Sistemas Constructivos Autosustentables PDF

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Un trabajo de investigación sobre los sistemas constructivos autosustentables...

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ARTURO JOHANDRO MURILLO RODRIGUEZ

SISTEMAS Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS AUTOSUSTENTABLES

UVAQ

ARQUITECTURA

SILVIA RIVERA HERRERA

10-12-2020

“3-B”

INDICE

CALENTADOR SOLAR…………………………………………………………………………………3 Celda fotovoltaica…………………………………………………………….………………………5 Tratamiento de reciclado de aguas grises y pluviales………………………..………7 Baño seco…………………………………………………………………………………………….…10 FOSA SEPTICA………………………………………………………………………………………….11 BIOGESTORES…………………………………………………………………………………….……12 BOMBAS DE RIEGO……………………………………………………………………………….…14 LUMINARIAS SOLARES……………………………………………………………………….……16 ESTUFAS DE GAS NATURAL……………………………………………………………….….…18 Materias Primas…………………………………………………………………………………..…20 Adobe……………………………………………………………………………………………….……21 bambú……………………………………………………………………………………………………21 Tierra………………………………………………………………………………………………………22 Madera……………………………………………………………………………………………………22 Piedra………………………………………………………………………………………………………22 Botellas de pet con arena……………………………………………………………………..…23 Paja……………………………………………………………………………………………………………………..………23 Superadobe…………………………………………………………………………………………………………………24 BIBLIOGRAFIAS……………………………………………………………………………………………………………25

CALENTADOR SOLAR: Un Calentador Solar es un dispositivo que convierte la energía solar en calor que se usa para calentar algún fluido (agua, alcohol, salmuera, aceite, aire, etc.) La energía del sol se transforma directamente en calor sobre una superficie oscura que al estar en contacto con el fluido hace que este se caliente. Su uso más común es para calentar agua para servicios sanitarios en regaderas, lavadoras, lava trastes, etc. tanto para casas como también para comercios, hoteles, hospitales, asilos, albergues, restaurantes, lavanderías, industrias, etc. O para calentar el agua en albercas, tinas de hidromasaje o jacuzzis. El agua que se obtiene puede alcanzar los 100°C o más (bajo condiciones de presión superior a la atmosférica) por lo que también se le da otros usos para procesos industriales o comerciales, así como para alimentar calderas y generadores de vapor.

Componentes: Termotanque: Un depósito aislado térmicamente en el cual se almacena el agua caliente. Colector Solar: Es la superficie donde se calienta el agua, la cual puede ser de tipo COLECTOR PLANO o de TUBOS AL VACÍO. Aislamiento Térmico: Es un compuesto que parece esponja rígida que mantiene el agua caliente dentro del depósito. Este aislamiento térmico hace posible conservar el agua caliente durante toda la noche para utilizarla en la madrugada antes de que salga el sol, aún cuando haga mucho frío. Regularmente se utiliza Espuma de Poliuretano por su excelente capacidad de aislamiento. Base o Estructura de Soporte: Su función principal es darle la inclinación necesaria al colector solar para obtener el Calentamiento por Termosifón.

Funcionamiento: EL calentador solar siempre estará lleno de agua, ya sea fría, caliente o una mezcla de ambas.

Conforme el Colector Solar (Tubo al Vacío) absorbe energía del sol comienza a calentarse. El agua que está en contacto con el mismo se calienta. Al calentarse pierde densidad lo que la hace subir a la parte más alta del sistema, en este caso el termotanque. A su vez más agua fría ingresará al colector solar y se repetirá el ciclo de calentamiento. Este proceso es llamado Calentamiento por Termosifón.

El agua caliente se irá acumulando en la parte alta del termotanque y luego de algunas horas de exposición solar toda el agua contenida dentro del equipo estará muy caliente.

El número de horas necesarias para alcanzar este punto así como la temperatura final del agua dependerá de muchas variables porque no pueden ponerse cifras exactas.

Celda fotovoltaica Las celdas fotovoltaicas, mejor conocidas en agrupación como paneles solares, se encuentran en todos lados el día de hoy: desde calculadoras de precios accesibles hasta en los satélites que orbitan nuestro planeta. Aunque en el presente parece muy convencional el pensamiento que con la luz solar podemos conseguir energía eléctrica, a principios del siglo pasado esto era algo que causaba mucho conflicto a los físicos y no es hasta que Albert Einstein pudo explicar dicho fenómeno (con la explicación del efecto fotoeléctrico) que esta tecnología empezó a verse como algo posible.

Funcionamiento: La luz de nuestro Sol está compuesta por partículas elementales llamadas fotones, los cuales no tienen masa, pero sí tienen propiedades electromagnéticas, y una de éstas es que cuando éstas colisionan con un metal a ciertas frecuencias éstas desprenden uno de los electrones del átomo del metal. Es tan fácil como decir que el fotón fuese la bola blanca en un juego de billar que al chocar con el triángulo inicial desprende las otras bolas de colores (en este caso los electrones), así transfiriendo su energía cinética. Liberar un electrón sólo es una parte del proceso de cómo funcionan las celdas fotovoltaicas ya que se requiere mover los electrones de cierta forma

para generar una corriente eléctrica. Esto se logra mediante un campo eléctrico el cual es producido por el efecto de dos capas semiconductoras “p” y “n”. A estos semiconductores se les llama semiconductores extrínsecos, y son aquellos a los que se les hace algo que llamamos “dopaje”, esto significa que se le añade impurezas al semiconductor voluntariamente para mejorar su conductividad eléctrica. La capa en la cual chocan los fotones “n”, tiene electrones libres de más, debajo de esta capa se encuentra la capa “p” en la cual hay exceso de huecos, estos huecos son pseudo-partículas que representan un espacio vacío dejado por un electrón y que tienen carga positiva. Al combinar ambas capas se genera un campo eléctrico el cual no deja a los electrones moverse más que de una manera, generando así una corriente eléctrica la cual puede ser almacenada fácilmente en una batería. De esta manera generamos la corriente eléctrica que queremos a partir de la luz del Sol.

Tratamiento de reciclado de aguas grises y pluviales Las aguas grises son aguas que provienen de la cocina, la colada, el cuarto de baño, el lavabo, el fregadero, la regadera, etc. Se trata de aguas que, a primera vista, pueden resultar inservibles y que, sin embargo, su reutilización consigue disminuir el gasto en agua potable, así como reducir el vertido de aguas residuales.

La solución consiste en depurar las aguas grises provenientes de la higiene personal (duchas, bañeras y lavabos) para utilizarlas en aplicaciones donde no se requiere agua potable (inodoros, lavadoras, limpieza, riego, etc).

Hay sistemas para reutilizar las aguas grises muy demandados para su uso en viviendas unifamiliares, comunidades de vecinos, instalaciones deportivas como campos de fútbol o piscinas, hoteles y universidades. Estas instalaciones constan de unas tuberías independientes por donde circulan las aguas grises hasta llegar a unos depósitos, donde se lleva a cabo un tratamiento de depuración. Gracias a la depuración, el agua se puede reutilizar para alimentar las cisternas de los inodoros, para el riego del jardín o la limpieza de los exteriores. El equipo de reutilización de aguas grises se instala en los sótanos o la buhardilla, con los correspondientes bidones que recolectarán y tratarán las aguas. También se instalarán las tuberías que se precisen para recolectar el agua de la ducha y del lavabo, y que conducirán el agua a tratar; y, por otro lado, las tuberías que llevarán el agua tratada hacia las cisternas del WC y a una boca de riego, si fuera necesaria. Los sistemas de reutilización de aguas grises pueden conseguir el ahorro de entre un 30% y un 45% de agua potable. La reutilización del agua disminuye los costes de agua potable y aguas residuales, protege las reservas de agua subterránea y reduce la carga de las aguas residuales. Estos sistemas se pueden incorporar a cualquier edificio, y se estima que en cada hogar se pueden ahorrar unos 45 litros de agua potable y aguas residuales por persona y día; en hoteles o instalaciones deportivas, el ahorro puede llegar a 60 litros por persona y día. La instalación de un sistema de reutilización de aguas grises para una familia de 4 personas puede rondar los 1.100 euros; en el caso de viviendas o instalaciones ya existentes, el precio se encarece, puesto que hay que añadir el precio de la obra, por lo que se recomienda implantarlos aprovechando reformas del hogar. Los beneficios de la reutilización de las aguas grises incluyen un menor uso de las aguas frescas, un menor caudal a las fosas sépticas o plantas de

tratamiento, una purificación altamente efectiva, una solución para aquellos lugares en donde no puede utilizarse otro tipo de tratamiento, un menor uso de energía y químicas por bombeo y tratamiento, la posibilidad de sembrar plantas donde no hay otro tipo de agua, o la recuperación de nutrientes que se pierden. Para una familia sería posible conseguir un ahorro de agua anual de hasta 90.000 litros de agua, simplemente, montando un sistema biológicomecánico. Este sistema de reciclado limpia el agua procedente del aseo personal (lavabo, ducha, baño) para que se pueda reutilizar en la lavadora, cisterna, y todos aquellos usos que no necesitan agua potable. El agua se limpia de forma constante y acorde a la normativa para el uso higiénico, según estas cuatro fases: -Filtrado: Se retienen y expulsan los residuos más grandes en una unidad que se limpia de forma automática. -Cámaras de reciclado: unos biocultivos actúan sobre la suciedad, bombeando el agua cada tres horas. -Desagüe para los residuos -Esterilización y almacenamiento: este proceso se hace con una lámpara de rayos ultravioleta para pasar luego el agua a un depósito de agua limpia. La capacidad de reciclaje diario es de 3.000 litros, suficiente para una familia convencional, aunque si se necesita más agua, el sistema garantiza tomándola de la red de la vivienda. Como era de suponer, este método necesita de un trazado independiente de la del agua potable, y un lugar de la casa para situar los módulos. Estos sistemas se pueden agrupar, lo que los hace factibles para mayores instalaciones como colegios, residencias, hoteles, entre otros.

Baño seco: Los baños ecológicos o baños secos, también llamados sanitarios secos, no requieren de agua para la evacuación de residuos. Ahorran en consumo y no contaminan. Su correcto funcionamiento se basa en la fermentación aeróbica, compostación, y la desecación, para degradar la materia fecal. Según el diseño del baño pueden emplearse dos métodos para degradar la materia orgánica, el primero sería la fermentación y el segundo la desecación. En el primero es posible mezclar orina y heces en un mismo recipiente, el segundo consta de un sistema que permite almacenar por separado la orina y las heces.

El modelo más simple de baño ecológico que podemos encontrar consiste en un recipiente para recuperar las heces; que se cubrirán con serrín, copos de madera o algún otro tipo de materia orgánica seca. Lleno el recipiente, será vaciado en lugar apto para su adecuado tratamiento.

No obstante, existen modelos más desarrollados, que disponen bajo el propio baño de una cámara de fermentación capaz de contener los residuos durante bastante tiempo, éstos incluyen un sistema de ventilación que facilita el secado y la fermentación de la materia orgánica. Pasados unos seis meses, las heces compostadas de esta manera ya pueden ser utilizadas como

abono, o ser depositadas en la naturaleza sin causar peligro para la salud pública, ya que son suficientemente inocuas.

FOSA SEPTICA Las fosas sépticas, pues, son instalaciones para tratar, al menos en parte, las aguas residuales procedentes de casas en zonas en las que no hay alcantarillas. Su función es esencialmente la misma que la de las plantas de tratamiento de las redes de alcantarillado. Pero por su envergadura y prestaciones, no son tan eficaces como las plantas de tratamiento. Así, es necesario retirar los residuos que se van acumulando en su interior, en forma de lodo, cada cierto tiempo. Aproximadamente, cada uno o dos años. Aun así, casi la mitad de los sólidos que se depositan en las fosas consigue descomponerse y desaparecer. En general, las fosas sépticas, instaladas bajo tierra en los alrededores de las casas a las que prestan servicio, tienen una o dos cámaras en función de su tamaño, aunque lo más habitual es que tengan una sola. Están conectadas a las tuberías de la casa cuyas aguas recogen. Una vez en la fosa, las aguas permanecen en la fosa para su tratamiento durante un cierto tiempo no inferior a 48 horas. Después, una vez tratadas y cuando ya no son perjudiciales, se liberan en el entorno. En cuanto al funcionamiento de las cámaras de una fosa séptica, para básicamente se puede resumir de la siguiente manera: -La primera cámara: Es el receptor de las aguas negras que se generen en una casa. En ese depósito, los productos químicos y la actividad microbiana degradan y/o diluyen los elementos orgánicos que lleguen al lugar y les restan solidez. -La segunda cámara: Sirve para almacenar los restos sólidos que aún quedan a la vez que el líquido es expulsado al exterior. Los restos sólidos quedan a la espera de una limpieza y extracción por parte de una empresa especializada en ello.

Cuando el agua queda retenida en la fosa, las sustancias sólidas que lleva en suspensión se depositan y caen al fondo. Allí, las bacterias anaeróbicas actúan sobre ellos, hasta reducir en gran medida los residuos. Mientras, los jabones y las grasas quedan flotando en su parte superior. Las aguas usadas llegan a la fosa mediante una pieza en T, de modo que la entrada quede a nivel superior del contenido de la fosa, pero que las aguas entren por debajo de la superficie, para evitar movimientos de las espumas. En el caso de tener dos cámaras, la primera debe tener un volumen más o menos del doble que la segunda y la unión entre ambas se hará entre dos aguas, para que no pasen de una cámara a otra cienos y espumas. Además, ambas cámaras deben tener bocas de registro para poder retirar los lodos periódicamente. El funcionamiento de una fosa séptica es tanto más efectivo cuanto más tiempo permanezcan las aguas usadas en ella, por lo que deben hacerse del mayor tamaño posible.

BIOGESTORES: Un biodigestor es un contenedor hermético dentro del cual se deposita materia orgánica de diversos tipos: desechos vegetales y frutales, residuos de comida, excremento de animales de granja (borregos, cerdos, cabras, vacas,

gallinas, bueyes), residuos de café, semillas y desechos de algunas plantas que son procesadas, como nopal y agave. Los desechos se mezclan con agua y mediante una fermentación anaerobia por la acción de microorganismos (bacterias) es degradada, obteniendo como producto gas metano (biogás) y un subproducto líquido. El biogás puede ser utilizado para calentar agua, calefacción de hogares y edificios, para cocinar y para generar electricidad. El biol y otros residuos del proceso pueden ser utilizados como fertilizante, ya que son ricos en nitrógeno, fósforo y potasio. Los biodigestores pueden construirse al lado de hogares, granjas o edificios en una gran variedad de tamaños, desde 1 m3 hasta 100 m3, y pueden recibir desde 10 kg de materia orgánica hasta 10 toneladas. Funcionamiento: El sistema consta de cinco partes: Cámara de carga. Se trata de un pequeño depósito donde se coloca la materia orgánica que alimenta el reactor. Reactor. Es el digestor propiamente dicho, un tanque alargado que se sitúa bajo tierra. Allí es donde se descomponen los desechos, conectado a las cámaras de carga y de descarga por dos extremos diferentes. Cámara de descarga. Colocada a menor altura que la cámara de carga, recibe los residuos provenientes del reactor, los cuales pueden utilizarse como abono y acondicionador del suelo. Cubierta de plástico. Se coloca por encima del reactor y cumple dos funciones: impedir la entrada de aire al interior y evitar la fuga del gas producido. Tubería. Conduce el gas que se produce en el reactor. Cuenta con una válvula de seguridad que impide que la presión al interior de la cubierta plástica rebase los niveles permitidos. Este dispositivo también expulsa el agua que se condensa en la tubería. Llave de paso. Regula la salida del gas.

Existen diferentes tipos de biodigestores: de flujo discontinuo, semicontinuo, continuo y familiar. La elección del modelo adecuado varía de acuerdo con su finalidad y el presupuesto de sus usuarios. Por ejemplo, puede utilizarse como equipo de eliminación de desechos animales en una granja, herramienta de saneamiento de una comunidad o, como ya se comentó, como generador de combustible en una cocina.

BOMBAS DE RIEGO Los sistemas de bombeo solar se pueden usar para transformar tierras no utilizadas en granjas productivas o para mejorar los rendimientos de los cultivos existentes. Llevar el agua a lugares que no tienen ninguna infraestructura existente está mejorando la seguridad alimentaria y generando ingresos significativos para los agricultores y las comunidades de todo el mundo.

La falta de disponibilidad de energía de la red o los altos costes de usar motores diésel para proporcionar riego significa que no se utiliza una buena tierra hasta su plena capacidad. Un sistema de bombeo de agua solar combinado con un sistema de riego y una planificación inteligente puede entregar agua donde se necesite.

Si ya se tiene un sistema de riego instalado, la gama de sistemas de bombeo solar puede funcionar con lo que tiene. Los métodos de riego por goteo, aspersión, pivote o inundación pueden ser compatibles e integrarse bien a las bombas. Las bombas pueden producir flujos muy altos y altas presiones, incluso ofreciendo características tales como presión y flujo constantes. El cambio a la energía solar significa que puede reducir sus costes operativos.

LUMINARIAS SOLARES Las lámparas solares son sistemas de iluminación que capturan la luz solar para iluminar espacios interiores. Si quieres conocer cuál es su composición y cuáles son las tecnologías que implementan para poder funcionar, llegaste al artículo correcto.

Este tipo de lámparas tienen tecnologías diversas en su interior. Sin embargo, la mayoría está compuesta por: -Captador de luz. -Concentrador de luz. -Guías de luz, que son los conductos encargados de dirigir la luz.

Las lámparas solares solo funcionan en las horas de luz solar, por lo que no son muy aconsejables para lugares que necesitan iluminación en otros momentos. Sin embargo, son ideales para aquellos espacios en los que, por sus características, no reciben luz natural directa. Existen diversas tecnologías o sistemas que permiten emplear la luz del sol, adaptándose a las diferentes características y necesidades de las estancias a iluminar. Las más destacables son: Sistema De Espejos Este sistema está compuesto por un espejo orientado hacia el sol que capta y concentra los rayos solares reflejándolos directamente hacia la zona que se va a iluminar. También puede generar el reflejo hacia otros espejos que llevarán la luz natural a otros puntos donde no llega de manera directa. Uno de sus usos más comunes es en patios interiores. En la parte superior se sitúa un espejo que dirige la luz solar hacia el patio, pudiendo haber otros espejos en el interior de este, dependiendo de las necesidades.

Sistema Con Fibra Óptica Este sistema consiste en paneles formados por lentes que actúan como captadores de rayos solares. De esta manera, los paneles captan la energía solar y la transmiten a través de cables de fibra óptica.

Las lámparas solares fabricadas bajo este modelo logran iluminar áreas de hasta 150 metros. A pesar de ser un sistema muy eficiente y con pocas pérdidas, al ser una tecnología innovadora y compleja, aumenta el coste de su instalación. Sistema Concentrador Parabólico La última de las tecnologías usadas en las lámparas solares es el sistema concentrador parabólico. Estos concentradores no necesitan seguimiento de los rayos del sol, ya que la energía queda acum...