utilizando una relacin

1 a 0,5 entre el cemento y el agua y sin

exceder la relacin 4 a 1 entre el agregado

fino y el cemento.

Para vaciar el mortero se perfora la guadua

con taladro y coloca con un embudo o con

una pequea bomba casera. Los pernos

pueden fabricarse con barras de refuerzo

roscadas en obra o con barras comerciales de

rosca continua.

Fig. #13 (Unin Pernada)

2.7.-Uniones Zunchadas.- Las uniones zunchadas pueden utilizarse parafabricar conexionas articuladas. Para conexiones que deban resistir traccin, la

pletina debe disearse para garantizar que no es el vnculo dbil de la unin. La

unin no debe trabajar, en total, con ms de 10 KN (1000kg) de esfuerzo detraccin

Fig. #14 (Unin Zunchada)


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2.8.-Uniones Estructurales.- Deben cumplir funciones estructurales, tanto derigidez como de resistencia. Para muros fabricados slo con elementos de

guadua, los muros deben conectarse a los cimientos utilizando los elementos

verticales, tal como se hara para conectar columnas de guadua.

La guadua no debe estar en contacto directo con el suelo, la mampostera o el

concreto. De tal manera, la guadua se apoya sobre un separador de metal u otro

material impermeable.Las fuerzas de compresin se transmiten a travs del separador, por lo que debe

apoyarse en forma continua contra la cimentacin. Las fuerzas de traccin se

transmiten a travs de conexiones pernadas. Un perno atraviesa el primer o el

segundo cauto de la guadua. El cauto atravesado y cualquier cauto por debajo

de ste, deben rellenarse con mortero. El cauto debe tener un nudo en su

extremo inferior. El perno se ancla al cimiento a travs de pletinas o barras con

ojales, o barras dobladas. Esta conexin resiste traccin. No es apropiada para

resistir momento. Por lo tanto, no es necesario atravesar pernos en ambas

direcciones.

El separador debe actuar como elemento resistente a corte, es decir, como tope

para el movimiento horizontal entre el muro y el cimiento. Para ello, el separador

debe abrazar el elemento de guadua. Debe existir un separador-retenedor por lo

menos cada 4 m, o en las esquinas de muros, o en los bordes de aberturas para

puertas. El separador-retenedor debe ser una pletina de acero con, por lo menos,

3.2 mm de espesor y la misma anchura de la guadua que retiene.

Un separador ms eficiente para cortante es un tubo dentro del cual se empotra

la guadua. El tubo, a su vez, est empotrado en el concreto del cimiento.

Cuando no se requiere que la conexin resista traccin ni cortante, la guadua

puede empotrarse en el concreto, y separase de ste mediante una membrana

bituminosa, como brea o asfalto

Fig. #15 (Unin Guadua Cimiento con Pernos)


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Fig. #16 (Unin Guadua Cimiento con Pernos)

Fig. #17 (Unin Guadua embebida en el Cimiento )


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Fig. #18 (Estructura de Guadua )


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3.-Sistema de Certificacin de Construcciones Sustentables LEEDLeadership in Energy and Environmental Design o Liderazgo en Energa yDiseo Ambiental en espaol

LEEDes un programa de certificacin independiente y es el punto de referencia anivel nacional aceptado para el diseo, la construccin y la operacin de

construcciones y edificios sustentables de alto rendimiento. Desarrollado en elao 2000 por el U.S. Green Building Council (USGBC), el consejo de construccin

sustentable al nivel nacional para los Estados Unidos, mediante un

procedimiento consensual, LEED sirve como herramienta para construcciones de

todo tipo y tamao. La certificacin LEED ofrece una validacin por parte de

terceros sobre las caractersticas sustentables de un proyecto.

3.1.- Qu tipo de construccin puede utilizar LEED?La certificacin LEED est disponible para todos los tipos de construccinincluyendo: las construcciones nuevas y las remodelaciones de gran magnitud,

edificios existentes, los interiores comerciales, estructura y fachada, escuelas,

centros de salud, establecimientos comerciales y el desarrollo de vecindades.

Hasta la fecha, existen ms de 4.5 mil millones de pies cuadrados de espacio de

construccin con el sistema LEED.


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3.2.-Cmo funciona LEEDLEED es un sistema de puntos en el cual los proyectos de construccin obtienenpuntos LEED por satisfacer criterios especficos de construccin sustentable. En

cada una de las siete categoras de crditos LEED, los proyectos deben satisfacer

determinados pre-requisitos y ganar puntos.

Las cinco categoras incluyen Sitios Sustentables (SS), Ahorro de Agua (WE),

Energa y Atmsfera (EA), Materiales y Recursos (MR) y Calidad Ambiental de losInteriores (IEQ). Una categora adicional, Innovacion en el Disen o (ID), atiende la

pericia de la construccin sustentable as como las medidas de disen o que noestn cubiertas dentro de las cinco categoras ambientales anteriores. El nmero

de puntos obtenido por el proyecto determina el nivel de certificacin LEED que

el proyecto recibir . La Certificacin LEED est disponible en cuatro nivelesprogresivos de acuerdo con la siguiente escala:

Existe una base de 100 puntos; adems de 6 posibles puntos en Innovacin en el

Diseo y 4 puntos en Prioridad Regional

Certified(Certificado) 40 - 49 puntosSilver(Plata) 50 - 59 puntosGold(Oro) 60 - 79 puntosPlatinum(Platino) 80 puntos o ms

Fig. #19 (Certificaciones LEED )3.3.-Qu son los crditos regionales?Los crditos regionales son otra de las caractersticas de LEED a travs de lo cual

se reconoce la importancia de las condiciones locales en la determinacin de las

mejores prcticas de construccin y diseo ambientales. Los proyectos LEED

podrn obtener puntos de bonificacin por la implementacin de estrategiasde construccin sustentable que aborden problemas ambientales importantes

que se enfrenten en una regin especfica. A un proyecto se le puede otorgar

hasta cuatro puntosadicionales, cada uno de los cuales ser otorgado por lograrhasta cuatro de los seis crditos de prioridad. Para descargar una lista por regin

de los crditos de prioridad, visite www.usgbc.org/leedv3.

3.4.-Cmo se ponderan los crditos de LEED?La asignacin de puntos se basa en las estrategias que tendrn un impacto mayor

y positivo en lo que al final tiene ms importancia: el ahorro energtico y

reduccin en la emisiones de CO2. Cada crdito fue evaluado con respecto a una

lista de 13 categoras de impacto ambiental, entre los cuales se encuentra:

el cambio climtico, la calidad ambiental en los interiores, el consumo de agua

y el agotamiento de los recursos, entre otros.


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Construcciones II

3.5.-Se pueden certificar productos con LEED?No, LEED slo se aplica a proyectos de construccin sustentable. Sin embargo, los

productos por separado pueden contribuir en la acumulacin de puntos dentro

del sistema de certificacin ya que los criterios de LEED se basan en el

rendimiento. En el intento por cumplir con estos requisitos, los profesionales en

LEED identifican productos que tienen los atributos deseados. Sin embargo,

algunos criterios LEED requieren los datos especficos de un producto comoparte de una solicitud satisfactoria.

3.6.-Cul es el proceso para la certificacin LEED?La certificacin es administrada por el Green Building Certification Institute

(GBCI) a travs de una red de organismos de certificacin independientes y

profesionales. Para registrar un proyecto de certificacin LEED, visite

www.gbci.org.

3.7.-Cules son los beneficios de la certificacin LEED?La certificacin LEED es la validacin por parte de terceros del rendimiento de

una construccin. Los proyectos certificados LEED combinan el rendimiento

ambiental, econmico y el rendimiento orientado a los ocupantes. Estas

construcciones son menos costosas de operar y mantener y ahorran agua y

energa. Adems, tienen tasas ms altas de arrendamiento que los edificios

convencionales en sus mercados, son ms saludables y seguras para los

ocupantes y son una representacin fsica de los valores de las organizaciones

que las poseen y las ocupan. Para obtener ms informacin visite:

www.usgbc.org.

3.8.- Construcciones en Ecuador con Certificacin LEED.- El AeropuertoEcolgico Seymour de Baltra, en Galpagos, recibi la certificacin LEED Gold.

La terminal area de las Islas Encantadas fue la primera en el mundo en obtener

tan importante distincin, la cual fue otorgada por el U.S. Green Building Council-

USGBC (Consejo de la Construccin Sustentable de Estados Unidos), como unhomenaje al diseo y construccin orientados a la optimizacin del uso de

energa, iluminacin, consumo de agua y utilizacin de materiales ecolgicos y

reutilizados.

Sin embargo, una de las caractersticas ms sobresalientes del aeropuerto es que

funciona al 100% con energa renovable (solar y elica), generada en un 65%

por molinos elicos y, el 35% restante, por paneles fotovoltaicos .

Fig. #20 (Aeropuerto Isla Baltra)


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Utilizacin de Energas Alternativas en Obras Civiles.-

Piezoelectricidad.- Con el paso del tiempo los edificios son cada vez mseficientes tanto en el espacio como en los materiales de construccin, pero ahora

la compaa sueca Belatchew Arkitekter busca hacer de estas estructuras un

complejo energticamente autosuficientes, al trasformar un rascacielos en un

parque elico, cubrindolo con miles de pelos que generaran energa al seragitadas por el viento.

El edificio escogido para el proyecto es la Torre Sder Torn de 26 pisos y 86

metros de altura, y que fue terminada en 1997, siendo una de las torres

residenciales ms altas en Estocolmo. Fue diseado por el arquitecto dans

Henning Larsen.

Los pelos en el sentido estricto de la palabra, se tratan de fibras piezoelctricas,

que vistas de lejos darn la sensacin de que le ha crecido cabello al edificio. Esta

tecnologa es aplicada en el proyecto Strawscraper, desarrollado por los

Laboratorio Belatchew.

La torre haba sido diseada con cuarenta pisos en mente, por lo que

Strawscraper propone dar a la torre aquella altura original utilizando una

estructura especial, cubriendo la parte superior y las paredes externas con estas

fibras piezoelctricas que al ser agitadas por el viento, las fibras generaran

electricidad.

Convirtiendo a Sder Torn en una planta de energa elica en el medio de la

ciudad, sin el ruido y otros problemas tpicos de una granja elica como las

restricciones en cuanto a velocidades mnimas de viento y sin impacto algunosobre la vida salvaje, dos puntos que son usados con mucha frecuencia a la hora

de criticar a las turbinas de viento convencionales.

Fig. #21 (Edificio Sder Torn)


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Construcciones II

La piezoelectricidad se crea cuando la deformacin ciertos cristales setransforma en electricidad. La tcnica tiene ventajas en comparacin con las

turbinas de viento tradicionales ya que no perturba la vida silvestre. Funciona a

baja velocidad del viento, ya que slo una ligera brisa es suficiente para que los

pelos inicien el balanceo y la generacin de energa.

Adems, un aspecto adicional se revela cuando el movimiento constante de lospelos crea un paisaje ondulado en las fachadas. El edificio de repente se llena de

vida y la construccin dar la impresin de que est respirando, reforzada por la

noche con la iluminacin de colores, comentan los responsables del proyecto.

Estas nuevas tcnicas podran crear el parque elico urbano del futuro, ya que

este nuevo tipo de planta de energa elica abre posibilidades tanto para que los

edificios antiguos como nuevos puedan transformarse en entidades productoras

de energa mediante el uso de tecnologa piezoelctrica.

Energa Elica.- La empresa francesa NewWind, cuyo creador es JrmeMichaud-Larivire, ha desarrollado un sistema de produccin de electricidad en

forma de rbol en el que las hojas operan como mini-turbinas elicas. El proyecto

ha sido construir un rbol de tamao que capte hasta la ms mnima brisa. En las

ramas del rbol hay unas turbinas pequeas que recogen cualquier brisa y la

convierten en energa.

Este rbol puede producir 3,5 kWh, por lo que podra satisfacer las necesidades

de una vivienda con cuatro personas que no tuvieran un consumo eficiente. Las

pruebas se han desarrollado en la Bretaa francesa, una zona donde las

temperaturas son ms bajas que en Andaluca, por lo que es en esta zona dondeeste aparato podra ser an ms efectivo.

Fig. #22 (rbol Elico)


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El rbol elico, equipado con un centenar de hojas de plstico verde

dependientes de un tronco de acero que funcionan como otros tantos

aerogeneradores silenciosos, pretende aprovechar la mnima corriente de aire en

las ciudades para generar energa. La idea se me ocurri en una plaza donde

vea las hojas de los rboles mecerse pese a que no haba una brizna de viento,dice Jrme Michaud-Larivire.

Las mini turbinas del generador integrado, dispuestas en tresbolillo para captar

cualquier brizna de aire, giran desde el momento en que el viento alcanza los 2

metros/segundo frente a los 4 m/s de los molinos elicos clsicos, aumentando

el nmero de das en los que el rbol de una potencia evaluada en 2,5 y 3,5kWhpuede producir electricidad, argumenta Michaud-Larivire.

NewWind comercializa su ingenio, a demanda, por 29.500 euros.. La empresa

acaba de anunciar que instalar uno de sus rboles elicos en la Plaza de la

Concordia de Pars, donde operar durante tres meses en modo exposicin ylaboratorio a la vez. La Plaza de la Concordia fue el primer enclave parisino al

que lleg el alumbrado pblico.

Las energas renovables en edificacin, ventajas y viabilidad en elica, solary biomasa

Uno de los tres pilares bsicos para mejorar la eficiencia energtica de edificios

consiste en la implantacin de las energas renovables, a continuacin se

presenta una descripcin de estos sistemas o instalaciones que pueden llevarnos

a conseguir la mxima eficiencia, el menor consumo y la reduccin de emisiones,

sobre todo en aquellos edificios existentes que, durante muchos aos, se han

construido sin ningn criterio de sostenibilidad. Como ventajas de las energasrenovables se puede mencionar que:

Armonizan perfectamente de manera que se pueden integrar con otros sistemas

o instalaciones de mxima eficiencia energtica.

La generacin de electricidad solar y la elica pueden implantarse paralelamente

al resto de instalaciones eficientes.

Muchas polticas de estado a nivel europeo estn orientadas hacia la

rehabilitacin energtica y mejora de la eficiencia energtica de edificios y

viviendas no eficientes energticamente, por lo que se supone que este ser el

principal motor capaz de generar empleo y reactivar el sector en los prximos

aos.

En cada caso particular, la rentabilidad y la viabilidad de la implantacin de las

energas renovables depender tanto de factores climticos del lugar como las

horas de sol, velocidad y direccin de vientos dominantes, la ubicacin del

edificio, el uso y mantenimiento, etc,.. de manera que se requiere una valoracin

o estudio de estos parmetros para valorar si dicha implantacin ser viable,

estudiando el coste de la instalacin, que ahorros energticos y qu reduccin de

emisiones se consiguen y en qu plazos se pueden amortizar.


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Construcciones II

Pero sin perder de vista que no slo es un tema de ahorro econmico, el principal

objetivo es, por una parte, la reduccin de las emisiones y del impacto sobre el

medio ambiente por la gran cantidad de edificios o viviendas existentes con mala

calificacin energtica, y por otro lado la construccin de nuevos edificios de

consumo casi nulo que se disearan optimizando al mximo los parmetros de

diseo bioclimtico con energas limpias. Tambin conseguiramos as reducir la

dependencia energtica de nuestro pas puesto que podemos y disponemos de latecnologa necesaria para funcionar con energas limpias. Algunas de las energas

renovables ms extendidas para uso en edificacin son las siguientes:

a)ENERGA ELICA.

Ecuador cuenta ya con un parque elico en la provincia de Loja lo cual refleja el

enorme potencial de esta energa, y por lo tanto debe aplicarse tambin a

edificios y viviendas como sistemas de produccin de energa elctrica, siempre

y cuando las condiciones sean favorables.

Una instalacin de energa elica est formada bsicamente por un molino o un

rotor con varias aspas que al girar por la accin del viento pone en marcha un

generador elctrico, el cual se suele sujetar a un mstil. La principal ventaja de

esta energa es que al ser renovable es inagotable, no contamina.

Se deber tener en cuenta la gran importancia de la ubicacin del edificio y de las

caractersticas del lugar que la rodean, de manera que a rasgos generales ser

ms viable cuanto mayor sea la intensidad del viento, dependiendo de la altitud,

ya que a mayor altitud mayor velocidad, y tambin del terreno, con mayorvelocidad en llanuras o zonas prximas al mar. Por tanto se darn mejores

condiciones en edificaciones o construcciones aisladas, que estn prximas al

mar, en zonas altas y cuando no existan gran cantidad de obstculos en las

proximidades que frenen al viento.

La instalacin elica tpica para edificios y viviendas se proceder a la instalacin

de sistemas mediante instalaciones micro-elicas, con generadores elicos

compactos capaces de generar una potencia elctrica inferior a 100 Kw, bien

aisladas o bien en sistema hbrido junto con la instalacin solar fotovoltaica. En

este tipo de instalacin se deber elegir un lugar idneo por lo que se precisa larealizacin de un estudio de la velocidad del viento, tambin se estudiar su


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viabilidad econmica, analizando costes y beneficios generados, pero hay que

tener en cuenta que la mejora y el avance tecnolgico permite disponer de

instalaciones ms eficientes y ms baratas.

b) ENERGA SOLAR.

b.1) SOLAR TRMICA. La energa solar trmica tiene como aplicacin principal laproduccin de agua caliente sanitaria en uso domstico o industrial,

calentamiento de agua en piscinas, calefaccin a baja temperatura con suelo

radiante, y tambin para refrigeracin mediante uso de equipos de absorcin.

La energa solar trmica es obligatoria en Espaa desde la entrada en vigor del

cdigo Tcnico, exigindose que al menos un porcentaje de la demanda total de

agua caliente sanitara se produzca mediante este sistema, dicho porcentaje

segn el DB HE-4 y en funcin de la zona climtica, varia entre el 30 y el 70% en

el caso general y entre el 50 y el 70% cuando la fuente energtica de apoyo sea

mediante electricidad.


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Construcciones II

Componentes De Una Instalacin Solar Trmica Para Una ViviendaUnifamiliar:

Captador.

Acumulador.

Caldera De Apoyo.

Estacin Solar.

Punto De Consumo.

El funcionamiento se basa en aprovechar la energa del sol para calentar agua uotro fluido calo-portador que circula en el interior del captador, desde ese

captador el agua caliente se transporta por un circuito primario, de manera que

el calor se intercambia o se acumula en un depsito para su posterior

aprovechamiento desde la instalacin interior de agua caliente hacia los puntos

de consumo. La demanda de agua caliente que no consigamos producir mediante

el captador en das nublados, se va a generar mediante un calentador o caldera

de apoyo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

Es una energa renovable, inagotable y limpia.


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Presenta un alto rendimiento de la instalacin debido a que en nuestras

latitudes disponemos de un elevado nmero de horas de radiacin solar

anual.

Si el sistema de apoyo se basa en energas renovables, como por ejemplo

una caldera de biomasa, se podra generar el agua caliente sanitaria y la

calefaccin de la manera ms eficiente, sin emisiones y con una reduccindel consumo de energa primaria que podra alcanzar hasta el 80%.

Si la instalacin se ha diseado, calculado, construido y mantenido de

manera adecuada, ser una instalacin que funcionar correctamente y

con una larga vida til, y teniendo en cuenta que su coste no es muy

elevado queda ms que garantizada su viabilidad.

Como desventaja la fuente de energa del sol es variable de manera que

puede bajar su rendimiento.

Requiere un mantenimiento continuo, el cual es vital para el correcto

funcionamiento de la instalacin, un mal mantenimiento reduce elrendimiento de los paneles, siendo recomendable limpiarlos al menos

una vez cada 6 meses, as como la revisin peridica de los elementos y

valvulera de la instalacin.

Durabilidad Y Amortizacin De La Instalacin:

Segn lo comentado anteriormente, y teniendo en cuenta que cada caso

particular es diferente, pero suponiendo una instalacin bien ejecutada y con un

correcto mantenimiento debera tener una larga durabilidad no inferior a 20

aos. De manera que el plazo de amortizacin sera bastante corto, pudiendo

variar entre 5 a 10 aos.

b.2.-SOLAR FOTOVOLTAICA.- La energa solar fotovoltaica tiene como aplicacinprincipal la generacin de energa elctrica a partir de la energa del sol

empleando para ello unos paneles con elementos semiconductores,

normalmente clulas de silicio, esta instalacin se compone de un captador, un

regulador, unas bateras de almacenamiento de energa as como de un inversor.

Existes dos tipos de instalaciones las aisladas que almacenan la energa en

bateras para autoconsumo y los sistemas conectados a la red en la que la energa

se suministra a la red elctrica. El montaje de los paneles se puede realizar

integrndolos con la pendiente de los faldones de tejados o en fachadasorientados siempre al sur.


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Componentes Y Esquemas De Una Instalacin Solar Fotovoltaica AisladaPara Una Vivienda:

1.-PANEL FOTOVOLTAICO: Se compone de un conjunto de clulas de silicio, lasms eficientes sueles ser las de silicio monocristalino, conectadas elctricamente,

encapsuladas (para protegerlas de la intemperie) y montadas sobre una

estructura de soporte o marcos. Proporcionan en su salida de conexin una

tensin continua, y se disea para valores concretos de tensin que definirn la

tensin a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

2.-REGULADOR:Tiene como objetivo evitar que se sobre cargue la batera. En lafase de carga durante el da su misin es garantizar una carga adecuada en el

acumulador, mientras que en la fase de descarga durante las horas sin luz, es

permitir el suministro adecuado hacia los puntos de consumo sin que se

descarguen las bateras.

3.-BATERIAS:Acumulan la energa elctrica generada por las placas durante elda para su posterior utilizacin cuando no haya sol. Se pueden diferenciar segn

el electrolito utilizado varios tipos. Plomo-cido, Nquel-cadmio Ni-Cd, Nquel-

metal hidruro Ni-Mh o In litio Li ion. Tambin por su tecnologa que puede ser

tubular estacionaria, de arranque, solar o gel.

4.-INVERSOR: Se encarga de convertir la corriente continua que generan lasplacas solares en corriente alterna para que pueda ser utilizada en la red

elctrica de la vivienda (220 V y una frecuencia de 50 Hz).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS PARA UNA INSTALACIN AISLADA DE RED DEAUTOCONSUMO:

Es una energa renovable, inagotable y limpia.

El rendimiento de la instalacin en nuestras latitudes es muy bueno, pudindose

alcanzar una potencia de hasta 1.000 W por m2 en un da despejado a la hora del

medioda, sin obstculos con sombras.

Al igual que en la solar trmica, si la instalacin se ha diseado, calculado,

construido y mantenido de manera adecuada, ser una instalacin quefuncionar correctamente y con una larga vida til.

El coste de la instalacin disminuye conforme se desarrolla la tecnologa,

mientras que el coste del combustible va aumentando porque las reservas

tienden a agotarse.

Montaje rpido de la instalacin, requiriendo un mantenimiento mnimo, aunque

tambin se precisa una revisin peridica para comprobar el correcto estado de

la instalacin y limpieza de la cara de los paneles expuesta al sol.

Incluso en los das nublados, aunque con menor rendimiento, los paneles

generan electricidad.

Como inconveniente se requiere de una inversin inicial elevada para realizar lainstalacin.


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Tambin habr que prever de espacio suficiente en la vivienda para el

emplazamiento de las bateras.


Como norma general una instalacin fotovoltaica para autoconsumo suele tener

una vida til de un mnimo de 25 a 30 aos, siempre claro suponiendo un buenuso y mantenimiento; respecto a su amortizacin existen varios parmetros que

la determinan como son la calidad de los componentes de la instalacin, la

adecuada instalacin, un clculo segn las necesidades de consumo, el uso al que

se destina la instalacin e incluso las subvenciones que se pueden obtener, pero

como dato orientativo se puede decir que a partir de los 7 a 10 aos ya puede

quedar amortizada la instalacin para autoconsumo, plazos ms que razonables

si se tiene en cuenta su duracin.

c) ENERGA DE LA BIOMASA.- La biomasa es la utilizacin de la materiaorgnica como fuente energtica. Por su amplia definicin, la biomasa abarca un

amplio conjunto de materias orgnicas que se caracteriza por su heterogeneidad,

tanto por su origen como por su naturaleza. En el contexto energtico, la

biomasa puede considerarse como la materia orgnica originada en un proceso

biolgico, espontneo o provocado, utilizable como fuente de energa. Estos

recursos biomsicos pueden agruparse de forma general en agrcolas y

forestales. Tambin se considera biomasa la materia orgnica de las aguas

residuales y los lodos de depuradora, as como la fraccin orgnica de los

residuos slidos urbanos , y otros residuos derivados de las industrias.

La energa de la biomasa utiliza como materia prima los pellets, los restos de la

poda, huesos de oliva, las cscaras de almendras, (generalmente residuos de

actividades agrcolas y forestales o subproductos de la transformacin de la

madera) para generar energa trmica para agua caliente sanitaria y calefaccin.

Existen tambin otros tipos de biomasa hmeda procedente de la fabricacin de

aceites vegetales entre la que se encuentra los biocombustibles como el

biodiesel o etanol, que sobre todo son eficientes para calderas de cogeneracincon tecnologas tipo Stirling.


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Construcciones II

En el caso de viviendas unifamiliares o edificios de viviendas, se consigue

obtener un elevado ahorro energtico y gran eficiencia con la implantacin de

calderas de biomasa, para generar calor para agua caliente y calefaccin.

Componentes y Esquema De Una Instalacin De Caldera De Biomasa ParaAgua Caliente y Calefaccin Para Una Vivienda:

ACUMULADOR.

CALDERA DE PELLETS. (Se compone de la cmara de combustin, zona de

intercambio, cenicero y caja de humos.)

TRANSPORTE AUTOMATICO DE PELLETS. (Sistema de alimentacin medianteun tornillo sin fin.)

ENTRADA DE PELLETS.

ALMACEN DE PELLETS

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

La tecnologa es anloga a la de calderas de combustible fsil y los equipos no

son excesivamente caros.

Se considera que tiene una emisin nula de dixido de carbono.

Los pellets resultan mucho ms rentables que otros combustibles como elgasleo o el propano, esta relacin determina su amortizacin.

La biomasa tiene un poder calorfico inferior al de los combustibles fsiles, por lo

que, se necesita mayor cantidad para obtener la misma energa.

En algunos tipos de caldera se necesita combustible procesado, por ello es

necesario comprar el combustible a un tercero especializado, ya que es posible

que biomasa sin procesar no sea aceptada por el mecanismo alimentador.

No se integra fcilmente en el conjunto arquitectnico de la vivienda y ha de

situarse en un local especialmente habilitado para ella.



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Dando por sentado el correcto mantenimiento de la instalacin, su durabilidad

mnima debera de ser entre 20 a 25 aos. La amortizacin depende de varios

factores, cada caso es diferente, pero por ejemplo en el caso de una vivienda

unifamiliar aislada de aproximadamente 100 m2 con biomasa para agua caliente

y calefaccin, se puede amortizar en un periodo aproximado de entre 5 y 8 aos.

Una solucin para realizar un proyecto de mxima eficiencia y con un alto ahorrode energa sera instalar la caldera de biomasa con una bomba de calor

geotrmica para calefaccin y climatizacin. Tanto para el caso de edificios de

viviendas de obra nueva como para edificios existentes, as como para viviendas

unifamiliares se puede obtener la mxima eficiencia instalando estas calderas,

pues reducen las emisiones a casi el 100%, y proporcionan importantes ahorros

energticos, alcanzndose la mxima calificacin energtica.

construcciones 2 (c3)

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