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Construcción civil

Proyecto de construcción sustentable “Energías renovables no convencionales”

NOMBRE: Matías Montecinos, Pablo Fernández, Juan Ilnao, Alex Torres. CARRERA: Construcción civil. ASIGNATURA: sustentabilidad y energías no convencionales. PROFESOR: Christopher Groves Yáñez FECHA:03/12/2020

ÍNDICE

Contenido Intrtoduccion .............................................................................................................................. 2 Desarrollo ................................................................................................................................... 3 Conclusión................................................................................................................................ 24 Bibliografia ............................................................................................................................... 25

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INTRODUCCIÓN Un proyecto sustentable para una vivienda unifamiliar para los días de hoy podemos decir que es una muy buena inversión tanto para la economía personal y también, por otra parte, es considerada muy buena opción para el medio ambiente; un proyecto sustentable, para la tecnología que existe hoy en día, es bastante accesible gracias al avance de ésta, es por esto que en el siguiente informe abarcaremos los costos de instalación que aplicaría para nuestro proyecto sustentable, también, el proceso de instalación y de igual manera, los costos de mantenimientos que se deben considerar para estos proyectos.

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DESARROLLO Posición geográfica del proyecto:

El siguiente proyecto se encontrará ubicado en la calle Las

Golondrinas N° 50, Puerto Aysén, Comuna Aysén. Donde se realizará y habilitará un proyecto de obra nueva de una superficie proyectada de 71,75 m2.

Emplazamiento respecto a norte geografico:

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Energía solar térmica Instalación solar térmica: Elementos básicos para una instalación solar térmica: •

Captadores / paneles solares: Nos permiten atraer la radiación solar y calentar el fluido caloportador que circula por ellos.

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Circuito hidráulico: básicamente, se necesita un circuito por donde transportar el agua calentada en los captadores. La cual se utilizan tuberías de cobres.

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Intercambiador de calor: En una instalación solar térmica se debe ceder el agua, el calor transportado empleando un intercambiador de calor. Por ejemplo, en una instalación de calefacción cedemos el calor al ambiente mediante radiadores, mientras que en la instalación solar es mediante un intercambiador.

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Acumulación solar: Es un sistema de acumulación de agua caliente de consumo para que se pueda abastecer a medida que se va solicitando. básicamente son depósitos con capacidad y aislamiento suficiente para evitar las pérdidas de energía.

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Bombas circuito solar: Son para mover los caudales de fluidos necesarios y para vences las perdidas de carga de los circuitos.

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Energía auxiliar convencional: Se necesitará un sistema de apoyo que caliente el agua en periodos de baja radiación terminas o cuando tengan altas demandas de consumos.

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➢ Bosquejo básico de una instalación de energía solar térmica. A continuación, se muestra un bosquejo para poder entender todos los conceptos.

Básicamente se trata de dos circuitos cerrados con un intercambiador de calor. En el primer circuito (circuito primario de la imagen), el fluido caloportador pasa por los paneles solares. La cual la radiación del sol lo calienta y se dirige a un intercambiador de calor donde accede energía térmica al segundo circuito (circuito secundario). A continuación, se repite el ciclo. En el segundo circuito, el fluido caloportador, después de recibir el calor en el intercambiador se administra al acumulador. Posteriormente en el acumulador el fluido caloportador cede el calor al agua almacenada en su interior, la cual una vez frio vuelve a dirigirse al intercambiador de calor para repetir el ciclo. Mantenimiento de sistemas solares térmicos Para poder realizar una mantención, es recomendable que el usuario conozca una serie de conceptos sobre el sistema solar térmico, como, por ejemplo, llenar el circuito; arranque y parada; operar los termostatos de control, etc. El tiempo recomendado para realizar una mantención el técnico especialista es de 6 meses a 2 años, la cual el mantenimiento se puede dividir en 5 principales áreas: 1. Sistema de captación: Una inspección visual cada 6 meses en los siguientes elementos: captadores, cristales, juntas, colector, carcasas, conexiones.

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2. Sistema de acumulación: Revisar cada 12 meses el depósito, ánodo de sacrificio y aislación. 3. Sistema de intercambio: Cada 12 meses revisar intercambiador 4. Sistema eléctrico y de control: Revisar el funcionamiento cada 12 meses 5. Circuito hidráulico: Inspeccionar los fluidos, estanqueidad, aislamiento, purgadores, bomba, vasos expansión, válvulas de corte. El especialista también tiene como objetivo revisar varios aspectos del sistema, las cuales son: ✓ La presión y llenado de circuito ✓ Los componentes de acumulación ✓ Los elementos de seguridad ✓ Purgado del circuito ✓ Probar la presión del aire ✓ Calibrar el sistema de control ✓ Probar el funcionamiento de la bomba Mantenimiento que puede realizar el dueño del hogar ▪

Limpiar la superficie de los paneles solares

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Despejar elementos que proyecten sombras en los paneles solares

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Revisar las conexiones para verificar que no existan filtraciones en las uniones

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Revisar la presión del sistema, la cual debe realizarse en frio idealmente en la mañana, donde la presión no debe bajar de 1,5kg/cm2 (realizar cada un mes)

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Purgar el sistema, eliminando el aire.

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Energía eólica Aerogenerador Para la instalación de un aerogenerador es necesario tener los siguientes elementos: ➢ Aerogenerador: es el elemento principal del sistema, este aparato transforma energía cinética del viento en energía eléctrica en forma de corriente continua. ➢ Inversor: es el responsable de convertir toda la corriente continua en corriente alterna. ➢ Sistema de Cableado: este sistema permite la comunicación de corriente desde el inversor hasta la toma de corriente. ➢ Mástil: es el encargado de sostener y elevar a una altura correspondiente el aerogenerador. ➢ Batería: se utilizan para almacenar toda la energía no utilizada o sobrante. Instalación Aerogenerador. Después de colocar la torre del aerogenerador se instala una caja de conexiones para después conectarla a un inversor de corriente alterna a corriente directa por consiguiente se procede a instalar el regulador de cargas, de este regulador debe salir el cableado al interruptor termomagnético, del interruptor sale el cableado a las baterías uniendo los polos positivos y negativos, estas baterías debe ir conectadas a otro interruptor, de la salida del interruptor se debe conectar un cableado a un inversor y del inversor deben salir 3 cables, Fase, Neutro y tierra estos cables serán los encargados de conectarse a la instalación eléctrica de la vivienda.

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Protocolo de mantenimiento El mantenimiento de un aerogenerador domestico es bastante sencillo. ▪

Generalmente, basta con una revisión anual de las piezas del aparato, una revisión de los tornillos y un apriete de los mismos en caso (en caso de ser necesario).

Energía geotérmica Para su instalación los siguientes componentes son los necesario, para su desarrollo en una vivienda: Intercambiador enterrado: Son los elementos de cañería donde fluye el fluido que se absorbe en el calor de la tierra de donde se encuentra enterrado o así mismo fluye la refrigeración.

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Depósito de agua para calefacción: Se trata de un depósito donde se acumulada el agua que se calienta o enfriada por el calor proveniente del interior de la tierra, previo paso por la bomba de calor. ✓ Siempre recordar que para una instalación los componentes fundamentales para la instalación de la energía geotermia son: el intercambiador enterrado, un depósito para el agua de calefacción y la bomba de calor.

Bomba de calor: Una bomba es la encargada de dirigir y transferir el calor desde un foco frio hacia otro cálido, utilizando un pequeño excedente de energía externa. En el caso de la geotermia, cuando el sistema se encuentra en modo calefacción, el intercambiador enterrado supone el foco caliente y el agua a calentar para el circuito de calefacción supone el foco frío. La bomba de calor está formada por 5 componentes principales:

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1. Compresor El compresor es una máquina de succión. vapor refrigerante, son de evaporador y comprimirlo para causar La temperatura aumenta durante la compresión. El compresor también es responsable de mantenga el refrigerante del sistema para hacer vapor caliente. La señal del compresor se envía a un condensador.

2. Intercambiadores El intercambiador de calor es el elemento, donde el fluido refrigerante libera o absorbe calor y el entorno circundante. Primero en la bomba de calor intercambiador de calor de perforación de refrigerante y como segundo trabajo el intercambiador transmite esta energía a calefacción.

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3. Filtro deshidratador El filtro es el encargado de garantizar que el fluido refrigerante no presenta contaminantes. Son colocados en serie dentro del circuito, haciendo circular el fluido a través de ellos, atrapando las partículas sólidas y eliminando la humedad del refrigerante.

4. Válvulas de 4 vías La válvula de 4 vías ofrece la posibilidad de invertir el sentido de circulación del refrigerante, es decir, permite que el sistema funcione en modo frío o calor (verano/invierno).

5. Válvula de expansión Permite una expansión controlada del fluido refrigerante entre el condensador y el evaporador. Ajusta la presión del refrigerante para un total aprovechamiento del evaporador. Existen diferentes tipos en función del tipo de control.

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Instalación: La instalación de geotermia se basa en el siguiente proceso, primero procedemos a la fijación de la bomba de calor. Los lugares de colocación más frecuentes son garajes, trasteros o bodegas. Se trata de resguardar al equipo de las condiciones climáticas exteriores, sin transmitir el ruido de funcionamiento del equipo a las zonas habitables de la vivienda o comercio. Las dimensiones de estos equipos suelen ser reducidas, pero se debe tener en cuenta los espacios mínimos necesarios para la instalación del cableado, de las tuberías y el mantenimiento de este. Los fabricantes de los equipos detallan en sus manuales cuáles deben ser estos espacios mínimos.

El anclaje del equipo debe realizarse sobre una superficie firme y capaz de soportar el peso y las vibraciones de este. Resulta muy importante nivelar perfectamente el equipo, para ello los fabricantes montan apoyos regulables con los que es posible compensar los desniveles de la superficie.

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Instalación de los intercambiadores: El montaje e instalación de los intercambiadores de calor con el terreno conlleva la mayor parte de las horas de mano de obra para cualquier proyecto de instalación de energía geotérmica. La correcta selección e instalación de estos componentes influye significativamente en el rendimiento y la vida útil de la instalación. Generalmente la instalación de los intercambiadores se realiza de forma vertical, pero los intercambiadores horizontales pueden ser una buena solución donde las condiciones del terreno impiden la instalación en vertical.

Sondas horizontales En el caso de intercambiadores horizontales es posible realizar excavaciones en forma de zanja o en la totalidad del terreno, siendo esta última opción la más recomendable. En cualquiera de los dos casos, la profundidad mínima será de 1,5 metros.

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Instalación y montaje de los circuitos de agua de diferentes configuraciones Una vez que el calor extraído del interior de la tierra es transferido al agua a calentar en el interior de la vivienda, es necesario configurar una red de aprovechamiento de esta según las necesidades de la vivienda.

Con el fin de evitar la constante conexión y desconexión de la bomba cada vez que se demande agua caliente, se instala un depósito capaz de almacenar el agua a la temperatura programada. Cuando la instalación garantiza un caudal mínimo de circulación de agua estipulado para la bomba es posible evitar el montaje del acumulador. Existen diversas formas de transferir el calor almacenado en el depósito de agua al ambiente de la vivienda: el suelo radiante, los radiadores de baja temperatura, los fan-coils y los radiadores convencionales.

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Mantenimiento sistemas geotérmicas limpieza y purga del sistema Durante la instalación de conmutadores subterráneos y la red de conexión entre ellos, pueden entrar residuos. retire estas partículas para evitar afectará negativamente a los componentes del sistema, especialmente a la bomba. Para realizar la purga, el circuito debe llenarse previamente con una bomba y un tanque externo. El refrigerante se introduce al mismo tiempo que el agua en el circuito, manteniendo así recircular durante al menos 30 minutos para lograr la homogeneización del fluido. para garantizar un escape adecuado, la temperatura del refrigerante debe estar entre 15 y 17 grados Celsius. La necesidad de mantenimiento de las instalaciones de bomba de calor geotérmica es mínima, pero de vital importancia. No llevar a cabo las acciones de mantenimiento tanto preventivo como predictivo puede ocasionar daños en elementos con un alto coste de reposición como bombas o compresores Al hablar del circuito hidráulico y sus comentarios, debemos mencionar que, debido a la complejidad del circuito hidráulico, se recomienda que lo hagan profesionales. Al igual que los grandes equipos o equipos con una potencia superior a 70 kW, el mantenimiento de las bombas de calor también está regulado por RITE (Regulaciones Nacionales para Equipos Térmicos en Edificios). Por la misma razón, se deben cumplir una serie de obligaciones en el mantenimiento de este tipo de equipos, y estas obligaciones deben ser cumplidas por una empresa especializada en instalación y que realice las tareas de mantenimiento de acuerdo con las instrucciones del Manual de Uso y Mantenimiento. Otros mantenimientos: ✓ Cambiar filtro de aire una vez al mes ✓ Revisar las bandejas de condensación ✓ Revisar manualmente la unidad geotérmica

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Justificación de las instalaciones en la vivienda Las energías utilizadas en esta vivienda familiar son para un bien común y es una inversión a largo plazo, ya que el monto estimado para cada energía es bastante elevado, este monto podría solventar las boletas de gastos comunes por una gran cantidad de meses. En el caso del aerogenerador o “molino de viento” será utilizado con el fin de generar electricidad, ya sea enchufes para aparatos electrodomésticos e iluminación para la vivienda donde se implementará este aerogenerador. También se agregará un sistema solar térmico con el fin de lograr recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica para obtener agua caliente u otros tipos de fluidos a temperaturas adecuadas. Esta energía en nuestra vivienda la podemos usar para el calentamiento de sistemas de agua caliente sanitaria (ACS) o para sistemas de calefacción. Y por último una energía geotérmica que genera calor de las profundidades de la tierra, se implementará para calefaccionar la vivienda y reemplazando a lo tradicional. Los sistemas fotovoltaicos (PV) es una energía que a través de paneles capta electricidad la cual será utilizada en la vivienda para la iluminación en caso de emergencia, ya que las condiciones climáticas no están establecidas.

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Consumo promedio de una vivienda En una vivienda los consumos a nivel per cápita según investigado podemos encontrar lo siguiente datos, obtenido desde la página energía región del gobierno donde pudimos comparar los gastos de una vivienda entre la región de Magallanes y de Aysén donde está emplazada nuestra vivienda.

Podemos ver en esta imagen las diferencias de superficie y habitantes que presenta cada región, para comenzar a ser la comparación.

En los indicadores poder ver los gastos en la región a nivel anual de los que gasta un cliente anual, donde podemos observar que el gasto de gas es mayor de la región de Aysén que la de Magallanes, donde la geotermia podría ser una gran solución para bajar estos niveles de consumo y en lo eléctrico magallanes tiene un mayor consumo esto se puede deber a que en invierno tenemos menos horas de luz solar, por lo cual utilizamos más la energía eléctrica a diferencia de otras regiones.

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En esta tabla logramos observar la cantidad de cliente que se encuentran en la región, contratado los servicios de suministro eléctrico, donde magallanes presenta la mayor cantidad de clientes regulados a la fecha.

Podemos observar que el gasto es mayor en la región de Aysén en suministro teniendo en consideración que como pudimos observar los consumos son menor de electricidad, pero aun de esta manera presentan un mayor gasto económico en este suministro por lo cual la energía eólica es una solución, ya que el gasto puede ser menor a nivel de energía, pero económicamente tiene un gasto elevado este suministro por lo cual, al generar nuestra energía podemos reducir costos.

Acá podemos observar los valores de los precios de combustible como el gas natural, donde podemos ver una comparación a nivel nacional y de las regiones a considerar, podemos observar que en magallanes es mucho más bajo el valor por M3 que a nivel nacional.

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En esta tabla a modo de comparación podemos ver de los gastos a nivel eléctrico de consumo de energía entre la región de Aysén y magallanes, donde Punta Arenas y Coyhaique presentan el mayor gasto de energía eléctrica de las regiones.

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Donde podemos ver a modo ejemplo que una energía geotermia bien planificada podemos ahorrar un 70% de los gastos según lo investigado y la información que nos entrega los proveedores por cual a nivel de consumo promedio esto se puede ver reflejado en 115,82 kg/año. Que según las estadísticas se gasta por año una vivienda común lo cual un 70% seria 81 kg/ año. Lo cual solo utilizaríamos un 35 kg/ año de una empresa que entrega suministro lo cual muestra una bajada optima de los suministros lo cual se generamos grandes consumos y lograr descontar un 70% de ellos, vuelve viable esta solución como energía renovable la cual es la geotermia.

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Presupuesto estimativo de cada instalación más costo de operación y mantenimiento Cada ERNC necesita su mantención en un tiempo estimado, esto se debe al desgaste de las piezas o componentes de cada equipo, como sabemos algunas empresas instaladoras son las encargadas de las mantenciones correspondientes a cada equipo algunas de estas empresas tienen planes de mantenimiento, otras tienen meses de garantía en caso de algún fallo o mantención inesperada, como también existen las empresas dedicadas a las mantenciones de dichos equipos. •

Energía eólica En el siguiente cuadro se muestra los valores correspondientes para una instalación del sistema energía eólica con su mano de obra incluida (instalación).

El valor del mantenimiento es de 100.000 pesos aproximado, la cual se realiza cada 12 meses. En el caso que el aerogenerador posea fallas sus piezas tienen los siguientes valores.

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Energía geotérmica

Presupuesto ✓ El valor de la bomba seria de 2.725.100 iva incluido ya que nuestra vivienda unifamiliar tiene 71,75m2 ✓ La instalación tendría un costo de 2.180.080 iva incluido, ya que la instalación vale 80% del valor de la bomba + el iva El total del presupuesto seria de: $ 4.905.180 El valor anual del mantenimiento de 2,5% del presupuesto lo cual sería de $122.630 •

Energía solar térmica:

✓ El presupuesto de materiales, herramientas y mano de obra (instalación) de los paneles solares es de: $361.783 ✓ Valor de tanque prellenado $35.300 ✓ El Valor de mantenimiento cada 10 meses es de: $54.267.

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Conclusión Las energías renovables hoy en día son muy accesibles, ya que, cada vez va aumentando su uso a nivel global, para nosotros como futuros constructores, al realizar el estudio de los costos ya sea de instalación y mantenimientos que éstos implican podemos decir que son energías sencillas de emplear para proyectos sustentables.

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Bibliografía •

https://twenergy.com/energia/energia-eolica/aerogeneradores-domesticos-1807/

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http://natclima.cl/bombas-de-calor/

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http://www.chile.generadordeprecios.info/obra_nueva/Instalaciones/Electricas/Sol ar_fotovoltaica/IEF010_Modulo_fotovoltaico_para_integracio.html

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https://acesol.cl/noticias/item/768-c%C3%B3mo-mantener-un-sistema-solar.html

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https://solar-energia.net/energia-solar-termica

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http://teslaustral.cl/molinos-aerogeneradores

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https://energia.gob.cl/sites/default/files/documentos/informe_final_caracterizacion_ residencial_2018.pdf

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http://teslaustral.cl/descargas

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