Luz Como Material Intangible.2

La dualidad de la luz en arquitectura.

Del diseño espacial al acondicionamiento climático.

Alejandro Ferreiro Mundiña

Thesis Report

PFC. University College Dublin.Cesuga


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ÍNDICE.

I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………........3

II. LUZ COMO MATERIAL……………………………………………………………......…….6

III. LUZ COMO SENTIMIENTO……………………………………………………………................9

IV. LUZ COMO ELEMENTO BIOCLIMÁTICO……………………………………………..15

4.1. Métodos y elementos de captación lumínica

4.1.1 Sistemas pasivos de captación

4.1.2 Sistemas activos de captación

-Energía solar térmica.

-Energía solar fotovoltaica.

V. CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………43

VI. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………45

VII. ANEXOS.................................................................................................46


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I. INTRODUCCIÓN.

La luz ha sido una de las mayores preocupaciones para arquitectos, pintores y

escultores a lo largo de la historia, quienes han puesto especial énfasis en captarla en

sus obras, bien sea usándola como creadora de múltiples y diversos espacios en

arquitectura, como captadora de instantes y momentos en pintura o como creadora

de movimientos a través de sombras y pliegues en escultura. Aunque de estas tres

formas de entender la luz, la arquitectura podría abarcarlas a todas, ya que la emoción

que despierta un espacio bañado con luz, conjuga todas estas características:

diversidad, momentos e instantes, movimiento, sentimiento...

Por otro lado, si pensamos hoy en día en la palabra luz, y tenemos en cuenta su

polisemia, podemos hablar de razón, religión, cultura, vida, ecología, espíritu… a parte

de ser un agente físico que hace visibles los objetos. Teniendo en cuenta todas estas

opciones, nace la idea de este proyecto para un ``lugar de retirada y meditación ´´ , y

de esta tesina de investigación sobre la luz, desarrollándolos en el área de

sostenibilidad.

Estudiando la luz sumada a la meditación y como consecuencia su resultado de un

proyecto sostenible :

- Luz: agente físico que hace visibles los objetos.

- Meditación: aplicar con profunda atención el pensamiento a la

consideración de algo o discurrir sobre los medios de conocerlo o seguirlo.

- Cultura: conjunto de modos de vida y costumbres, conocimientos y grado

de desarrollo artístico, científico, industrial, en una época o grupo social.

- Sostenible: Dicho de un proceso: que puede mantenerse por si mismo.


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La luz es conocimiento, pensamiento y color; Conocimiento, pensamiento y color es

cultura; Cultura es vida, sentimiento y variedad; Vida, sentimiento y variedad es ``

biodiversidad ´´, y la `` biodiversidad ´´ es sostenibilidad. Por lo tanto, sea de forma

poética o de forma ecológica, nos encontramos con que la luz es un elemento

sostenible, es un proceso que se mantiene por si mismo sin ayuda externa.

El proyecto podría concebirse como un `` monasterio ´´ del siglo XXI. Lejos de ser un

convento, o una casa de religiosos, este edificio sería un lugar de retirada, un lugar

donde el individuo pueda encontrarse consigo mismo en un momento difícil, un lugar

para la meditación.

Para conseguir esto es necesario dotar al proyecto de una `` atmósfera ´´ que sea

propicia para que el individuo se encuentre consigo mismo, un ambiente relajado,

distendido, un ambiente de convivencia en un edificio acogedor, atractivo y

confortable, no abrumar, sino llegar al nivel doméstico para el usuario.

Para crear esta ``atmósfera ´´ apostaré por la luz; La luz como material intangible y

como generadora de espacios, de momentos y de energía. Por otro lado es importante

tener en cuenta el emplazamiento elegido, la cumbre del Monte da Guía, un lugar con

un gran potencial, poseedor de unas vistas privilegiadas sobre la ría de Vigo, la propia

ciudad, y el horizonte.

LUZ COMO MATERIAL.

Pequeña introducción acerca de lo que ha significado la luz a lo largo del tiempo y en

relación con su evolución.

LUZ COMO SENTIMIENTO.

En este siguiente paso se ha elegido para realizar un estudio de luz, la iglesia se Santa

cruz de Oleiros, de Miguel Fisac. A través de una maqueta a escala 1/50 se analiza la

iluminación natural de la iglesia a diferentes horas del día. Por ser este edificio un


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templo cristiano, la luz irá directamente ligada con el acto de la liturgia católica,

haciendo funcionar el templo como una gran caja de luz, la cuál se va activando parte

por parte dependiendo de la hora del día, desde el amanecer hasta el ocaso. Se intenta

también realizar otro estudio de la misma, pero teniendo en cuenta el valor más

expresivo de la luz, el que hace que el individuo se sienta cómodo para realizar, sus

plegarias, hablar con Dios, o meditar sobre su vida o sus problemas, y no tanto el

funcional en relación con la liturgia.

LUZ COMO ELEMENTO BIOCLIMÁTICO.

Es este apartado el más técnico, donde se estudian las propiedades de la luz como

elemento bioclimático, desde la posibilidad de calefactar un espacio a través de la luz y

con una elección óptima de materiales, hasta la reducción del consumo eléctrico a

través de tubos conductores de luz. Se analizarán las ventajas y desventajas de estos

elementos y cuál es la mejor opción para cada caso dentro del proyecto.


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II. LUZ COMO MATERIAL.

Desde el siglo XIII existe un interés por las funciones de la luz. En esa época, en pleno

movimiento gótico, los arquitectos de las catedrales tenían la voluntad de alzarse hacia

la luz divina. Para ello concebían edificios cada vez más altos, pero incluyeron además

un adorno destinado a aportar una “luz divina” a las catedrales: el rosetón. El resultado

es el paso de una luz colorada tamizada, que sume la catedral en una atmósfera

sacralizada.

El arquitecto Tadao Ando también utiliza el alto valor simbólico de la luz en su

arquitectura. En la Iglesia de la Luz, construida en 1987 en Japón, el arquitecto ha

recortado en el cemento una cruz. La luz penetra en el edificio a través de este hueco,

es un símbolo de la luz divina... Tadao

Ando consigue así iluminar el edificio a la vez que crea un ambiente que rodea a los

feligreses. Pero esta misma luz también sirve para poner en relieve el material

utilizado, el cemento bruto. Los rayos de sol se deslizan sobre las paredes, revelando la

aspereza y las tonalidades del material.

Además de usar la luz como Símbolo, los arquitectos también la utilizan para resaltar

aspectos de la construcción y resaltar espacios. El artista James Turrell es famoso por

usar “la luz como material”. El artista compró en 1979 un cráter de volcán en Arizona.

Desde entonces realiza instalaciones en él, que le permiten estudiar la luz, moldearla y

escenificarla. En una de las habitaciones ha situado una escalera dorada en el centro,

iluminada por una luz cenital.

Esta instalación permite darse cuenta de que la luz puede teatralizar un espacio, llevar

la mirada a un punto preciso de la arquitectura, además de sublimar un material.

Pero si la luz modula espacios, el arquitecto intenta modular la luz, concibiendo su

obra en consecuencia. Por ejemplo, el arquitecto Jean Nouvel estableció un sistema


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para modular la luz en la fachada del Instituto del Mundo árabe, de 1987. Colocó unos

diafragmas que se abren y cierran según la intensidad de luz deseada. De esta manera,

esta fachada, pensada en función de la luz, se convierte en el punto fuerte y en la

identidad del edificio.


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Roden Crater, James Turrell Iglesia de la luz. Tadao Ando.

Rosetón de Notre Dame. Instituto del Mundo Arabe. Jean Nouvel.


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III. LUZ COMO SENTIMIENTO.

Para intentar comprender de cerca la importancia de la luz en un espacio

arquitectónico, he elegido por motivos geográficos un ejemplo que explota al

máximo este elemento que es la luz. La iglesia de Santa Cruz de Miguel Fisac, a

pesar de ser una iglesia, y por lo tanto responder el uso de la luz a la liturgia, puede

ser un buen ejemplo del uso de esta, para crear una atmósfera de intimidad válida

para un espacio de meditación.

Para su análisis, a parte de realizar diferentes visitas a lo largo del año, se ha

realizado una maqueta a escala 1/50.

La obra elegida para el análisis por lo tanto, no es un edificio cualquiera. Es una

iglesia, un templo. El propio edificio constituye un símbolo en sí mismo. Para los

fieles, la iglesia tiene que tener unas características especiales que hagan presente

a Dios. Miren a donde miren, tienen que sentirse recogidos por Él. Este ámbito

sagrado requiere unas formas, unos matices de luz, y una expresividad que lo haga

posible.

Esto puede ser llevado como un símil, al estudio de un espacio de meditación, que

aunque no tenga nada que ver con Dios, ni con lo sagrado, el individuo que lo

emplee, tendrá que sentirse cómodo y acogido en una atmósfera de características

especiales.

Sobre como ha de ser diseñado un espacio sagrado cristiano existen numerosos

textos y documentos que explican como interpretar la liturgia en función de los

espacios arquitectónicos y la luz... En cambio sobre espacios de meditación no hay

una referencia exacta sobre como realizarlos con éxito. En muchas ocasiones,

ambos espacios, sagrado y de meditación encontrarán puntos en común, puesto

que los primeros a pesar de responder a una religión en concreto, a un dogma, y a


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una divinidad, no dejan de ser en su esencia lugares para la meditación, la oración

y el cobijo; Pero, entre ellos existirá una notable diferencia, y es que en el caso del

templo, ha de ser en su esencia un trozo de aire sagrado y en el caso de un lugar

para la meditación nos encontraremos con un trozo de aire humanizado, dónde el

usuario va a encontrarse consigo mismo.

En cuanto a la conformación de un espacio de meditación, hay miles de

posibilidades, pero siempre se tendrán en cuenta aspectos y características de

templos ya construidos a lo largo de la historia y que son ejemplos de bien hacer.

Somos libres a la hora de diseñar este espacio, pero encontraremos las similitudes

de las que hablamos, como por ejemplo:

La entrada a cualquier espacio sagrado o de meditación nunca es directa. Siempre

existe una circulación o un `` ambiente ´´ previo conocido como `` ritual ´´ que nos

va poniendo en situación, orientándonos en el cambio de una atmósfera a otra de

forma paulatina. En esta transición es de vital importancia la luz, las formas, y la

expresividad, ya que la diferencia de iluminación, el juego con las geometrías que

provocan una circulación y la expresividad que al mismo tiempo estas transmitan,

serán los elementos que nos indicarán que nos acercamos a un espacio diferente.

Fisac en este caso crea una circulación de entrada a su iglesia de forma

semicircular, de baja altura, y donde la luz, escasa, entra a través de unas

aberturas verticales en la pared. Este es el espacio previo al espacio sagrado, que

en contraposición, será amplio, elevado, y con una iluminación en degradación

cromática del azul intenso, al blanco luminoso que focaliza al altar.


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Un espacio de meditación al no estar limitado por las normas litúrgicas, contempla

tantas posibilidades como queramos. Este `` ritual ´´ buscado puede estar dividido

en tantas secciones como queramos, haciendo participes también de la meditación

a estas antesalas.

En el caso de Santa Cruz de Oleiros, es importante como Fisac saca partido al

cromatismo de la luz, provocando que en la entrada del espacio sagrado exista una

luz en tonalidad azul oscura, y a medida que se desarrolla este espacio, esta luz va

cambiando, tomando tonalidades mas claras de ese azul, hasta convertirse en luz

blanca en el altar.

Esto es otra forma simbólica que intenta decir al creyente, que si camina hacia

Dios, siempre encontrará la luz y dejará de vivir en la sombra. No es importante

este símbolo, si no, la manera en la que el arquitecto nos guía hacia dónde el

quiere solo cambiando el color y la intensidad de luz, creando un recorrido y unas

sensaciones solo a partir de ella.

Como ya se ha dicho, las iglesias son cajas de luz, orientadas para que la luz natural

sea protagonista en diferentes horas del día, con diferentes tonalidades

cromáticas, en diferentes actos de la liturgia católica. Por ejemplo, los huecos que

proyectan la luz azul mencionada antes, están orientados al norte, con la intención

de conseguir una intensidad lumínica regular a lo largo del día. En cambio, el altar,


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también siempre iluminado desde el norte con la luz azul, también tiene tres

aberturas, una blanca y cenital, y dos orientadas, una al este y otra al oeste, a

través de las cuáles penetra una intensa luz amarilla. En la capilla del Santísimo

Sacramento, penetra una luz intensa y roja, en un espacio mucho mas bajo, no

mucho más de dos metros, con la intención de crear un espacio más intimo todavía

para plegarias y rezos más personales.

Con estos matices, Fisac va creando y definiendo diferentes ámbitos dentro de un

mismo espacio abierto con caracteres diferentes y para usos diferentes.

Esto es un buen ejemplo para un espacio de meditación, ya que podemos crear

diferentes estancias del mismo modo, o transportar si nos interesara, el espacio

exterior circundante a un espacio cerrado a través de diferentes huecos por donde

penetra la luz de diferentes colores.

También el simple echo de jugar con una luz monocroma pero con diferentes

intensidades nos dará sensación de distintos espacios. De más a menos, del

espacio exterior donde la luz lo baña todo, al espacio íntimo donde la tenue luz nos

indica y nos da pie para realizar la meditación.

En cuanto al espacio que encierra esta iglesia, se trata de un espacio semicircular,

que permite la visión del altar desde cualquier punto. Enmarcado por muros

curvos, que nos dan una sensación de no existencia de límites. Por lo tanto es un

espacio que nos recoge y nos da sensación de unidad.


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Maqueta e: 1/50.


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maqueta iluminada e:1/50


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IV. LUZ COMO ELEMENTO BIOCLIMÁTICO.

Este apartado se centra en la luz como energía, y ya no como sentimiento o símbolo, y

de como podemos aprovechar este bien de forma correcta, conociendo los métodos y

procesos de captación.

La luz solar es una energía renovable, gratuita e inagotable y que está repartida por

todo el globo en diferentes intensidades. Atendiendo a al punto terrestre donde nos

encontremos y según nuestra posición con respecto al sol, podremos aprovechar más

esta fuente energética si nos encontramos en los países menos desarrollados y

cercanos a los trópicos, donde el sol incide más intensamente, que en los países más

desarrollados en los hemisferios norte y sur. Para que nos hagamos una idea, la

constante solar que recae sobre cualquier punto del planeta es de 1.000 W/m².

El uso de esta energía no es contaminante en absoluto. Podemos usarla de forma

pasiva, en forma de energía solar térmica y en forma de energía solar fotovoltaica. Las

dos primeras usan la energía térmica directamente del sol y son baratas, en cambio la

energía solar fotovoltaica aprovecha la energía solar transformándola en energía

eléctrica, por lo que el proceso es más complicado, por precisar de tecnologías mas

específicas por el momento muy caras, ya que necesita de materiales altamente

energéticos de coste de extracción y fabricación elevados.

Por otro lado la energía solar tiene otros inconvenientes, su uso es limitada y su

producción local, en cantidades pequeñas y de almacenaje complejo. No podemos

disponer de ella cuando nos plazca, si no, que esta atada a las variaciones atmosféricas

y climáticas, por lo tanto no es siempre constante. Una ventaja derivada de su

producción local, es el gasto nulo en trasporte, redes eléctricas y el no gasto en

estaciones de transformación.


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En esta tesis de investigación dentro del área de sostenibilidad, se intentará sacar más

partido a la energía solar térmica pasiva, por ser la más barata, de más fácil acceso y

más ecológica.

Para un aprovechamiento óptimo de la energía solar, hay que tener en cuenta una

serie de factores como son:

- Los colores.

Dependiendo del color, el fenómeno de absorción de la radiación solar variará.

Los colores muy oscuros con el negro a la cabeza, absorben más radiación que

los colores claros, con el blanco como el color que menos absorción energética

tiene, reflejando casi la totalidad del espectro solar. Este factor será

determinante, y a tener en cuenta a la hora de proyectar un muro captador, o

como ejemplo mas sencillo, los propios paneles solares fotovoltaicos son

oscuros, para garantizar un mayor aprovechamiento.

- La situación.

Gran parte de la radiación solar es absorbida por la capa de ozono ( radiación

ultravioleta), y se producen los fenómenos de difusión, absorción y reflexión.

En el trayecto final del viaje de la luz, llega a la superficie terrestre como 1.000

W/ m². Según la latitud donde nos encontremos, la orografía y las

características especiales de cada lugar, se verán modificadas las horas de sol

efectivas sobre cada punto de la tierra. España posee una latitud comprendida

entre 43° 30´ a 35° 10´ N, las horas de sol anuales efectivas se encuentran entre

1.700 y 3.000, siendo la ultima cifra la mas habitual en casi toda la superficie.

Un holandés recibe muchas menos horas de sol efectivas que un español, y un

camerunés muchas más, todos de forma gratuita. Las zonas cercanas a los

trópicos, las cuales reciben una radiación solar de forma más vertical, se

calientan mucho más que aquellas que la reciben de forma más oblicua. En

estas zonas tropicales, habrá que usar esta energía de forma que se proteja el


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sobrecalentamiento, así como en las zonas más frías la usaremos para

conseguir calor de forma gratuita y limpia. Emplearemos siempre una

estrategia diferente en relación al lugar que habitemos, mejorando o

suavizando las condiciones climáticas mas extremas.

- La adaptación al medio.

En la arquitectura tradicional la distribución, la forma, los materiales de

construcción y la agrupación estaban sometidos al clima del lugar en donde

estaban. Esto es importante, ya que para la arquitectura bioclimática que se

investiga en esta tesis, es de gran valor esta arquitectura popular como

ejemplo de aprovechamiento de la energía local, de las características del sitio,

materiales...

La forma de los edificios (coeficiente de forma), la posición que ocupan con

respecto al terreno, de esto hablaremos más adelante... nos muestran un uso

muy inteligente del medio, ya que se consiguieron niveles de comodidad

energética muy altos y con una cantidad menos de recursos energéticos de los

que hoy disponemos.

En esta adaptación al medio también entra la tipología arquitectónica. En el

apartado anterior se pone como ejemplo Holanda y Camerún, pues bien, la

solución arquitectónica tomada en estos lugares no será la misma, ya no por

aspectos culturales, si no, por las características climáticas de cada lugar. Por

ejemplo, en un clima tropical ( cálido y húmedo) la arquitectura nos protegerá

de los rayos solares, y estará concebida para provocar una ventilación interior

constante. En un clima continental y extremado captaremos los rayos del sol en

invierno y nos protegeremos de ellos en verano. Y en un clima estepario (seco

y frío) daremos prioridad a la captación solar directa.


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- La orientación.

Cada orientación (Norte, sur, este y oeste) tiene unas características diferentes

consecuencia de la posición del sol, por lo tanto la arquitectura debe dar

respuesta térmica a estas características. Debemos ser cuidadosos a la hora de

orientar cualquier elemento en un edificio. Por ejemplo, una cubierta ( plano

horizontal) recibirá a lo largo de todo el día la radiación del sol; en cambio una

fachada ( plano vertical ) tendrá una incidencia solar diferente dependiendo de

su orientación, y por lo tanto unas características diferentes, que se pueden

volver en nuestra contra si nos equivocamos en la elección de materiales, no la

mantenemos protegida con vegetación... ( fachada con gran superficie de vidrio

orientada al sur)

Las orientaciones mas usadas son: sur para las zonas vivideras de un edificio, o

para las zonas de uso cotidiano doméstico. Norte cuando se necesita

iluminación pero no radiación solar directa, sino difusa; también podremos

usarla para provocar una ventilación cruzada dentro de un edificio, nos

proporcionara aire fresco que se llevará el aire cargado y caliente del interior.

La orientaciones este y oeste están dirigidas a usos matutinos o nocturnos, un

dormitorio puede estar orientado al oeste si nos interesa que tenga una

temperatura más agradable durante las primeras horas de la noche, y

orientación este, si nos interesa calefactar a primera hora de la mañana

coincidiendo con usos matutinos. También se recomienda la orientación este

para usos escolares.

- El factor de forma.

Podríamos decir que el coeficiente de forma de un edificio, es su superficie

envolvente dividida por el volumen que contiene. Cuanto menor sea el

coeficiente de forma, mas compacto será el edificio y menos pérdidas

caloríficas tendrá. El cuerpo que experimenta menos perdidas y cuyo factor de


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forma es menor, es la semiesfera, como buen ejemplo el iglú tradicional, dónde

se espera que las perdidas caloríficas sean mínimas.

- La posición que ocupa el edificio con respecto al terreno.

Según la posición que adopte nuestro edificio podremos aprovechar diferentes

características para una mejor climatización. En climas muy húmedos,

deberemos separar nuestro edificio del suelo, y provocar una corriente de aire

debajo, esto nos evitará humedades. En cambio en climas secos y de

temperaturas cálidas extremas, el soterramiento mejorará las condiciones de

aislamiento del calor. Si llegamos a proyectar un edificio totalmente enterrado,

aprovechando la inercia térmica del terreno, la temperatura constante de unos

16 grados centígrados y humedad ambiental, podríamos prescindir totalmente

de climatización forzada.

Los aspectos anteriores reúnen varios de los criterios a tener en cuenta en el estudio

de un edifico bioclimático, y nos ponen un poco en situación de las mejoras que puede

suponer este tipo de arquitectura si aplicamos estos criterios. De todo esto sacamos en

conclusión que siempre hay que prestar especial atención a la acción del sol y de otros

agentes como pueden ser los vientos, la tierra, o el agua en la arquitectura, puesto que

puede ser muy beneficiosa si se aprovechan bien.

Esta tesis de investigación se centra en la acción del sol y en la luz natural como

alternativa energética. Todos los métodos de captación son importantes, ya sean

pasivos o activos.

Hablamos de pasivos cuando la captación se produce directamente a través de los

propios elementos del edificio, sin falta de mecanismos o técnicas específicas. Todos

los elementos arquitectónicos además de cumplir su función, contribuyen al

acondicionamiento del ambiente interior del edificio. Son muchos los elementos

captadores pasivos, así como matización de espacios del interior al exterior, galerías


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acristaladas, patios, vegetación, muros captadores y el uso de la inercia térmica de

algunos materiales...

En cambio, cuando hablamos de activos, hablamos de una tecnología especial y

compleja. Son elementos o mecanismos que traducen la energía solar en calor

(sistemas foto térmicos), o en electricidad (sistemas fotovoltaicos) para su uso

directamente en el edificio.

De la combinación de todos estos métodos de captación, nace la propuesta

bioclimática solar. De echo, los sistemas activos complementan y potencian a los

pasivos, pero sin substituirse unos a otros, es decir, los `` métodos tecnológicos ´´ no

deben suplir las faltas de un diseño poco eficiente y en no consonancia con su medio

circundante.

Con todo esto, sabemos que la luz natural es de vital importancia para la arquitectura,

ya no solo como generadora de energía, sino, como se ha dicho anteriormente como

definidora del espacio, la materia prima de la arquitectura. También es un elemento

importante para la salubridad, la calidad ambiental, bienestar, para la perfecta

percepción de los colores...

Con el paso del tiempo el uso de la luz natural se ha ido perdiendo, mas por el miedo

de no poder controlarla, ya que como se ha dicho antes la luz solar es impredecible y

de difícil control, que por la necesidad de iluminación artificial.

Poco a poco, la luz artificial se ha ido convirtiendo en el sustituto de la natural, bien

por el control que ofrece de su intensidad, distribución precisa en cada momento, la

disponibilidad inmediata... pero al contrario de lo que muchos creen, hay muchos

sistemas para conseguir dominar esta luz dentro de los espacios, en función de la

necesidad de luz directa o indirecta. El esfuerzo que supone hacerlo compensa por los

beneficios que trae consigo, que además de los ya dichos, hablaríamos también de

ahorro en kilovatios, y por lo tanto emisiones de CO₂.


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Por otro lado la luz natural tiene otros inconvenientes, que han de ser tratados para

evitar un mal uso; a parte del principal inconveniente de la no disponibilidad inmediata

y la no constancia de la presencia del sol, tendremos en cuenta otros, como son:

sombras de otros edificios, vegetación, nubosidad y otras variedades climáticas que

merman la intensidad de la luz y también tendremos en cuenta que el ciclo vital

necesita oscuridad...

El control también es necesario, puesto que la luz, también puede llegar a molestar por

ser demasiado intensa y por producir efectos de reflexión. La radiación en exceso

puede producir molestias a las personas, daños a los objetos y provocar la

decoloración de los colores e incluso elevar la temperatura y producir reacciones

químicas no deseadas, como degradación de productos químicos.

Para potenciar esta iluminación natural existen varios sencillos métodos, como son las

bandejas reflectoras para aberturas en las cubiertas. Colocadas de forma horizontal a

una altura determinada, dirigiendo la radiación directa al techo, de forma que la luz

que se refleja nos proporciona una iluminación mas general y difusa, evitando los

deslumbramientos. Estas bandejas pueden ser móviles, de colores, o vidrios

específicamente tratados, proporcionándonos diferentes posibilidades de iluminación

en un mismo espacio.

Para iluminación de espacios cerrados interiores pueden usarse conductos de luz. Hoy

en día existen varios tipos en el mercado. El más común se compone de un tubo que

recorre el edificio en línea recta vertical desde la cubierta hasta la estancia interior. En

el interior de ese tubo se colocará una serie de espejos o una superficie reflectante

que conduzca la luz a través.

También existe la posibilidad de controlar esta luz sin recurrir a elementos

prefabricados, si no diseñando con el proyecto elementos como puede ser mobiliario,

o piezas especiales ejecutadas en obra que a parte de desempeñar un uso propio

funcionen de elemento difusor de la luz. Por ejemplo un lucernario en forma de caja,


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según su superficie en relación con la altura de la caja, puede convertirse en una gran

lámpara natural.

En cuanto al cambio estacional, el sol cambiará de posición con respecto a un punto

fijo, por lo tanto en ocasiones provocaremos la captación para ayudar a la

climatización interior, y en otras ocasiones nos defenderemos del exceso de radiación

para evitar lo antes descrito, o el sobrecalentamiento de un espacio.

2.1 Métodos y elementos de captación lumínica.

En este apartado se desarrolla en profundidad lo mencionado antes. Se tratarán

algunos de los métodos de captación de interés para el proyecto de este lugar de

retirada en el Monte da Guía, diferenciando entre sistemas activos y pasivos.

2.1.1 Sistemas pasivos de captación lumínica.

Como se ha dicho antes los sistemas de captación pasivos son aquellos que no precisan

mecanismo alguno para la captación de energía calorífica, esta se realiza a través de

los propios elementos arquitectónicos.

Antes de nada debemos tener en cuenta una serie de factores para que la aplicación

de estos sistemas de captación sean del todo efectivos. Atenderemos a cuestiones de

aislamiento térmico. Procuraremos que nuestro edificio cumpla las exigencias del

código técnico de aislamiento para cada comunidad autónoma. También será nuestro

deber como arquitectos optimizar al máximo nuestro diseño constructivo con el fin de

evitar puentes térmicos interior-exterior, y garantizando una buena cobertura de este

aislante. Al mismo tiempo seguiremos las condiciones exigidas en cuanto a


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cerramientos, usando mecanismos que garanticen el aislamiento térmico, doble vidrio

con cámara de aire...

Otro aspecto a tener en cuenta será el uso de cerramientos con inercia térmica, como

muros de hormigón, de dos hojas de ladrillo... también los suelos o la estructura

pueden ser proveedores de inercia térmica al edificio. Esta absorberá y almacenará el

calor mientras lo recibe, y lo cederá tras un periodo de tiempo calculable según el

espesor del muro, y las características de conductividad, densidad y calor específico del

material.

1. La forma más elemental de captación de energía solar es el hueco simple.

Según la forma que adopte, la orientación, el tipo de vidrio, la superficie, permitirán

una mayor o menor entrada de de los rayos solares.

La radiación entra a través de los huecos al interior. Si hay vidrio se producirá un

efecto invernadero, del que hablaremos más adelante, pero también la incidencia

directa de esta radiación sobre elementos como pueden ser muros y forjados de alta

inercia térmica, de la que también se hablará mas adelante, será absorbida para ser

liberada posteriormente al interior durante la noche reduciendo mucho la necesidad

de calefacción y gasto energético.

La forma, en relación a la posición del sol en diferentes épocas del año y la orientación,

es otro factor de vital importancia; por ejemplo el tamaño del vidrio:

- Un hueco horizontal alargado y estrecho, orientado al sur, nos permitirá

la iluminación, pero dificultará la entrada de la radiación solar en el

verano en un posición geográfica de misma latitud que la española.

- Un hueco de la misma superficie que el anterior, orientado al sur, pero

vertical, de poca anchura y tan alto como el espacio interior, permitirá la

iluminación y el paso de la radiación solar todo el año.


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Encontramos que en la diferencia de ambas posiciones y geometrías para una misma

superficie, podría significar una fuente de recalentamiento muy importante.

El tipo de vidrio es otro factor a tener en cuenta a la hora de proyectar un hueco. Es

necesario saber que tipo de vidrio nos ofrece cada fabricante, ya que de la luz total

que incide en una superficie de vidrio de una ventana, parte se absorbe, parte se

refleja y parte transmitida al espacio interior. De la parte absorbida, parte es expulsada

al exterior, otra parte al interior y la última, recalienta el propio vidrio. El factor solar

indica la proporción entre energía solar transmitida hacia el interior y la radiación solar

que ha incidido en la superficie del vidrio.

Es importante conocer los factores de transmisión, reflexión y absorción, porque estos

nos definirán otras características fotométricas del vidrio, que dependen del espesor,

el color y la composición del vidrio. Por esto supone de vital importancia conocer el

dato del factor solar (S), a parte del coeficiente de transmisión térmica (k) y la

capacidad de absorción acústica del vidrio que estemos utilizando. Muchas veces

dependiendo del proceso de fabricación del vidrio, si se trata de un vidrio con una

capacidad de absorción acústica muy alta, el proceso de fabricación para lograr esta

característica podrá menguar el valor del factor solar. Con todo esto es importante

conocer el tipo de vidrio usado para cada orientación, y cada caso. No usar el mismo

tipo de vidrio para todas las situaciones de una edificación podría suponer un ahorro

energético a la larga.

Para cualquier tipo de hueco, vidrio o cerramiento acristalado, es necesario conocer el

efecto invernadero. La luz, que entra a través del acristalamiento que cierra un

espacio, calentará el aire, las paredes, suelos y muebles que se encuentren en el; Estos

absorberán la radiación solar, se calentarán y al mismo tiempo emitirán radiación, una

radiación superior a la que el vidrio es capaz de absorber, por lo tanto este es

impermeable a ella. Con este proceso se produce un elevado calentamiento del

espacio interior. Esto es lo que se conoce como efecto invernadero.


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Este efecto, bien usado y controlado, puede suponer una fuente de calefacción

gratuita y sencilla para el ciclo nocturno en los meses de invierno, suponiendo un gran

ahorro energético. Debemos tener cuidado con este efecto en los meses de verano,

puesto que puede provocar un recalentamiento del interior indeseado. Conviene

protegerlo siempre con elementos externos que protejan de la radiación, como aleros,

parasoles, o vegetación de hoja caduca que impida el paso del sol en verano.

Esto no es algo nuevo, sino que es un método para calefactar muy usado en la

arquitectura tradicional, en forma de galerías, miradores, o invernaderos adosados al

edificio.

Es además este efecto básico para muchos sistemas de captación pasiva y también

activa que iremos viendo más adelante.

Los aleros, porches, vegetación, toldos, lamas...mencionados antes son otro elemento

que ha de ir incluido, en las orientaciones que lo precisen (casi todas menos las

nortes), en cualquier tipo de hueco, acristalamiento, galería, etc.

Estos nos protegerán de la radiación solar directa, pero no nos privaran de la radiación

difusa, que es la que nos proporciona iluminación.

2. Las galerías acristaladas con orientaciones sur son un método captador de

calor en los meses de invierno. Deriva del hueco simple, como muchos de los sistemas

pasivos. Las galerías además son útiles para favorecer la radiación directa y la difusa. El

vidrio protector de la galería provocará el efecto invernadero que caldeará el interior,

y cuyo efecto podemos aumentar o disminuir modificando el factor solar en el proceso

de fabricación. Por otro lado, la propia profundidad de la galería protegerá el hueco de

la radiación solar directa y proporcionándole radiación difusa, óptima para hacer uso

normal de un espacio.

Las galerías también actúan de intermediarias entre el exterior y el punto débil del

cerramiento de un espacio, el hueco. Estas mantienen una temperatura intermedia

entre el interior y el exterior en todas las estaciones, favoreciendo también a la


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regulación térmica por medio de sistemas pasivos. Son además espacios de estar muy

agradables, proporcionándonos un nexo del espacio interior con el exterior, y

dotándolo de calidad espacial.

3. Los miradores son una interpretación de lo visto anteriormente. Funcionan del

mismo modo que las galerías. Lo único que los diferencia es la morfología. Los

miradores son una superficie acristalada que ocupa una superficie de pared mayor que

el hueco que comunica con la vivienda. Por lo tanto si detrás de esta galería

colocáramos un muro de alta inercia térmica, por el proceso invernadero del retraso

de la onda, se produciría un alto calentamiento del muro. En la misma situación, el

mirador tendría las mismas ventajas que la galería en cuanto a protegernos de la

radiación directa y proporcionarnos difusa gracias a un pequeño alero que cubre la

propia galería, y en ser un medio pasivo de captación de calor. El hueco que comunica

con la vivienda podrá abrirse para dejar pasar el calor acumulado, y podrá cerrarse con

contraventanas o persianas, para proteger de la luz solar si se precisa, ya que el alero

no es suficiente para protegerla en su totalidad.

Tanto las galerías como los miradores tienen infinitas posibilidades de diseño. Jugando

con la posibilidad de la necesidad de proteger estos elementos en la época estival,

dependiendo de la creatividad del proyectista, necesidades del proyecto, o decisiones

conceptuales, podemos elaborar piezas de diseño para tamizar esta luz, de diversos

materiales, y con diferentes ejecuciones: madera, lamas, celosías metálicas...

4 Los muros captadores es un sistema que funciona también por efecto

invernadero. Es un sistema muy sencillo que puede derivar en muchas posibilidades

estéticas y proyectuales. Se trata de un muro de gran masa, con una gran inercia

térmica (cerámico, hormigón, piedra, tapial...), orientado al sur, sobre el que se sitúa

un vidrio a escasos 10 cm de distancia. Si pintamos de un color oscuro, o colocamos

otro material oscuro la superficie de muro que cubre el vidrio, aumentaremos la

captación de calor de este.


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El aire contenido entre el vidrio y el muro aumenta mucho de temperatura, por lo

tanto tendríamos constituido el sistema captador. Ahora, este calor podríamos llevarlo

al interior de los espacios o almacenarlo de varias maneras.

El calor puede ser transmitido al interior de los espacios con un simple sistema de

ventilación que haga circular el aire frío del interior, al espacio que hay entre el muro y

el vidrio. Este se calentaría, ascendería y entraría caliente al interior.

Si quisiéramos almacenarlo, podríamos usar un subsistema que consistiría en un

depósito, de agua, aceite, o un determinado tipo de sales, que por efecto de

transmisión de calor se calentarían y acumularían ese calor durante un espacio de

tiempo, para luego ser transmitido a los lugares de consumo.

Este sistema tiene algunos inconvenientes. El primer problema es el espacio necesario

para el almacenaje. Otro es como ajustar el diseño y calcular la aportación de calor

real. También el está el problema de las perdidas nocturnas y la necesidad de colocar

algún mecanismo de aislamiento móvil. Otro problema podría ser el

sobrecalentamiento en verano, pero podríamos solucionarlo colocando vegetación de

hoja caduca delante, o cerrándolo con algún tipo de contraventana, un panel

móvil...infinidad de posibilidades que pueden dar mucho juego al diseño y a las

posibilidades de la fachada.

Este sistema de muro captador ha sido probado con éxito en viviendas unifamiliares, y

en altura. En la actualidad sigue usándose, y se asegura que un muro captador bien

construido puede aportarnos hasta el 50% de las necesidades caloríficas en invierno

con una relación de 1m² por cada 3m² de superficie a calentar.

Estos sistemas de captación pasivos son los principales. A partir de estos, de la

cooperación entre ellos, o del ingenio del proyectista para su reinterpretación y

mejora, se darán otros tipos y variantes.

Podríamos considerar también como sistemas pasivos los lucernarios, ya que se

provocaría un efecto invernadero para el calentamiento, o también nos pueden ayudar


PFC. THESIS REPORT.


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a conducir la radiación directa para convertirla en difusa actuando como una gran

lámpara.

La cubierta es por lógica la fachada `` más castigada ´´ por la radiación solar de

cualquier edificación, y no se ha explotado todavía, ni se ha conseguido sacarle su

máximo partido como captadora de energía solar. Esto seguramente se deba a que

también es uno de los elementos más débiles; es su deber cumplir con unos requisitos

mas estrictos que el resto de forjados, como estructural, de aislamiento,

impermeabilización y resistencia a las humedades... Pero por otro lado, se le ha sabido

sacar partido aumentando su propiedad de inercia térmica, que como se contaba al

principio es un factor a tener en cuenta a combinar con los sistemas pasivos de

captación de calor. Existen las cubiertas inundadas y ajardinadas, que gracias al agua y

a la tierra en el segundo caso, aumenta su inercia. También, en el caso de la

ajardinada, ayudan a la renovación del aire dado su aspecto ecológico.

2.1.2 Sistemas activos de captación lumínica.

Los sistemas de captación activos, como ya se ha dicho, toman la energía solar para su

uso en forma de calor, o convertirla en energía eléctrica, a través de mecanismos

instalados en la cubierta o en la fachada de cualquier edificio. Entre estos sistemas

activos tenemos: captadores de energía solar térmica y captadores de energía

fotovoltaica.


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Energía solar térmica.

La energía solar térmica, usa la energía del sol para producir calor. Es un sistema

sencillo, y de fácil fabricación. Está basado en la propiedad de absorción de las

radiaciones solares por un fluido captador de calor, agua, maximizado por la mayor

capacidad de captación de los colores oscuros. Un sistema solar térmico nos puede

proporcionar entre un 60% y un 80% de la demanda de agua caliente sanitaria.

Este sistema activo consta de tres fases: una primera que se realiza a través de

colectores, que absorben el calor del sol. Una segunda fase de acumulación en

depósitos. Y una tercera fase de distribución a los puntos de consumo. El vehículo

captador de calor por lo general es agua, pero podría ser otro fluido que tenga una

capacidad captadora mayor, o que se caliente a mayor velocidad.

1. Fase de captación.

Los captadores pueden ser de muchas maneras, pero el procedimiento siempre será el

mismo. El agua o otro fluido circula a través de una serie de conductos pintados de

negro y que están expuestos a pleno sol. Estos conductos suelen estar fabricados en

aluminio, cobre o acero inoxidable siempre de color oscuro o negro y estos a su vez

cubiertos por un vidrio transparente antireflexivo y de gran transmitancia colocado a

una distancia de entre 2 y 10 cm, lo que provoca un gran calentamiento. Para evitar

pérdidas por la superficie interior y los laterales, se coloca un aislante térmico,

poliuretano rígido o fibra de vidrio.

El fluido portador de calor, el agua en este caso, ha de resistir también las

temperaturas de todo el año y prever heladas, por lo que se le añade anticongelantes.

Todos estos elementos se colocan en una carcasa plana, rígida y resistente a la

intemperie, a los agentes atmosféricos, las variaciones de temperatura y los impactos.

Suele estar fabricada de hierro galvanizado, aluminio y poliéster. Esta carcasa


PFC. THESIS REPORT.


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completamente hermética, impide la entrada de suciedad y que se produzcan

condensaciones.

El problema de estos captadores puede ser el sobrecalentamiento y las altas

temperaturas que se pueden sufrir en verano, lo que obliga a tomar ciertas

prevenciones. Por lo que tendremos que dotar al diseño de un sistema de drenaje en

caso de sobrecalentamiento y que usar materiales o soluciones para que en el

momento del drenaje el fluido captador a alta temperatura no arruine la instalación ni

cualquier elemento arquitectónico o persona.

Por otro lado tendremos que prevenir para un uso de agua caliente sanitaria una

temperatura máxima de 60° C para evitar quemaduras. Deberá ser instalado un

sistema automático de mezcla u otro sistema que limite la temperatura de suministro

a 60°C. Por otro lado la temperatura del agua en el circuito de distribución de agua

caliente no deberá ser inferior a 50°C en el punto más alejado y previo a la mezcla

necesaria para la protección contra quemaduras o en la tubería de retorno al

acumulador. La instalación permitirá que el agua alcance una temperatura de 70°C.

Dependiendo de la temperatura a la que trabajen los sistemas, podremos diferenciar

entre captadores fotométricos de baja y de alta temperatura.

- Los captadores fotométricos de baja temperatura son los más extendidos en el

mercado. Son rígidos y fijos, pero hoy en día ya existen variantes flexibles para

superficies curvas.

El diseño de estos es más sofisticado, ya que tienden a una integración mayor

con la arquitectura. Se produce un cambio de material y de morfología. Ya no

se trata de una placa, si no que consta de varios tubos de cobre de color

oscuro, y envueltos a su vez en otro conducto de vidrio sellado, resistente a las

inclemencias del tiempo y sobre todo al granizo. Este tipo de captador se

conoce como captador de vacío. La conexión entre varios tubos se produce

sobre espejos reflectantes, de acero inoxidable, lo que sustituye a la carcasa


PFC. THESIS REPORT.


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rígida del colector convencional. Estos también tienen una mejor en la gráfica

de rendimientos y son también más caros.

Dentro de estos captadores solares a baja temperatura, también existe otra

variante, los captadores termosifónicos, cuyo uso es el más extendido ya que es

útil para pequeñas necesidades. En este caso el depósito acumulador es

colocado junto al captador en su parte superior. El depósito se llena

simplemente por el efecto termosifónico del agua, que al calentarse, baja su

densidad y es capaz de alcanzar el depósito sin ayuda de circulación forzada.

Estos colectores solares tienen unas medidas de entre 6 y 8 m ² para el

colector y 300 litros de capacidad para el depósito de ACS.

Uno de sus problemas principales es el impacto estético más fuerte a causa del

enorme volumen del depósito.


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- Los captadores solares a alta temperatura son capaces de trabajar con una

temperatura de hasta 120° C. En cuanto a sus formas y montajes, existen

colectores cilíndricos, parabólicos, seguidores del sol... Y en lo que respecta a

usos no domésticos, existen para procesos industriales de producción de frío

por absorción, procesos de precalentamiento, de elevada eficiencia para el

sector industrial. También se usan para construir plantas solares térmicas con

potencias de hasta 100 MW, y centrales de torre.

2. Fase de acumulación.

En esta siguiente fase después de la absorción, se almacena el fluido calentado en un

depósito para regular y atender a la demanda. Este depósito normalmente fabricado

en acero o acero inoxidable.

En caso de ser agua el fluido calentado, esta puede ir directamente a los puntos de

consumo. Este sistema poco sofisticado trae consigo problemas, ya que tiene

que tratarse de agua sanitaria y potable, por lo tanto no ha de llevar anticongelantes ni

otras sustancias que faciliten el calentamiento del fluido. También si es este el sistema

elegido, tendremos que dotarlo de una serie de termostatos a fin de regular la

temperatura del agua como se ha dicho en el apartado anterior.

Si el fluido calentado se trata de agua con aditivos, anticongelantes, o otro fluido

distinto como aceites, usaremos otro sistema un poco más sofisticado. El fluido

calentado en este caso, se enviará a un depósito donde un intercambiador de calor


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transferirá este calor a otro depósito donde se encuentre el agua potable para

consumo, evitando el contacto entre ambos fluidos evidentemente.

El acumulador debería estar colocado lo más cercano posible al captador, ya que así

habrá menos pérdidas caloríficas. Necesitará también algún tipo de aislamiento, como

lana de roca o poliuretano y su instalación lleva consigo muchas veces bombas para

favorecer la circulación, canalización, llaves de paso, valvulería, vasos de expansión,

termostátos, etc.


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3. Fase de distribución.

Una vez que ya se ha almacenado en el depósito de ACS, el agua caliente se distribuye

a los puntos de consumo de forma convencional.

Una vez que ya conocemos el funcionamiento del sistema y los tipos de sistemas

existentes en el mercado, conoceremos también el estándar usado para su fabricación

y las medidas mas usuales.

El colector más usado tanto en agrupaciones de viviendas, como en hoteles y

polideportivos es el colector rígido con intercambiador de calor. Los paneles de este

tipo de sistema varían según el fabricante, pero las dimensiones oscilan entro los 2 m

de alto por 1 m de ancho, y su peso alrededor de los 15 Kg. por panel, lo que supondrá

una carga en la cubierta de unos 7 Kg por metro cuadrado.

Por otro lado está el colector de vacío, el cuál tiene las mismas dimensiones que el

anterior, pero con la gran ventaja de que su capacidad no está condicionada por su

posición inclinada.

Los sistemas compactos, los captadores termosifónicos, se usan más en vivienda

unifamiliar. Tienen unas medidas de entre 2 m de alto por 2,5 m de ancho, y en la

parte superior se encuentra el depósito de unos 60 cm de diámetro y con capacidad

para 300 litros. Todo ello puede alcanzar un peso final de 400 Kg.

Tendremos en cuenta también las inclinaciones que necesitan estos sistemas, menos

el colector de vacío. Si el equipo va a funcionar durante todo el año, la inclinación

recomendable será un ángulo lo mas perpendicular posible a los rayos de sol a lo largo

de todo el año. Este ángulo nos viene dado por la latitud, que en el caso español será

de entre 40° y 45° . Si la instalación funcionará solo en verano, el panel se deberá

colocar lo máximo perpendicular a los rayos del sol en verano, es decir, la inclinación


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se reducirá unos 10°. Si solo funcionara en invierno será a la inversa, 10° más que el

ángulo de la latitud.

En cuanto a orientación, la de máximo rendimiento será siempre la sur en el caso

español, ya que nos encontramos en el hemisferio norte. Aunque una desviación de

unos 15° este o oeste solo mermará la capacidad del colector en un 5%.

Este tipo de energía de sistemas de captación activo tiene el mismo gran

inconveniente que los pasivos. El sol no está disponible a nuestro antojo. Por ello, para

que se pueda cubrir totalmente la demanda habrá que contar además con un sistema

de apoyo para los periodos de carencia. Aún así, a pesar de este inconveniente, el

sistema sigue siendo muy rentable, reduciendo el gasto energético de los sistemas con

funcionamiento con combustibles fósiles.

Energía solar fotovoltaica.

La utilización de energía solar en energía eléctrica se usa desde hace 30 años por lo

menos. Es un sistema muy potente, y gracias a él se han podido realizar viajes

espaciales.

A nivel doméstico y en la vida común la aplicación de esta energía es muy beneficiosa,

como cualquier energía limpia y renovable. En nuestro país el incremento de su uso va

aumentando con el tiempo, pero a pesar de tener las condiciones más óptimas para su

desarrollo no ha llegado a calar en el mercado, quizás debido a su elevado coste.

El sistema fotovoltaico al igual que el térmico, también se compone de tres fases de

funcionamiento: generadores, acumuladores e inversores.


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1. Fase de generación.

Un captador fotovoltaico mínimo está formado esta formado por un conjunto de

diodos que conforman una célula solar. La agrupación de estas células solares da lugar

a un gran captador de energía solar.

Cuando la energía solar incide en estas células (fotones: partículas luminosas con

energía) se produce un desprendimiento de los electrones de los átomos que circulan

por el material de la célula fotovoltaica gracias a la diferencia de potencial que se

produce gracias a los diodos. En este proceso se produce la transformación de esta

energía solar en energía eléctrica.

La fabricación de estas células puede ser de varios materiales. El más común y más

usado es silicio policristalino, en abundancia en la naturaleza. Este material cortado en

finísimas obleas y tratadas posteriormente con fósforo y boro es lo que conforma la

célula fotovoltaica. Su aspecto es de un círculo color negro o azul muy oscuro, de unos

12 cm de diámetro y en los que el contacto eléctrico se realiza a través de unos dedos

de contacto en forma de peine. Recogidas en paneles bajo una capa de vidrio

antirreflectante, son enlazadas entre sí por conductores y montadas sobre un panel de

acero galvanizado o aluminio. Este panel fotovoltaico ha de ser rígido y tener

resistencia a los agentes climáticos, ser estanco a la humedad, tolerar grandes

diferencias de temperaturas, ser resistente para su montaje al exterior, y de fácil

instalación y mantenimiento. La conducción al sistema central se realizará con

conductores convencionales, bajo un tubo aislado que deberá soportar elevadas

temperaturas.

El captador o colector fotovoltaico más usado es el estático, sobre todo en la

aplicación arquitectónica. Dentro de estos los fabricantes usan diferentes materiales

de fabricación como: silicio policristalino, monocristalino y silicio amorfo.


PFC. THESIS REPORT.


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Existen también otro tipo de colectores capacitados para hacer un seguimiento del sol,

dirigidos a la producción de grandes potencias, o usados en plantas solares de

producción eléctrica.

Según el fabricante, estos captadores también tendrán unas dimensiones diferentes,

pero para que nos hagamos una idea, el estándar está entre los 2 metros de altura por

1 de ancho para un panel de 165 W. El peso también varía según sus marcas y

fabricación...pero su valor oscila alrededor de los 14 Kg., lo que supone una sobrecarga

de 7 Kg por metro cuadrado. Las guías, anclajes y tornillerías podrán aumentar el peso

del panel en unos 3 Kg. por metro cuadrado.

Podemos encontrar una gran lista de fabricantes, con textos e instrucciones para el

cálculo de una instalación solar fotovoltaica, montaje, dimensionado y aspectos

técnicos, pero lo que realmente interesa es la adaptación de estos elementos en la

arquitectura.

El problema de la adaptación aun no ha encontrado una solución final. Los fabricantes

también se las han ingeniado para dar con la clave a este problema, desde tejas

fotovoltaicas, a sistemas para adosar paneles sin apenas juntas, despieces especiales

para configurar una fachada condicionada por la presencia de estos paneles... Pero

muchas veces estas modificaciones merman la efectividad de los propios sistemas. Aún

así cada vez se añaden más soluciones del fruto de la experimentación, y más

posibilidades de diseño integrado.

Debemos siempre adoptar una solución de instalación integrada o yuxtapuesta, dónde

si existe una cierta previsión arquitectónica y olvidándonos un poco de la instalación

adosada, la más frecuente y en la que se ignoran los resultados estéticos totalmente.

La adaptación también cuenta con un problema a mayores. Depende de la orientación

e inclinación. Siempre orientada al sur si nos encontramos en cualquier punto del

hemisferio norte, como es el caso español. Y con una inclinación diferente si el sistema


PFC. THESIS REPORT.


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se usará todo el año, verano o invierno, al igual que las placas solares térmicas los

rayos del sol incidirán de forma perpendicular sobre ellas.

2. Fase de acumulación.

El almacenamiento de la energía generada se realiza con baterías de diversos

materiales como puede ser plomo y ácido sulfúrico diluido con agua. Una formación

parecida a las baterías de los coches. Este acumulador, además de facilitar la energía

en los momentos de falta de luz, actúa como regulador de la potencia disponible entre

los diferentes períodos.

El problema de la acumulación tiene dos problemas a simple vista. Las baterías ocupan

espacio y son elementos muy pesados, fabricados de materiales con un gran impacto

ambiental. Por otro lado este problema de almacenaje fuerza a una mayor economía, y

a que valoremos otros métodos de ahorro energético haciéndonos conscientes de que

el consumo debe ser racionalmente controlado.

3. Fase de inversión.

El inversor o convertidor es el elemento que transforma la potencia continua generada

en potencia alterna, bien para su uso directo o para su conexión a red. Esta última

posibilidad es la que ha supuesto el tirón para el fomento de la energía fotovoltaica,

puesto que podemos producir energía eléctrica de forma limpia y venderla a la red

eléctrica sin límites de almacenamiento. Esta posibilidad le confiere una gran ventaja,

aprovechada sobre todo por edificios de carácter industrial, donde se realiza una gran

producción de energía eléctrica a través de estos paneles fotovoltaicos. La energía

producida abastece al propio edificio y ofrece la posibilidad de vender parte para

amortizar el precio de la instalación con lo ganado.


PFC. THESIS REPORT.


41

El mayor inconveniente de este tipo de energía renovable es el coste implícito que

supone la conversión de energía solar en energía eléctrica. Está implícito porque sin las

células fotovoltaicas este proceso no sería posible, y es en este proceso de fabricación

de dicha célula donde reside el problema.

Aunque el material que se precisa para fabricarlas, el óxido de silicio, es el segundo

elemento con más presencia en la naturaleza después del oxígeno, su proceso de

purificación a silicio puro es muy caro y costoso, tanto en términos económicos como

energéticos. Por otro lado el corte del silicio en finas obleas de micras de espesor

significa un coste importante, que podrá ser reducido con una mayor demanda y un

mayor mercado que provoquen a su vez una mayor investigación.

También el encapsulado y montaje de las células incluye el uso de vidrio, acero o

aluminio inoxidable, elementos que comparten un proceso de fabricación altamente

contaminante por su potente industrialización, consumidores a su vez de energías

fósiles. Exactamente lo mismo ocurre con los materiales de fabricación de las baterías


PFC. THESIS REPORT.


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de almacenamiento. En su proceso de fabricación se usan metales escasos y

fuertemente tóxicos en las emanaciones durante su manipulación, como el zinc,

cadmio, níquel, y compuestos como el ácido sulfúrico, también altamente tóxicos y

contaminantes.

Por otro lado, no debemos olvidar las ventajas que supone esta forma de energía. Al

igual que las ya vistas, es una energía sostenible. En cuanto se haga conciencia general

de los beneficios de estos sistemas y arquitectos otros técnicos se olviden de clichés

relacionados con la antiestética de estos elementos, tratando de crear un lenguaje

propio de ellos, aumentará la demanda, se incrementará la investigación, y se

optimizará la fabricación.

Aún así, sigue siendo esta, una energía verde y sostenible, pues no comprometerá al

bienestar de otras generaciones. A día de hoy solo supone un periodo de 2,5 años de

funcionamiento para compensar el gasto de fabricación. Confiando en lo dicho

anteriormente, esta cifra irá menguando en el futuro.


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V. CONCLUSIONES.

Después de realizar esta tesis de investigación y conocer algunos de los métodos para

obtener energía limpia a través del sol, llegamos a la conclusión de que para conseguir

un diseño capaz de aprovechar la energía solar debemos ser muy rigurosos a la hora de

proyectar.

No es tarea fácil, puesto que este proceso de diseño sostenible necesita mucha

atención. Depende de muchos factores a tener en cuenta. Para empezar, hemos

aprendido que como punto de partida de proyecto tomaremos en consideración el

lugar en el que nos encontramos, el espacio que nos rodea, la naturaleza, la

orientación, la latitud, vientos predominantes, sombras... todo lo que engloba el medio

para el cuál diseñaremos nuestro edificio.

Cuando tengamos todo esto podremos comenzar a pensar, que método de captación

nos interesa más: activo o pasivo. En cualquier caso abogaremos por un diseño

integrado, no significará en ningún momento el uso de esta energía, colocar un

añadido.

Si el método elegido es pasivo, intentaremos dotar a nuestro edificio con un lenguaje

puramente solar, en la que todos sus elementos, a parte de realizar su función

predeterminada, funcionen como captadores de energía solar.

Si el método elegido es activo, ya sea fotovoltaico o térmico, crearemos un lenguaje

propio para su uso. Integrando estos elementos con la arquitectura, en un proceso

inverso al necesario para los sistemas pasivos, dotaremos a estos elementos

captadores de una función arquitectónica además de la energética que ya traen

consigo, pudiendo funcionar como revestimientos de fachada, aleros protectores de

huecos... existen mil posibilidades.


PFC. THESIS REPORT.


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Por otro lado también hemos aprendido que es nuestro deber hacer un consumo

responsable de la energía. Como se ha visto, no podemos disponer de la luz solar a

nuestro capricho, pues, esta depende de factores que no somos capaces de controlar,

como las estaciones, las condiciones climatológicas... Por lo tanto estos sistemas no

nos aportarán una eficacia del 100%, pero si ayudarán ahorrarnos un gran gasto

energético si colaboramos con ellos. Esta colaboración trata de usar siempre aparatos

etiquetados con una alta eficiencia energética, cuyo consumo sea moderado y sus

emisiones de CO₂ mínimas. También usaremos iluminación de bajo consumo, y

usaremos métodos de captación de luz natural siempre que sea posible.

Por otro lado, podemos apoyarnos también en sistemas domóticos de inteligencia

artificial que nos ayuden a calibrar en todo momento el gasto energético de nuestro

edificio.

Todo esto, supondrá inversión en un principio, pero a la larga se convertirá en un

ahorro. Se evitará contribuir a la contaminación del planeta y será el camino hacia un

desarrollo sostenible.

Será importante también la elección del fabricante de elementos de captación activos.

Decantándonos siempre por aquel que ofrezca la fabricación más `` sana ´´ de los

componentes que los forman.

En conjunto, hemos aprendido la dualidad de la luz. Su importancia para la

arquitectura en dos vertientes diferentes, el diseño espacial y el acondicionamiento

climático.


PFC. THESIS REPORT.


45

VI. BIBLIOGRAFÍA.

- FERNÁNDEZ COBIÁN, Esteban: Arquitecturas de lo sagrado. Memoria y

proyecto. A Coruña. Netbiblo. 2009. (725 FER ARQ)

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- STOCK, Wolfrang Jean: Arquitectural guide. Christian saced buildings in Europe

since 1950. Prestel, Munchen. 2004.

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2004.

- GONZALEZ DÍAZ, M. J : Arquitectura sostenible y aprovechamiento solar

.Madrid. Publicaciones técnicas S.L. 2004.


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46

VII. ANEXOS.

Referencia de imágenes:

-Página 8:

Imagen1: Roden Crater, James Turrell.

http://www.designboom.com/weblog/cat/10/view/8017/james-turrell-the-wolfsburg-project-

at-the-kunstmuseum-germany.html

Imagen2: Iglesia de la luz. Tadao Ando.

http://cristinandrada.wordpress.com/2012/02/18/referencia-01/

Imagen3: Rosetón Notre Dame.

http://blogs.sapiens.cat/socialsenxarxa/2011/12/08/la-catedral-de-notre-dame-de-paris/

Imagen4: Instituto del Mundo Arabe.

http://es.paperblog.com/arquitectos-de-ayer-y-de-hoy-iii-jean-nouvel-863579/

-Página 31:

imagen1: colector térmico

http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/colector-solar-81372.html

imagen2: colector térmico

http://www.sitiosolar.com/sd%20Team%20Wuppertal.htm

imagen3: colector termosifónico

http://www.biodisol.com/contactenos-comuniquese-con-nosotros-o-envienos-un-e-

mail/calentadores-solares-presentan-los-mejores-colectores-solares-para-agua-caliente-que-

se-pueden-adquirir-en-argentina-energia-solar-termica/

http://www.designboom.com/weblog/cat/10/view/8017/james-turrell-the-wolfsburg-project-at-the-kunstmuseum-germany.html

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http://www.biodisol.com/contactenos-comuniquese-con-nosotros-o-envienos-un-e-mail/calentadores-solares-presentan-los-mejores-colectores-solares-para-agua-caliente-que-se-pueden-adquirir-en-argentina-energia-solar-termica/




PFC. THESIS REPORT.


47

-Página 32:

imagen1: colectores solares

http://www.textoscientificos.com/energia/solar/canal

imagen2: colectores solares

http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=33

-Página 34:

imagen1: manual de sistemas solares térmicos. pdf

-pagina 35:

imagen1: manual de sistemas solares térmicos. pdf

-página 41:

imagen1: manual de sistemas solares térmicos.pdf

El resto de imágenes no citadas, son de elaboración propia.

http://www.textoscientificos.com/energia/solar/canal

http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=33

Luz Como Material Intangible.2

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