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Cero Energía Neta con diversas tecnologías de automatización

Conozcamos este proyecto realizado en El Salvador que contó con el aporte de diversas tecnologías de automatización y monitoreo.

por Reliable Controls

El Salvador recientemente inauguró su primer Edificio Cero Energía Neta (NET Zero Energy Building) (NZEB), que a su vez también es el primer edificio de este tipo en Centroamérica. El edificio de la Universidad Centroamericana José Simeón Cañas (UCA) combina técnicas de construcción, diseños y materiales que junto con sistemas de aire acondicionado e iluminación eficientes, lo convierten en un edificio con un alto desempeño energético.

Adicionalmente es completamente controlado y monitoreado por un sistema de control y automatización que utiliza el protocolo BACnet para la integración de los sistemas de aire acondicionado, iluminación, monitoreo de energía, agua, condiciones interiores y exteriores de humedad y temperatura, velocidad del aire entre otros.

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El edificio se construye con una donación de USAID (Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional) en El Salvador, con el objetivo claro de promover el desarrollo en la región, apostándole a proyectos claves vinculados con la educación superior, el proyecto se diseña para que USAID done aproximadamente el 50% del valor del proyecto, y promueven invitaciones a colaborar a empresas locales que estén interesadas en incentivar el desarrollo del país desde el manejo de sus productos y tecnologías de última generación.

MP Service, S.A. de C.V., dealer autorizado de Reliable Controls, realizó la donación del sistema de automatización y monitoreo compuesto por un poderoso controlador de edificios Mach-ProWebCom, que además de funcionar como controlador central, incluye funciones de servidor web. Este controlador también incluye módulos de expansión Mach-ProPoint y está enlazado con otros controladores de zona Mach-ProZone que son integrados mediante el protocolo BACnet, todos de la marca Reliable Controls.

Adicionalmente la marca realizó un apoyo decidido al proyecto donando el software de ingeniería RC-Studio que además funciona como interface de operador, RC-Archive para la gestión y almacenamiento de los datos de desempeño del edificio y RC-Reporter que permite el desarrollo y gestión de reportes personalizados de manera automática.

El Doctor Luis Aarón Martínez. Investigador y Jefe Departamento de Ciencias Energéticas y Fluídicas. DCEF-UCA, impulsó el proyecto de los Edificios de Cero Energía Neta, y conceptualizó el proyecto del edificio que funcionará como laboratorio de experimentación.

Edificios Cero Energía Neta
Los edificios Cero Energía Neta (Net Zero Energy Buildings) que, por definición, producen la energía requerida para su funcionamiento mediante fuentes de energía renovables dentro de la huella del edificio. Estos edificios presentan la posibilidad de integrar tecnologías sostenibles como paneles solares, vehículos eléctricos y sistemas y envolventes de edificios energéticamente eficientes. Los controles avanzados permiten la optimización del consumo de energía y una integración óptima de los recursos de energía renovable, almacenamiento de energía e interacción con la red.

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La Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas” ha desarrollado el laboratorio de investigación NZEB-El Salvador. El diseño estuvo a cargo de un equipo interdisciplinario de Ingenieros y Arquitectos, tanto profesores como estudiantes de la UCA. El laboratorio tiene un área de construcción de 100 m2 y para su construcción se obtuvo financiamiento de USAID y de empresas privadas salvadoreñas de los sectores construcción, aire acondicionado y control.

NZEB-El Salvador no sólo es un laboratorio instrumentado que arrojará datos en tiempo real sobre el desempeño energético y térmico, además abre las puertas de una nueva metodología de diseño integrativo. Asimismo, se constituye en una herramienta didáctica para la academia y un instrumento de medición y prueba para la industria.

Representa la oportunidad de independencia energética de recursos no renovables en un país donde los recursos son escasos y abre la posibilidad de innovar y probar nuevas tecnologías y materiales.  Entre las características técnicas incluidas, se tiene:

1. Sistema constructivo y estructura de madera (emisiones de carbono negativas).

2. Aislamiento térmico de espuma de poliuretano R-28 en toda la envolvente.

3. Sistema solar fotovoltaico de 14,175 kW (4 Inversores).

4. El techo está inclinado 13° hacia el sur y las fachadas se inclinan 10° norte y 36° sur.

5. 4 inversores fotovoltaicos que proporcionan energía eléctrica y energía al edificio y al vehículo eléctrico.

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6. El sistema incluye un sistema de almacenamiento de energía de la batería de litio de 10 kWh para fines de investigación y optimización de la carga.

7. 74 puntos de medición con sensores en su vida útil:
    • Estación climática
    • Medidores de iluminancia
    • Medidores de temperatura ambiente y superficiales a lo largo de la envolvente
    • Medidores de flujo de agua
    • Medidores de humedad relativa
    • Medidores de dióxido de carbono
    • Medidores de velocidad de aire externo e interno.

8. Sistema de aire acondicionado tipo VRF con 17 kW (5.83 toneladas de refrigeración) de capacidad de refrigeración con dos unidades de cassette y un fan-coil. Este sistema modula el flujo de refrigerante y controla la temperatura mientras ahorra energía.

9. Sistema de iluminación con paneles LED regulables. En general, la densidad de potencia de iluminación (LPD) es de 7,73 W / m2.

10. Tanto el sistema de aire acondicionado como el sistema de iluminación están controlados por un sistema de automatización de edificios que optimiza el uso de energía. Dicho sistema fue donado por la empresa MP SERVICE, S.A. DE C.V. y Reliable Controls,  permitiendo regular los niveles de iluminación y aire acondicionado en función de las necesidades de los ocupantes, manteniendo el confort térmico con un mínimo consumo energético. Este elemento es fundamental para lograr los altos niveles de eficiencia esperados.

11. El vehículo eléctrico elegido tiene un motor eléctrico de 88 kW con un par nominal de 295 Nm, equipado con una batería de litio con capacidad de almacenamiento de 28 kWh. La eficiencia combinada nominal es 15.4 kWh / 100 km. Se espera que el vehículo se utilice con fines experimentales y mantenga un régimen de al menos 10.000 km por año.

Se utilizaron simulaciones energéticas, térmicas y de flujo (CFD) en el proceso de diseño, las cuales predicen que el edificio generará anualmente un 42% más de energía que la consumida, bajo supuestos típicos de operación, convirtiéndose en un edificio energía neta positiva. Al hacer la comparación con el estándar de eficiencia energética ASHRAE 90.1-2013 se encontró una mejora de un 41%, principalmente por el alto nivel de aislamiento térmico y el avanzado sistema de automatización incorporado.

Duván Chaverra
Author: Duván Chaverra
Editor Jefe
Jefe Editorial en Latin Press, Inc,. Comunicador Social y Periodista con experiencia de más de 12 años en medios de comunicación. Apasionado por la tecnología. Director Académico del Congreso RefriAméricas.

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