acicastello

Els moviments ecologistes, el posicionament rigorós i decidit de la comunitat
científica i la progressiva sensibilització de les societats avançades
han propiciat que les conclusions de les successives Conferències sobre
clima i medi natural hagen anat impregnant els successius protocols i
compromisos dels governs en polítiques energètiques i mediambientals

Açò
ha determinat que en els últims anys s’hagen destinat importants
partides pressupostàries en ajudes a la implantació de les Energies
Renovables i s’ha produït una autèntica revolució en la implantació de
les tecnologies emergents sobre Energies Renovables.

Després
dels últims informes de l’ONU sobre el Canvi Climàtic, pareix que els
responsables mundials aposten decididament pel canvi en el model
energètic (contra l?escalfament global à canvi de model energètic). Per tot això, pareix que les futures polítiques mediambientals i energètiques refermaran el progressiu
abandó dels combustibles fòssils (carbons i derivats del petroli) i
intensificaran la implantació d’altres vectors d’energia (l’hidrogen i
altres combustibles menys contaminants i perillosos) reforçant
l’increment de captació d’energies renovables.

L’anteriorment
exposat determina un escenari en els albors del segle XXI radicalment
diferent del que es va produir a les acaballes del
segle passat i que des de les escoles hem de considerar com a punt de
partida i reflexió per a afrontar amb certes garanties d’èxit la
formació de la ciutadania del futur. A més, és totalment lícit que junt
amb els objectius educatius i formatius en l’àmbit de la sostenibilitat
del medi natural, els gestors d’educació ens plantegem també objectius
de sostenibilitat energètica i financera dels nostres centres
col·laborant amb això a reforçar i millorar els recursos didàctics
directament i indirectament.

En
el present treball plantejarem l’anàlisi de quatre models de
complexitat creixent que ens permeten aconseguir quatre objectius
finals, a saber:

• Centres econòmicament autosuficients.
• Centres amb balanç energètic zero (Energia produïda = Energia consumida) o positiu (Energia produïda >Energia consumida)
• Centres amb zero emissions.
• Centres autosuficients energètica i econòmicament i sense emissions.

Partim
de centres de nova construcció, ja que les directrius de construcció
emanades del nou Reglament Tècnic de l’Edificació (d’ara en avant RTE)
van encaminades a aconseguir determinats nivells d’implantació
d’Energies Renovables, irrenunciables per a aconseguir els nostres
objectius. I prendrem com a referència un Institut de Secundària amb
ESO, Batxillerats i Cicles Formatius i una població escolar entorn de les 1.000 persones (900 alumnes + 100 docents i no docents).

En
qualsevol dels supòsits anteriors és imprescindible que el centre tinga
una instal·lació fotovoltaica de no menys 100 kW connectada a xarxa,
perquè actualment és l’única font d’energies renovables que generen
beneficis i recursos econòmics, a més dels mediambientals i didàctics.
El Reial Decret 436/2004 de 12 de març del 2004
garanteix les condicions i el preu de venda d’aquestes plantes de
producció d’electricitat en règim fiscal especial al llarg de cinquanta
anys.

En
l’actualitat el preu de venda és de 44 cèntims d’euro el kWh i la
producció mitjana estimada d’una central de 100 kWp està sobre els
160.000 kWh anuals (una de 5 kWp produeix uns 8.000 kWh a l’any), és a dir, 17 Tones de CO2 menys i prop dels 70.000
? d’ingressos econòmics (en l’actualitat estos rendiments estan
superats perquè l’eficiència dels captadors solars i dels inversors de
corrent ha millorat sensiblement en els darrers anys). Tot açò es
podria aconseguir invertint uns 600.000 ? més en la construcció de
l’institut (cost d’una central fotovoltaica de 100 kw). Esta inversió
addicional representa un sobrecost inferior al 10% (600.000 ? dels
entre 6 i 8 milions d’euros de cost total d’un institut nou) i uns
mínims costos de manteniment.

Aquests
supòsits s’han fet sense considerar els possibles convenis que es
podrien establir entre administracions (IDAE, ICO, Organismes
autonòmics d’Educació, Agències territorials d’Energia,…) encaminats
a subvencionar i facilitar el finançament d’aquests projectes, i en
aquest cas els costos de les inversions podrien disminuir. Així mateix,
tampoc s’ha considerat l’abaratiment dels costos que es podria produir
quan les contractacions d’aquestes instal·lacions es facen per a uns
quants centres i no per a un només.

En
qualsevol cas i sense altres consideracions addicionals els sobrecostos
no superarien el 10% del pressupost total de la construcció d’un
institut; mentre que a canvi, i a més dels beneficis mediambientals
comunitaris i del recurs didàctic que suposa la planta per als docents
de l’institut, s’haurà dotat al mateix d’una font d’ingressos regular i
vinculada als valors econòmics de l’any (el preu de referència del
kWh).Aquestos ingressos ens permetran cobrir quasi totalment les seues
despeses de funcionament anuals. Amb aquesta primera inversió ja hem
aconseguit el centre autosuficient econòmicament, però encara estem
molt lluny dels altres objectius.

Fem un pas més: si al construir el centre respectem i
optimitzem totes les condicions del nou RTE: orientem adequadament els
edificis per a millorar les captacions solars actives i passives de
cara a una millor il·luminació i climatització dels mateixos, millorem
els aïllaments dels murs exteriors, automatitzem els sistemes de
tancament (portes, finestres i persianes) i dissenyem adequadament la
circulació de l’aire disminuirem les pèrdues d’energia de
climatització; per tant, gastarem menys energia en climatització
(qualsevol que siga) i indirectament estem contribuint a la millora de
l’autosuficiència econòmica del centre (podem estalviar o reinvertir en
millorar els sistemes).

L’orientació dels edificis, disposant de tot el solar, ha de ser de llevant a ponent per millorar l’aprofitament passiu i actiu de la radiació solar.

Per
al passiu, es pot pensar que amb tota la cara sud sense cap obstacle,
l’interior dels edificis es podia escalfar directament amb la radiació
solar a l’hivern (els raigs van més horitzontals) i amb uns finestrals estratègicament col·locats entraria llum i calor fins al sòl dels edificis. Al contrari, a l’estiu, que el sol descriu una trajectòria més vertical, només hauríem de
disposar d’una apropiada paret vegetal (arbres de fulla caduca) davant
de la paret sud i un planxé, sobreeixint un metre per damunt dels
finestrals, per a evitar el resol i el sobrecalfament de la paret sud.

Per a l’aprofitament actiu, en tot el vessant sud del sostre s’han d’instal·lar col·lectors solars tèrmics que ens permeten
la producció d’ACS per als vestidors del gimnàs i aigua calenta per a
la calefacció de baixa temperatura dels recintes (mitjançant sòcol o
terra radiant: www.variotherm.com, www.ostargi.biz ).
Però a més, la mateixa conducció de calefacció de baixa temperatura es
pot fer servir per a refrigerar a l’estiu si afegim una màquina
d’absorció solar (cada dia més evolucionades).

Ara
ja estem en condicions d’anar millorant els balanços del centre, perquè
haurem de començar a parlar d’eficiències. Eficiències en els
projectors lluminosos: millor il·luminació amb menor consum i major
duració dels mateixos (projectors de baix voltatge i poc consum: de
leds). Il·luminació adequada a cada ús dels espais (corredors, aules,
laboratoris, ….). Regulació automatitzada de l’activació dels
projectors de llum de cada espai mitjançant la utilització de sensors
de presència i crepusculars enseriats.

Eficiències
en els sistemes de climatització: sistemes de poc gradient de
temperatures (sistemes de baixa temperatura i, per tant, menors
consums) i amb major inèrcia tèrmica (sòls i sòcols radiants i
fan-coils en compte de radiadors), regulacions termostàtiques
diferenciades en funció dels usos dels espais (corredors, aules,
gimnàs,…).

D’altra
banda, si parlem de les fonts d’energia a utilitzar per als processos
de climatització (refrigeració per màquina d’absorció solar) i Aigua
Calenta Sanitària (d’ací endavant: ACS),
novament hem de considerar les condicions establertes en el RTE i la
instal·lació dels captadors solars més eficients i de menor consum
(tubs de buit: www.energiadelsole.it ) auxiliats, segons la zona en què ens trobem, per
calderes alimentades per biogàs, alimentades amb tremuges de pellets
(residus forestals compactats) o alimentades per gas natural en compte
de les calderes de gas-oil. Com a alternativa energètica també podríem
considerar la bomba de calor geotèrmica (aigua /aigua).Aquesta última
utilitza el gradient de temperatures existent entre la terra (a 70 m
de profunditat) i l’aire en qualsevol època de l’any per a suavitzar
les diferències de temperatura amb el mínim consum energètic elèctric i
utilitzant les mateixes conduccions de climatització de baixa
temperatura.

Tot
açò només amb la utilització de les tecnologies més a l’ús de
l’aprofitament solar i sense entrar en la possibilitat d’utilitzar
d’altres més actuals i sofisticades com l’aprofitament geotèrmic amb
bombes de calor aigua/aigua, mitjançant sondes soterrades a grans
profunditats (70 ó 80 metres) o en grans superfícies a poca fondària. Aquestes tecnologies han estat molt desenvolupades per empreses emergents de la Universitat Politècnica de València (www.energesis.es).

La
gestió dels recursos hídrics en un institut és un dels capítols que
requereix un tractament en profunditat. En el disseny de l’edifici ha
d’estar prevista la recollida selectiva i diferenciada de totes les
aigües (potables, pluvials, grises i negres) per a procedir al seu
magatzematge i posterior tractament i/o reciclatge quan així ho requerisquen cadascuna d’elles abans de la seua utilització.

S’han
de dissenyar els sistemes de recollida de les aigües de pluja dels
vessants dels sostres i terrasses, així com els dipòsits o aljubs on
s’emmagatzemarà aquesta aigua per a utilitzar-la posteriorment en tot
(regs, neteja, climatització, ACS, … ), excepte per a consum humà.

En les dutxes s’han d’instal·lar mescladors termostátics d’aigua calenta i freda en les
canonades generals dels lavabos i dutxes dels vestidors i instal·lar
polsadors en cada punt de servei en compte de les aixetes "monobloc".
Així mateix, els difusors de les dutxes amb atomitzadors, no haurien de
tindre més que la ròtula que permeta orientar-les, per a evitar
ruptures per actes vandàlics.

Les
perxes i els bancs dels vestidors no han de ser sobreposats a l’obra,
ni de materials que requereixen manteniment continuat i que són
?fràgils? davant de les possibles reaccions irades o de ?descàrregues
massives d’adrenalina? (relativament freqüents en la pràctica
esportiva). Si els bancs i les perxes foren d’obra o integrats a l’obra
? Recoberts amb el mateix xapat ? Facilitarien la neteja i el
manteniment utilitzant o no les màquines d’aigua atomitzada a pressió
(+ detergent + desinfectant) que s’empren actualment a les
instal·lacions esportives i piscines. Això sí, comptant que el sòl
tinga el desnivell i els desaigües previstos per conduir aquestes
aigües grises fins als dipòsits de reutilització. Les aigües negres
dels inodors junt amb les grises reutilitzades haurien d’acabar en la futura minidepuradora que les deixarà útils per al reg de la contornada o de les cobertes vegetals del mateix centre.

Anàlisi
dels consums d’un centre tipus amb un miler de persones -entre
professorat, personal de serveis i alumnat dels torns diürn i nocturn
(600 i 400 alumnes respectivament)- i amb 15 hores de servei
ininterromput (7:30 /22:30 hores) des de setembre fins a juny en horari
docent i durant juliol en horari intensiu només matinal (8:00 /15:00) i
de vacances a l’agost:

• Electricitat 100.000 kWh / any, 100 kWh / persona i any
• Calefacció 10.000 l de gas-oil C/any, 10 l de gas-oil C /persona i any
• Aigua potable 3.000 m3 /any, 3 m3 / persona i any

Equivalent en combustió de petroli: 0,235 kg de CO2 emesos per cada kWh tèrmic produït amb petroli.

Algunes equivalències entre unitats d’energia:

Dades d?energies calorífiques alliberades en la combustió de diferents combustibles, expressades en kcal/kg:

Amb
les dades de les taules anteriors podem observar que la despesa
energètica total anual d’un centre escolar tipus com el descrit serien
: 100.000 kWh en electricitat + 103.208 kWh en calefacció = 203.208 kWh
a l’any. Per tant, l’objectiu de balanç energètic zero o positiu només
és abastable si substituïm tots els fluorescents actuals (de 40 W
cadascun) per làmpades més eficients i de baix consum (20 W cada una).
D’aquesta manera el consum elèctric es reduiria en un 40% (no tot és
il·luminació, també hi ha altres consums: ordinadors, ascensor, bombes,
…) amb el que podríem aproximar-nos als 60.000+ 103.208 = 163.208 kWh
consumits anualment. és a dir, ja estaríem en la zona de balanç
energètic positiu, perquè estaríem produint uns 17.000 kWh (= 180.000 ?
163.000) a l’any més dels que consumim. Amb la consecució d’aquest
objectiu hem millorat l’autosuficiència econòmica, ja que al tenir
menys consums tenim menys despesa (prop de 3.600 ? menys només amb la
disminució del consum elèctric).

Pel
que fa al tercer objectiu: emissions zero, només seria abastable
substituint els sistemes de climatització actuals (calderes de gas-oil
o de gas natural) pels sistemes solars de baixa temperatura proposats
combinats amb les bombes de calor geotèrmiques,
amb distribució mitjançant l’aigua per terres i sòcols radiants, que
ens permetrien obtenir tant refrigeració com calefacció i aigua calenta
sanitària (ACS).

En
aquest cas els sobrecostos en la construcció serien mínims ja que es
tracta de substituir radiadors estàndard per sòls i sòcols radiants i
les calderes pels col·lectors solars i les bombes geotèrmiques. En
qualsevol cas els temps estimats de retorn de les inversions d’aquests
elements per a l’estalvi de consums oscil·la al voltant dels set anys.
Amb la consecució d’aquest tercer objectiu aconseguiríem millorar
encara més el primer, perquè en eliminar les emissions estem eliminant
la despesa en productes petrolífers (10.000 l de gas-oil C a l’any), és a dir, estem estalviant prop de 6.000 ? anuals més.

En
conclusió, podríem aconseguir els tres objectius: Balanç energètic
positiu, emissions zero i autosuficiència econòmica al mateix temps, si
des de l’elaboració dels projectes de construcció dels centres escolars
es tingueren en compte els aprofitaments solars passius (orientació
adequada dels edificis), els aïllaments, l’automatització i el control
dels sistemes de consum i del tancament de les dependències i se’ls
dotara dels sistemes d’il·luminació i climatització de baix consum i
baixa temperatura que hem proposat al llarg de l’article. I si a més,
es projectara la instal·lació d’una central fotovoltaica de 100 kWp en
les terrasses perquè proporcionara els ingressos energètics i econòmics
necessaris per a assolir els objectius proposats.

Ara ja està proposat i sols queda intentar-ho, nosaltres estem convençuts que és possible, perquè a escala domèstica ja ho hem aconseguit.

José Miguel Rivas Rábago, director de l’IES Pere Boïl de Manises
Lluís M. Piqueras Quiles, director de l’IES Lluís Vives de València
www.acicastello.org

Article publicat en el número 5 de 2007
?setembre/octubre- de la la revista d’educació "OGE " (Organización
y Gestión Educativa: http://www.oge.net ) de Wolters Kluwer | Educación. España
(http://www.wke.es)

Lluís M. Piqueras Quiles,
director del IES Lluís Vives de Valencia lluis_pi@terra.es

José Miguel Rivas Rábago,
director del IES Pere Boïl de Manises (Valencia) direccion@pereboil.net

Us ha agradat aquest article? Compartiu-lo!