La Plataforma Solar de Almería, instalación científica del CIEMAT que por su alto grado de especialización y la importancia de las investigaciones que alberga se incorporó al Mapa de Instalaciones Científicas y Tecnológicas Singulares (ICTS) en enero de 2007, alberga el segundo edificio “Contenedor-Demostrador de Investigación” (C-DdI) del Proyecto Singular y Estratégico de Arquitectura Bioclimática y Frío Solar, ARFRISOL.
El edificio, construido bajo criterios de Arquitectura Bioclimática, fue inaugurado a mediados del pasado diciembre por el Secretario de Estado de Universidades e Investigación, Miguel Ángel Quintanilla.
El C-DdI de la PSA, Subproyecto 4 dentro del PSE-ARFRISOL, es consecuencia de su situación en pleno desierto de Tabernas, con un microclima diferente al resto de la provincia de Almería, con inviernos más fríos y veranos con altas temperaturas durante el día y bajas por la noche. Esta especial ubicación ofrece a los usuarios un edificio capaz de amoldarse a un clima desértico, como el existente en la zona, con unos valores de ahorro previsibles del 80 al 90% de la energía convencional que se requiere.
El edificio C-DdI inaugurado, que comenzó a construirse en septiembre de 2006, dispone de una orientación transversal norte-sur, ubicándose al norte del actual edificio de oficinas de la Plataforma Solar de Almería. La distribución se organiza en una sola planta sobre rasante, predominando las líneas puras y los planos horizontales sobre los elementos verticales.
Las instalaciones ocupan un total de 1007 m² útiles, superficie que comprende: 18 despachos, 1 salón de actos, 1 sala modular para becarios, 1 área de descanso, 2 aseos, además de una sala de reuniones, otra común acompañada de una conserjería, un almacén y un espacio destinado a reprografía.
En lo que se refiere al exterior predominan los elementos de cerramiento masivos y opacos que quedan rotos por planos de vidrio que introducen el paisaje dentro del espacio que define el volumen del edificio.
La fachada sur, en una única pastilla, está protegida de la radiación solar por un vuelo de cubierta y a ella se orienta el área de trabajo, que incluye los despachos, la sala de descanso, los aseos, la instalación de reprografía y el cuarto de instalaciones.
En el diseño se ha intentado poner especial cuidado en la integración arquitectónica de los paneles fotovoltaicos, realizada en el frente de la marquesina sur del edificio.
La fachada norte es, por el contrario, discontinua y queda rota para abrir estas estancias tanto a levante como a poniente.
El corredor que distribuye interiormente el área de trabajo tiene iluminación cenital y zonas abiertas al exterior, haciéndolo más dinámico y con mayor calidad ambiental.
La estructura general del edificio es un esqueleto de hormigón armado con prelosas prefrabricadas in situ, cerramientos de ladrillo, recubiertos exteriormente de mármol de Macael o mortero monocapa (según zonas) y cubiertas planas de las denominadas invertidas.
La compartimentación interior de las estancias se ha realizado con ladrillo o cartón-yeso, siendo los falsos techos metálicos y acústicos, y los acabados interiores de mármol Macael o pintura (según zonas).
Destacar que todos los miembros del PSE han participado en la mejora contínua del edificio en la fase de obra, según su especialización; así, se ha mejorado el diseño de los forjados y se han optimizado las dimensiones de la marquesina sur para conseguir el acceso de la radiación solar a los despacho en invierno y el sombreamiento en verano.
TÉCNICAS BIOCLIMATICAS DEL EDIFICIO
Este Contenedor-Demostrador de Investigación incorpora avanzadas técnicas bioclimáticas estableciendo una diferencia clara entre las estrategias pasivas (basadas exclusivamente en el diseño) y las activas.
Estrategias Bioclimáticas Pasivas del C-DdI
El edificio destaca por su compacidad, que permite una mayor capacidad de captación solar en invierno y evacuación de energía en verano.
Las características de los materiales de la envolvente y de la estructura de hormigón dotan al edificio de una gran inercia térmica (capacidad de mantener el calor y de cederlo o absorberlo de su entorno).
La marquesina en la fachada sur proporciona sombreamiento en verano, permitiendo penetrar la energía solar en invierno.
La doble pérgola ubicada en cubierta produce sombreamiento y además da soporte a las instalaciones solares (captadores solares y paneles radiantes). Existe también un sistema de chimeneas solares (una por cada despacho) que disminuyen en verano la temperatura interior del edificio y disponen de un sistema automatizado y muy avanzado de control de las rejillas que incluso es capaz de analizar la dirección y fuerza del viento exterior.
La contribución de la Unidad de Eficiencia Energética en la Edificación del CIEMAT, en colaboración con Acciona, incluyó mejoras en el proyecto inicial, prueba de ello fue la instalación de conductos subterráneos de aire para introducir en las unidades de tratamiento; el aire, al estar previamente atemperado, permite el ahorro de energía.
Estrategias Bioclimáticas Activas del C-DdI
Se ha llevado a cabo la instalación de captadores solares térmicos para agua caliente sanitaria y apoyo a la calefacción por suelo radiante.
Además, el edificio dispone de una instalación de frío solar mediante bombas de absorción para refrigeración, que se nutren de los captadores solares térmicos. Las máquinas de absorción de ClimateWell se basan en una tecnología única de absorción en tres estados que permite almacenar la energía térmica de forma química, lo que posibilita la aportación de frío o calor tanto de día como de noche.
También se han instalado paneles radiantes al cielo nocturno a través de suelo radiante en su doble capacidad: calefacción/refrigeración, para preenfriamiento -en verano. Los paneles radioconvectores no son como los convencionales y su orientación es hacia el norte. Su función es disminuir la temperatura por la noche al estart conoectados al cirucito de agua del suelo radiante del interior del edificio.
Estrategias de Monitorización
El sistema de control del edificio es inteligente y se aplica en todas las instalaciones, tanto las que responden a estrategias activas como pasivas. El objetivo del mismo es obtener la medición de los consumos energéticos y de los los parámetros relacionados con el confort, como la temperatura o la humedad relativa del ambiente.
El complejo sistema de medición del confort en condiciones reales de uso (monitorización), permitirá obtener datos en tiempo real del comportamiento del C-DdI. Es sistema es muy sofisticado y es el que decide cuándo tienen que accionarse las diferentes estrategias planificadas en función de las variaciones ambientales y del clima. Estas estrategias de monitorización permitirán comprobar que todo lo planificado en el edificio se está cumpliento y los datos obtenidos servirán para establecer una metodología de estrategias aplicables en general a diferentes tipos de edificios.
En el edificio, en el que se desarrollará la actividad normal de investigación, han intervenido, como miembros del PSE-ARFRISOL, distintas empresas; así, las instalaciones han sido proyectadas por Iberinsa, ejecutadas por Acciona, la instalación fotovoltaica (proyecto y ejecución) a cargo de Atersa y la ejecución de las instalaciones solares térmicas y radiación al cielo nocturno ha sido realizada por Unisolar que ha colaborado con ClimateWell para el sistema de Frío solar.
En rueda de prensa posterior a la inauguración del edificio, Juan Antonio Rubio, Director General del CIEMAT, afirmó que el CIEMAT afronta el reto que supone el estallido social de la preocupación sobre la irreversibilidad cambio climático y lo hace aportando el I+D+i necesarios para alcanzar soluciones que contribuyan a reducir este problema, entre ellas se incluye este PSE-ARFRISOL que permitirá alcanzar estándares para el ahorro de energía.
El Secretario de Estado de Universidades e Investigación, Miguel Ángel Quintanilla comentó también que cada siglo tiene un reto tecnológico y en su opinión “el reto tecnológico del siglo XXI es el uso eficiente de la energía y el sueño las emisiones cero de CO2, y es posible…. Los prototipos de los edificios del PSE-ARFRISOL nos plantean la necesidad de crear un nuevo proyecto de vida. El hacer las cosas de otra manera nos va a cambiar la vida.” Quintanilla concluyó diciendo que “el objetivo no debe ser exclusivamente crear edificios energéticamente eficientes si no también usuarios que se comporten de una manera eficiente”.
Con el inicio de la actividad normal del nuevo edificio de la PSA se comenzará la toma de datos experimentales para realizar la evaluación energética del mismo en condiciones reales de uso, así como para analizar la calidad del aire interior; estas actividades se desarrollarán hasta 2010, año en que se prevé la finalización del PSE-ARFRISOL, momento en el que se podrán contrastar los datos teóricos de ahorro de energía previstos con los obtenidos.
Los resultados alcanzados por métodos teóricos, serán comparados con los que proporcionen las monitorizaciones en condiciones reales de uso para después difundirlos a la Sociedad e incidir en el necesario “cambio de mentalidad” sobre el consumo energético en edificios. Una tarea en la que también colabora un grupo de profesores de la Real Sociedad Española de Física (RSEF) con la elaboración y edición de material educativo dirigido a los alumnos de enseñanzas primaria y secundaria, así como la divulgación del Proyecto al público en general.
¿Qué es el PSE-ARFRISOL?
El PSE-ARFRISOL es un Proyecto Singular Estratégico de I+D sobre Arquitectura Bioclimática y Frío Solar cuyo objetivo principal es la adecuación de la arquitectura bioclimática y de la energía solar en edificios públicos simbólicos para el acondicionamiento térmico, calefacción y refrigeración.
La investigación está enfocada al ahorro del 80 al 90% de la energía convencional, reduciendo considerablemente las emisiones de CO2 a la atmósfera. En definitiva se busca que cada construcción utilice de un 10 a un 20% de energía convencional, gracias al diseño arquitectónico y a sistemas solares y de biomasa que dotarán a cada “contenedor-demostrador de investigación” (C-DdI, así se denomina a cada edificio) de las mejores condiciones de eficiencia energética.
Cada C-DdI sirve como laboratorio para investigar al detalle los pormenores científicos y tecnológicos de la energía solar en la edificación con objeto de desarrollar y comprobar técnicas pasivas de calefacción, refrigeración e iluminación; además, se investigará en sistemas solares activos de fabricación española, (captadores térmicos, módulos fotovoltaicos, integración arquitectónica, máquinas de absorción, etc.), para obtener equipos más competitivos y avanzados que los ya probados con anterioridad por las empresas participantes.
Igualmente, se realizará el estudio sistemático de la calidad del aire (concentraciones de COVs y la carga microbiana -saprófitos o patógenos-, etc.), existente en los cinco edificios propuestos con objeto de llegar a desarrollar una metodología para el tratamiento y purificación del aire interior.
Finalmente, se dedicará un especial esfuerzo a la difusión de todos los resultados obtenidos, dirigida a los diferentes colectivos y niveles, tanto educativos como sociales, para intentar modificar la mentalidad de la sociedad, en cuanto al uso más racional de la energía y, en concreto, a la aplicación de la energía solar en el sector de la edificación.
El Proyecto tiene un presupuesto superior a los 40 millones de euros y en él participan varios centros de investigación como el CIEMAT que, además es el Coordinador General, las Universidades de Oviedo y Almería y diversas empresas de la construcción y de la energía Solar (Acciona, Atersa, ClimateWell, Drace, Dragados, FCC Construcciones, Fundación Barredo, Gamesa, Isofotón, OHL y Unisolar)