El diseño de tres prototipos de vivienda energéticamente sostenibles y pensados para ser eficientes en los principales pisos térmicos de Colombia: cálido, templado y frío. En ese proyecto interdisciplinar se integran investigadores de EAFIT, la Universidad Nacional de Colombia, la Universidad Pontificia Bolivariana, la Universidad de Sucre y la empresa Convel. La iniciativa hace parte de Energética 2030, convocatoria de investigación promovida por el Gobierno Nacional con miras a transformar el sector energético colombiano durante la próxima década.
Los investigadores adelantan los estudios para comenzar la construcción de las casas modelo a partir del próximo año en los campus universitarios de las instituciones en Medellín (UPB), Sincelejo (UniSucre) y Llanogrande (EAFIT), que apostarán por el aprovechamiento de las energías naturales renovables siendo dotadas con equipamiento de alta eficiencia energética, como el caso de electrodomésticos que se alimentan de sistemas solares fotovoltaicos integrados a los materiales de construcción como las fachadas y techos.
“Se busca tener una infraestructura de investigación que nos permita observar cómo se comportan las tecnologías renovables en estos pisos térmicos, lo que podrá ser un referente para la industria, los investigadores y la sociedad. Lo que visualizamos es que al final de este proyecto estos prototipos sean salas de exhibición donde la gente pueda ir a observar cómo es una vivienda de energía sostenible, qué tecnologías se pueden implementar y experimentar el confort. Para esto se diseñan los prototipos de viviendas y las tecnologías que van apoyar estas viviendas”, señala Alejandro Velásquez López, director científico de este proyecto en Energética 2030 y profesor del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto de EAFIT.
Las tecnologías son adaptadas a partir de los avances científicos realizados por instituciones participantes en Energética 2030, dentro del que se proponen 11 proyectos distintos, cuatro de estos liderados por los grupos de investigación eafitenses en Ingeniería de Diseño de Producto (Grid), de la Escuela de Ingeniería; en Electromagnetismo Aplicado (Gema), de la Escuela de Ciencias; y en Estudios en Economía y Empresa, de la Escuela de Economía y Finanzas.
Precisamente, el objetivo de construir los tres prototipos de vivienda es parte del proyecto
Construcción energéticamente sostenible, el número dos de Energética 2030, alianza interinstitucional liderada por la Universidad Nacional de Colombia y en la que participan ocho universidades y tres empresas del sector privado. La iniciativa es financiado por el Gobierno Nacional como parte del programa Colombia Científica.
Casas de laboratorios vivientes
Con el diseño de los tres
living lab los expertos buscan visualizar soluciones de vivienda hacia el año 2030 reduciendo la demanda energética y mitigando los gases invernadero que se emiten en estos espacios, para lo que están creando nuevos materiales y tecnologías que impacten en las construcciones sostenibles, sobre todo para las comunidades rurales de departamentos como Antioquia, La Guajira, Norte de Santander, Sucre y Bolívar donde se espera llegar con este desarrollo.
En el contexto colombiano, los pisos térmicos juegan un papel muy importante para su crecimiento económico, por lo tanto la meta es resolver los problemas actuales relacionados con la construcción y el uso de la energía, teniendo en cuenta que este sector impacta de manera significativa sobre el consumo de los recursos naturales y el calentamiento global. Mediante esta estrategia se espera fortalecer un ecosistema científico que contribuya a la transformación energética del país hacia una mayor sostenibilidad social, económica y ambiental durante la próxima década.
“Como entidad ancla del programa Energética 2030 se tiene una gran responsabilidad de liderar las actividades administrativas y financieras del programa. Con las herramientas que trae el grupo de la universidad (UPB) aspiramos hacer desarrollos con un alto valor desde el punto de vista energético. Adicionalmente, seguiremos siendo un enlace de comunicación con el estamento administrativo del programa”, destaca César Augusto Gómez Pérez, investigador de la Universidad Nacional de Colombia.
Con el fin de estudiar el comportamiento de los prototipos en los diferentes pisos térmicos del país, donde habita más del 80 por ciento de la población colombiana, estos modelos serán instalados en las distintas sedes universitarias que cuentan con las condiciones climáticas para las experimentaciones. Un
living lab será en Sincelejo (cálido), coordinado por la Universidad de Sucre; otro en la Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín (templado), donde se acondicionará el hábitat sostenible conocido como Casa Yarumo; y un tercero en la sede EAFIT Llanogrande (frío), donde se instalará un nuevo arquetipo de la casa sola que la Institución tiene en ese espacio.
“Los datos y la información que se obtenga en el
living lab de Unisucre, representan un tercio de la información total que se aspira a obtener del proyecto. La participación interinstitucional consolidará la estrategia de trabajo colaborativo entre universidades y permite la integración investigativa alrededor de una misma iniciativa compartida, que en este caso particular es el proyecto de Construcción Energéticamente Sostenible”, manifiesta Jhon Jairo Feria Díaz, magíster en Ciencias Ambientales e investigador de la Universidad de Sucre para este proyecto.
Para el diseño de las viviendas sostenibles basadas en energías alternativas, los investigadores apuntan que se han apoyado en el desarrollo local de insumos de construcción como el caso del ladrillo solar creado por investigadores eafitenses, a partir del cual se ha originado un nuevo concepto de diseño como las fachadas energéticas que pueden almacenar energía en el interior de los mismos adobes.
“La integración de todos los sistemas abarca el desarrollo de la infraestructura técnica de soporte, así como cada uno de los diseños de los sistemas: eléctrico, hidrosanitario, comunicaciones, integración y monitoreo. En el desarrollo del proyecto también se considerarán las respectivas simulaciones térmicas y energéticas”, comenta César Alejandro Isaza Roldán, investigador de la Universidad Pontificia Bolivariana.
El proyecto de construcción de los living lab, particularmente, incorpora varios objetivos como la creación de insumos de construcción, el diseño de los electrodomésticos de refrigeración y calefacción para las viviendas, y el monitoreo de las variables ambientales y energéticas que permitan evaluar el desempeño de las casas en los distintos pisos térmicos. La instrumentación en las distintas sedes de las instituciones universitarias ya cuenta con estaciones meteorológicas para la medición de radiación solar, el material particulado, la temperatura, la humedad y la presión atmosférica, entre otros aspectos.
“La información energética con las variables ambientales es una información muy valiosa para apoyar la toma de decisiones de dónde debería instalarse un panel. Generalmente, la información del desempeño de estas tecnologías está hecha para condiciones estándar que son el nivel del mar y a una determinada latitud. En Colombia tenemos una geografía muy rica y una latitud que nos favorece; estamos con los rayos de luz solar más directos y todo eso hace que las tecnologías se desempeñen de una manera, en ocasiones, mejor”, complementa Alejandro Velásquez López.
Las características de los living lab
Se espera que las tres viviendas puedan contar con un equipamiento apropiado para la comodidad de los usuarios, por ejemplo, electrodomésticos de alta eficiencia energética conectados a las fuentes naturales de energía como los panales solares. En ese sentido, los investigadores buscan desarrollar equipos que permitan la reducción del consumo eléctrico mediante el uso de un refrigerador doméstico y un calentador de agua, que en Colombia representan más del 40 por ciento del consumo de energía eléctrica en un hogar.
“Se escogieron estos equipos porque son susceptibles de incorporar sistemas de acumulación de energía térmica, en lugar de baterías que representan un alto costo de inversión y mantenimiento. Además, las baterías pueden contener materiales que impactan negativamente sobre el medio ambiente una vez finaliza su vida útil y es necesario hacer una disposición final”, señala César Alejandro Isaza, profesor de UPB que participa en este proyecto a través del Grupo de Energía y Termodinámica, de la Facultad de Ingeniería Mecánica, y el Grupo de Arquitectura, Urbanismo y Paisaje, de la Facultad de Arquitectura y Diseño.
Los cuatro proyectos liderados por EAFIT en Energética 2030: Estrategia de transformación del sector energético colombiano en el horizonte de 2030.
1. Proyecto 2: Construcción Energéticamente Sostenible. Liderado por Alejandro Velásquez López, profesor del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto de EAFIT.
2. Proyecto 3: Movilidad Sostenible: Análisis de la movilidad eléctrica como potencial nodo prosumidor. Liderado por Ricardo Mejía, director del Grupo de Investigación en Ingeniería de Diseño (Grid).
3. Proyecto 5: Generación distribuida de energía eléctrica en Colombia a partir de energía solar y eólica. Liderado por Gilberto Osorio Gómez, investigador del Grupo de investigación en Ingeniería de Diseño de Producto (Grid).
4. Proyecto 6: Política, regulación y mercados. Liderado por Jhon Jairo García Rendón, investigador del Grupo de investigación Estudios en Economía y Empresa, de la Escuela de Economía y Finanzas.
Programa Colombia Científica
El programa Colombia Científica tiene dos componentes. El primero está enfocado a los Ecosistemas Científicos que promueven la creación de alianzas entre instituciones de educación superior, sector productivo y centros de investigación internacionales para la investigación e innovación del desarrollo sostenible de las regiones en temas como salud, energía sostenible, bioeconomía y sociedad.
El segundo, por su parte, ofrece a los profesionales, docentes e investigadores del país la oportunidad de realizar estudios de maestría y doctorado en instituciones del mundo. Para todo esto Colombia Científica contempla una inversión que supera los 230.000 millones de pesos como una apuesta por la investigación, el desarrollo, la innovación y la educación del país.
Ecosistemas científicos:
Estrategia de transformación del sector energético colombiano en el horizonte de 2030, liderado por la Universidad Nacional de Colombia: Los investigadores buscan reducir la demanda energética, los gases invernadero que se emiten en las viviendas y desarrollar nuevos materiales utilizando residuos agrícolas. Impactará en Antioquia, La Guajira, Norte de Santander, Sucre y Bolívar.
Bio-Reto XXI, liderado por Universidad Industrial de Santander: Este proyecto parte de una investigación de la biodiversidad colombiana para desarrollar bioproductos que beneficiarán a los sectores salud, agropecuario y cosmético. Impactará en Antioquia, Bolívar, Caquetá, Chocó, Cundinamarca, Huila, Santander y Tolima.
Uso de la Nano Bioingeniería en la prevención, el diagnóstico y el tratamiento del cáncer de colon, liderado por la Universidad Pontificia Bolivariana: Este proyecto busca mejorar el diagnóstico y monitoreo del cáncer de colon, a través de herramientas de bajo costo y fácil uso, basadas en Nanobioingeniería. Impactará en Antioquia, Santander, Tolima y Quindío.
Reconstrucción del tejido social en zonas de posconflicto en Colombia, liderado por la Universidad de Caldas: El proyecto busca crear estrategias para fortalecer las capacidades políticas, ciudadanas, productivas y de desarrollo sostenible en 19 poblaciones afectadas por el conflicto armado. Impactará en los departamentos de Caldas, Chocó y Sucre.
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Alejandro Gómez Valencia
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