La nueva sede de Abengoa presenta un modelo arquitectónico sostenible y eficiente energéticamente

El Centro Tecnológico Palmas Altas, que albergará la nueva sede central en Sevilla de Abengoa, ha sido diseñado por el estudio de arquitectura de Richard Rogers y Vidal Asociados con la colaboración de la ingeniería Arup en todos los aspectos relacionados con la ingeniería de instalaciones, estructuras, fachadas y estrategia de incendios, etc. Este edificio apuesta por la excelencia tecnológica y la sostenibilidad, conceptos de diseño que ha impulsado Abengoa como promotor y que han sido seguidos por el equipo de arquitectura e ingeniería. La redacción de Elektroprofesional se ha puesto en contacto con el estudio de ingenieria Arup para conocer de cerca los detalles de esta instalación emblemática desde el punto de vista medioambiental y del material eléctrico.

"El complejo se diseñó teniendo en cuenta la optimización de los sistemas pasivos para la mejora medioambiental, de forma que se minimice la demanda de energía y, en función de ello, analizar las fuentes de energía óptimas para estas demandas", indicaron fuentes de Arup, quienes señalaron además que esta filosofía se estructuró en tres pasos: - Minimizar los requerimientos energéticos de los edificios limitando las ganancias térmicas solares, reduciendo las cargas de calefacción y refrigeración construyendo cerramientos inteligentes, etc. - Controlar el uso de energía en los edificios para optimizar su eficiencia y minimizar el consumo. - Utilizar la mayor proporción de energías "limpias" de fuentes renovables.

Como punto de partida, Arup se planteó cuál debían ser las formas y disposición de los edificios en el Centro Tecnológico Palmas Altas. Las diferentes opciones se analizaron entendiendo que los principios de diseño del centro se deben basar en "la búsqueda del modelo arquitectónico que optimice los tres principios básicos de la sostenibilidad: social, económico y medioambiental".

MODELOS COMPACTO Y "FINGERS"

Los expertos en diseño se decantaron por dos modelos: el modelo compacto y el "Fingers". A partir de ahí se desarrollaron estudios comparativos para ambas soluciones que permitieron analizar su comportamiento térmico, de aprovechamiento de la luz natural, de utilización de la ventilación natural y de inercia térmica.

Tras analizar estos aspectos, se eligió el modelo de bloques compactos unidos por patios internos como el más adecuado para el proyecto ya que: 1.- Minimiza la sombra entre edificios mediante un diseño inteligente de edificios compactos. 2.- Aumenta la sombra entre edificios mediante un planteamiento eficiente. 3.- Optimiza la iluminación natural sin aumentar las ganancias térmicas. 4.- Desarrolla los edificios con tipología de caja hermética protegida del sol ue desligan el medio interior de los cambios extremos de climatología exterior. 5.- Permite la formación de un microclima mediante patios unidos por elementos de agua, generando un espacio común en medio tradicional andaluz.

La protección solar del edificio se optimiza para minimizar las ganancias térmicas de los periodos de calor, a la vez que se favorece la penetración de luz natural en los días de menor intensidad de la luz. "En cualquier caso, el diseño de los edificios permite la penetración de luz natural a través del centro del edificio. En invierno, es directo y con un ángulo bajo; a lo largo de otras estaciones, será indirecto y con luz reflectada". De este modo, la penetración de la luz natural se incrementa notablemente.

OPTIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

Posteriormente, "se buscaron las estrategias activas que optimizaban la eficiencia energética en el diseño de los sistemas que son necesarios para la habitabilidad de los edificios y el bienestar de sus ocupantes". En este sentido, se analizaron los sistemas de climatización basándose en la tipología "compacta" ya escogida, y el resultado reveló el sistema de vigas frías como el más eficiente energéticamente.

También se realizó un estudio comparativo de los distintos sistemas de producción central de agua fría y caliente para climatización, cuyas conclusiones fueron que dado el bajo consumo anual de calefacción (6 kWeh/m2/año) no se recomendó la instalación de agua caliente para calefacción al no estar justificada desde el punto de vista económico y energético. En este sentido, "se optó por sustituirla por calefacción eléctrica directa".

Sin embargo, debido a la penalización en consumo de energía primaria que esto supone, y a la emisión de dióxido de carbono, se consideró recomendable estudiar maneras de reducir este consumo al máximo y formas alternativas de generar electricidad propia, como la trigeneración. También se consideró la mejora en los resultados de operación de un sistema de bombeo en producción mediante caudal variable y se analizó la necesidad de inclusión en sistemas de recuperación de calor del aire.

Por último, y teniendo en cuenta que el gasto energético relacionado con la iluminación de las oficinas es una parte importante del consumo global del edificio, se adoptaron las siguientes medidas para minimizar el consumo: – Sistema de iluminación mediante luminarias fluorescentes con ópticas de alto rendimiento con un nivel mantenido de al menos 500 lux, con una uniformidad media de 0,75. – Los equipos de encendido recomendables fueron los balastos electrónicos de alta frecuencia, con ahorros estimados cercanos al 30 por ciento sobre la alternativa tradicional. – El aprovechamiento de la luz permitiendo que los balastos electrónicos sean regulables en las áreas más cercanas a las ventanas, a partir de la lectura de los sensores de luz natural. – Un sistema de control de la iluminación mediante sensores de presencia en las áreas de estancia esporádica, como aseos.

USO DE FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLE Y ALTERNATIVA

"El uso de fuentes de energía renovable y alternativa reducirá el consumo de combustibles fósiles y las emisiones de CO2 asociadas, permitiendo generar localmente gran parte de la demanda de energía". El objetivo final, confirmaron fuentes de Arup, fue conseguir un balance energético lo más próximo posible a la autosuficiencia y emisiones netos de CO2 asociadas a la operación próximas a cero. Con estas premisas, el proyecto contempló las siguientes energías:

1.- Trigeneración o District Cooling: el sistema producirá energía eléctrica (por medio de un motor a gas natural) para la exportación a la red exterior o el autoconsumo de las oficinas de Abengoa.

2.- Energía solar fotovoltaica: Se realizó un estudio de viabilidad técnica y económica de la implantación de la energía fotovoltaica conectada a la red en este proyecto. También se consideró una estrategia de integración en los edificios y su contribución en la consecución de los objetivos medioambientales establecidos. Con estos parámetros, la solución escogida para el Centro Tecnológico Palmas Altas fue una combinación de paneles policristalinos (prácticamente opacos) y paneles amorfo cristalinos (traslúcidos), que han dado como resultado una potencia de 174 kWp y que además mejoran el sombreamiento de los edificios al estar ubicados sobre las pérgolas que protegen los edificios.

3.- Disco Stirling: Aunque los sistemas solares termoeléctricos basados en disco Stirling no han sobrepasado todavía el umbral de competitividad del mercado, son tecnologías probadas en numerosos prototipos y ya comercializados por varias empresas en Europa y en Estados Unidos. Tanto el disco Stirling como la pila de combustible disponen de un prometedor potencial de penetración en el mercado sobre todo a medio plazo, así como la posibilidad de integración en proyectos de edificación. Por ello, se incluyó dentro del proyecto un sistema basado en la producción eléctrica a partir de un disco Stirling de 10 kW y pilas de combusible. La energía producida de esta manera se utiliza para cubrir las necesidades del alumbrado exterior del centro.

4.- Hidrógeno y pila de combustible: Las pilas de combustible se basan en el mecanismo electroquímico por el cual la energía de una reacción química se transforma en electricidad. A diferencia de la pila eléctrica o de batería, una pila de combustible no se acaba ni necesita ser recargada; funciona mientras el combustible y el oxidante le sean suministrados desde fuera de la pila.

5.- Colectores solares: Este sistema produce agua caliente a partir de la energía solar.

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