Una propuesta innovadora de alumnos de la UNAM para solucionar los problemas urbanos en la zona metropolitana del Valle de México. La vivienda destaca por su eficiencia energética y mínima generación de residuos.

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Información: DGCS/UNAM y Carlos Peña, integrante del equipo UNAM.
Fotos: Solar Decathlon 2014

Luego de un análisis a detalle sobre la realidad espacial y social de México, particularmente de la Unidad Habitacional Vicente Guerrero, ubicada en la delegación Iztapalapa, un grupo de estudiantes de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) decidió realizar un proyecto de vivienda sustentable que permita a sus habitantes generar energía propia aprovechando el recurso solar y autoabastecerse de agua.

A este prototipo lo llamaron CASA, mismo que sirve como una red de espacios flexibles que combina funciones para adaptarse a las necesidades particulares de cada familia o grupo que la habite.

Lo anterior es posible gracias a que su diseño, visto por sus creadores como una “caja de herramientas”, permite al usuario aplicar cada componente a su “gusto”.

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Esta propuesta plantea para su instauración el aprovechamiento de espacios desperdiciados en la Ciudad de México, como locales vacíos, terrenos libres y no utilizados, así como azoteas.

Es así que CASA ofrece una solución tanto para crear nuevas viviendas como para expandir estructuras existentes en unidades habitacionales o barrios, con tiempos mínimos de construcción y materiales seguros y sustentables; uno de los puntos importantes en el tema de las ampliaciones es que se generaría energía eléctrica y agua sin afectar las edificaciones existentes. Además de proyectarse como sustentable y de fácil acceso para familias de bajos ingresos, esta vivienda también es portátil, pues puede desarmarse y llevarse a otro lugar, en caso de que el usuario lo requiera.

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El equipo a cargo de este proyecto está formado por estudiantes, maestros e investigadores de las facultades de Arquitectura, Ingeniería, Artes Plásticas, Ciencias Políticas y Sociales y la Escuela Nacional de Trabajo Social. Así como también la participación del Instituto de Ingeniería y el Instituto de Energías Renovables.

SU ESTRUCTURA

El prototipo diseñado por los estudiantes, apoyados también por un grupo de profesores de la máxima casa de estudios y empresas patrocinadoras, mide 150 metros cuadrados e integra tres espacios flexibles que pueden utilizarse como sala, comedor, cocina, estudio, zona de lavado y área comunitaria.

En su construcción se plantea la utilización de insumos convencionales y materiales nuevos. Hay una primera capa textil exterior que mitiga las condiciones ambientales y el interior cuenta con acero tridimensional con paneles de yeso y cristales.

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Está diseñado para consumir la menor cantidad de recursos naturales, aprovechar los rayos solares y producir un mínimo de residuos; para ello la vivienda se encuentra dotada de módulos fotovoltaicos que generan electricidad y cuenta con sistemas para tratar el agua residual mediante biofiltros y de recolecta de líquido pluvial.

Un punto que destaca es que esta vivienda, con el recurso solar de la Ciudad de México, produce un excedente de energía capaz de alimentar a 4 casas; también resalta el hecho de que su mobiliario se despliega de los muros para dar espacio a la sala, el comedor y la cocina, lo que aporta flexibilidad.

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El diseño de CASA incluye capas que amortiguan la temperatura en su interior, y paneles solares que aprovechan la radiación solar para generar energía eléctrica.

BRILLÓ EN EUROPA

Entre los objetivos del grupo de estudiantes creador de CASA estaba el representar a México en el Decatlón Solar 2014, una competencia universitaria que impulsa la investigación y el desarrollo de viviendas eficientes, realizada en Versalles (Francia), considerada la de mayor prestigio a nivel internacional.

Las viviendas solares competidoras debían regirse bajo las reglas de arquitectura, ingeniería y construcción, eficiencia energética, balance de energía eléctrica, condiciones de confort, funcionalidad, comunicación y sensibilización social, urbanismo, transporte y asequibilidad, innovación y sustentabilidad; establecidas por los organizadores.

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Compitiendo contra 19 países, CASA destacó por su ingeniería y construcción al llevarse el primer lugar en esta categoría; el segundo lugar en Urbanismo, transporte y asequibilidad; y el tercer lugar en Sustentabilidad.

DETALLES DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

En este apartado, con información proporcionada por Carlos Peña, integrante del equipo y responsable del área de Distribución de Energía Eléctrica, se explica el sistema eléctrico que fue presentado en la competencia, sin adentrarse demasiado a detalles técnicos. La idea principal dentro del diseño de CASA es que tuviera bajo consumo de energía eléctrica por iluminación y por sistemas de acondicionamiento de aire (para mantener las condiciones de confort dentro de las habitaciones), así como su eficiencia energética, apoyándose lo más posible con sistemas de control de parámetros.

“El desarrollo de las instalaciones electromecánicas fue proyectado para una vivienda de 4 personas, sin embargo en la competencia se exigían que tuvieran ciertas condiciones. Por ejemplo, usualmente en casa-habitación encontramos boiler, horno y estufas que requieren gas, no usamos secadora de ropa; sin embargo en la competencia nos quedaba prohibido usar cualquier tipo de energía diferente a la eléctrica o solar”.

Una de las principales reglas del Decatlón es que la carga instalada no debía ser mayor de 15 kW, esto quiere decir que la potencia de los aparatos, incluyendo calentadores eléctricos, aire acondicionado, bombas, iluminación, control, electrodomésticos y todo, debía ser menor a 15 kW, de ahí que el equipo de la UNAM optara por elegir las tecnologías más eficientes disponibles en México, una pequeña desventaja contra otros países más desarrollados en la eficiencia energética.

La instalación eléctrica para CASA fue diseñada principalmente conforme a la NOM 001 SEDE 2012 “Instalaciones eléctricas utilización”, y se tomaron en cuenta algunos aspectos muy específicos que debían cumplir los proyectos participantes para las cuestiones de seguridad en la villa solar: caída de tensión para circuitos derivados y para el alimentador principal, por la corriente y sus ajustes por temperatura, y conjunto por tuberías.

Una vivienda común y corriente, sin los equipos sofisticados para cocinar y calentar agua por medio de energía eléctrica, tiene un consumo promedio diario de 4 kWh; con el equipo que se instalaría en promedio aumentaría hasta los 12 kWh, el prototipo CASA durante las pruebas normales, incluyendo cocinar con una parrilla y horno eléctrico, consumía aproximadamente 9 kWh por día.

El sistema constructivo de CASA, diseñado estructuralmente, permite realizar un fácil manejo de rutas de instalaciones eléctricas, hidráulicas y de cualquier tipo, por abajo del piso. “Nosotros le llamamos espacio técnico, podíamos pasar de cualquier habitación al punto en donde teníamos concentrados todos los sistemas, el cual intentamos que fuera un punto medio para evitar problemas con distancias y caídas de tensión; y facilitar el acceso en donde se tuviera también el control y las protecciones”.

En cuanto a la instalación fotovoltaica, se tenía la restricción de tener como máximo 5 kWp de capacidad instalada para la generación, esto se logró con 34 módulos fotovoltaicos de 145 W de placa monocristalina (1480 mm x 670 mm), formando dos cadenas de 17.

La selección de esta tecnología se determinó por el tamaño de los módulos fotovoltaicos que se podían acoplar de manera fácil a la estructura de la vivienda, “eran pequeños, por lo que podíamos hacer un acomodo de manera que por la parte visual no quedaran expuestos a la vista y que no se sombrearan uno con otro”.

“Cabe mencionar y dar mención honorífica al equipo extraordinario de la Facultad de Ingeniería que colaboró en el diseño y al ingeniero Jorge Tenorio, especialista del Instituto de Energías Renovables, quien colaboró con asesoría en el diseño y nos instruyó de sus conocimientos para la correcta aplicación de los sistemas fotovoltaicos conforme a las normas existentes”.

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En cuanto a la iluminación, el diseño bioclimático, orientación y amplias entradas de iluminación natural de CASA ayudan a tener una muy buena cantidad de lúmenes dentro de la vivienda, sin embargo en las noches es necesario recurrir a luminarias, para esto se utilizó tecnología LED, con ayuda de sistemas de control, presencia y escenarios. “Lográbamos hacer diferentes efectos en la iluminación, desde todo iluminado para una fiesta, algunas encendidas, iluminación tenue para una buena velada, o con tiempo, favoreciendo en mucho para la eficiencia energética y para dar mejores condiciones de confort, creando ambientes agradables según se requiera”.

“Debo mencionar que hay mucho de qué hablar sobre el tema, las experiencias y conocimiento generado a lo largo de dos años de participación que llevó al equipo prepararse para competir a nivel internacional, a las instituciones de la Facultad de Ingeniería, Posgrado de Ingeniería, Instituto de Energías Renovables, Facultad de Arquitectura y en general a la UNAM, a la que corresponden los derechos de autor total del diseño, planos y reconocimiento”.

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Para más detalles, checa los videos de CASA

goo.gl/sIa2Ng

Sitio web oficial de la competencia, Solar Decathlon Europe 2014

goo.gl/A6ej5Q

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