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Decatlón solar una carrera por el ahorro de energía

A punto de cumplir su primera década, este concurso universitario de arquitectura e ingeniería, auspiciado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, se ha convertido en el ejemplo de eficiencia más llamativo del mundo.

Por  Andrea Rivera.

En el otoño de 2002, la comunidad de Washington D.C. fue sorprendida con el primer Decatlón Solar, una competencia entre estudiantes de arquitectura e ingeniería de diversas universidades estadunidenses que pretendían mostrar los beneficios y bondades del uso de la energía solar. Catorce espectaculares prototipos de casas solares construidos por ellos mismos fueron dispuestos sobre la Explanada Nacional, frente al Capitolio, para asombro de los visitantes.

Casas hechas con materiales reciclables y originales diseños conformaron una interesante “Villa solar”, donde se dio prioridad al uso de tecnologías emergentes, onerosas aún en aplicaciones domésticas. El éxito de la primera edición llamó pronto la atención de universidades europeas y latinoamericanas. En 2005, se inscribieron la Universidad Politécnica de Madrid y la alemana de Darmstadt. A partir de entonces, el concurso adquirió un cariz internacional.

Hasta la fecha, han participado estudiantes de Alemania, Bélgica, Canadá, China, Puerto Rico y Nueva Zelanda. Ellos saben que tienen dos años para diseñar, construir y poner a prueba su proyecto.

Deben ser casas solares costeables, eficientes, atractivas, fáciles de habitar, con interiores cómodos y saludables, que combinen asequibilidad y excelente diseño con una producción energética óptima. La energía es generada por sistemas fotovoltaicos para electricidad y termales solares para calefacción y agua (enfriamiento y calentamiento). El reto es producir un balance energético total en el curso de operación.

Cuando el sol despunta, los paneles solares sobre las casas producen electricidad, que es usada para hacer funcionar aparatos electrodomésticos, lámparas, sistemas mecánicos y electrónicos. Cualquier exceso de energía fluye de las casas a través de una pequeña red de suministro, o microrred, hacia la comunidad de Washington D.C. Si hubiera poca luz solar, o nada, la energía almacenada alimentaría a la red sin interrupción del servicio. Esto permitiría a las casas seguir funcionando durante la noche, aun con mal tiempo o cuando la demanda de energía sea especialmente alta.

Los prototipos son evaluados en diez categorías
1. Arquitectura. Diseño en general
2. Ingeniería. Evaluación de los sistemas y análisis energéticos
3. Comunicaciones. Se analiza la página web del equipo y el número de visitas registrado
4. Capacidad comercial. Accesibilidad para su compra y venta
5. Confort. Evaluación objetiva y subjetiva de la temperatura –entre 22 y 24 °C– y la humedad –40 y 55 por ciento de humedad relativa
6. Iluminación. Evaluación de la luz eléctrica y natural de la casa, incluyendo medidas de iluminación en la mesa de trabajo entre las 9:00 y las 17:00
7. Funcionamiento de electrodomésticos. Lavado de ropa –llegando a 43.3 °C–, secado de ropa, preparación de la cena y temperatura del frigorífico –entre 1.1 y 4.4 °C–, temperatura del congelador –entre -29 y -15 °C–, funcionamiento de televisión y video seis horas al día; computadora, ocho horas al día
8. Agua caliente. Calentamiento de 56.8 litros de agua a 43.3 °C, una vez por la mañana y otra por la tarde
9. Balance energético. Medidas de producción eléctrica neta de la casa, superior a 10 kW/h
10. Movilidad. Máxima cantidad de kilómetros con un coche eléctrico, cuyas baterías se cargan con el mismo sistema fotovoltaico de la casa

Hecha de agua y plástico
Un prototipo que causó sensación fue el presentado por la Universidad de Arizona. Los estudiantes utilizaron el plástico de botellas de agua para construir una casa de 74 metros cuadrados. Su diseño incluía un muro trombe (muro o pared orientada al sol), con un lado de cristal lleno de agua. El estudiante Eddie Hall, autor del diseño, explica que cuando la luz del sol pasa a través del cristal y el calor radiante es absorbido por la masa de agua, ésta calienta el aire entre el cristal y el otro lado de la pared.

“Así, cuando llega la noche y la temperatura ambiental baja, este calor puede dirigirse hacia el interior o exterior de la casa, según se desee calentar o refrescar la temperatura. Los paneles también están fabricados con plástico, totalmente reciclable. En su interior hay cavidades en forma de pelotas de futbol rellenas de agua, con las que alcanzamos un volumen de más de 800 litros. Sus formas recrean efectos ópticos, y el plástico, junto con el agua, genera espectaculares efectos de luz a lo largo del día”.

Hall añade que este volumen de agua retiene suficiente energía solar como para hacer el sistema tres veces más eficiente, desde el punto de vista energético, que el cemento. “Y también mucho más ligero, porque el agua se puede añadir en el mismo lugar de la construcción. El tejado de este modelo alberga un arsenal de paneles fotovoltaicos que pueden producir más de ocho kilowatts de electricidad; prácticamente, el doble de lo que se necesita para cubrir la demanda energética de la casa”.

También advierte que, como muchos otros elementos del diseño, la pared de agua en esta casa experimental es sólo un prototipo, aunque se trata de un sistema que fue perfeccionado tras año y medio de experimentación.

El equipo de Canadá presentó en la misma edición un prototipo de vivienda al que llamaron “La Casa Norte”, concebida particularmente para el clima de las regiones boreales, donde las temperaturas descienden hasta menos 30 y menos 40 °C. Tiene la facultad de revertir las condiciones extremas de frío. Para ello, cuenta con un sistema solar doble (activo y pasivo), programado para limitar el funcionamiento de los equipos mecánicos.

Esto es posible gracias a sus métodos de acristalamiento (de alto rendimiento para proporcionar calefacción); de ventilación y aislamiento (sólido aislamiento y sistema cerrado de aire), y a sus elementos de luz natural. Al contar con un suelo fabricado con materiales especiales, que actúan como masa térmica, la temperatura interior se regula de manera automática.

Recuento y proyecciones
Desde la primera edición en 2002, 72 casas han competido en el Decatlón Solar. La mayoría se encuentran localizadas en diversos puntos de Estados Unidos y alrededor del mundo. Continúan sirviendo como ejemplo para numerosas funciones de educación y conservación ambiental orientadas a la comunidad. Algunas son puestas a la venta para recuperar los costos de inversión o incrementar el presupuesto para futuros equipos.

Informes difundidos por el Departamento de Energía indican una producción energética acumulada de estas casas (desde el 22 de septiembre de 2009 hasta la fecha) de 2 mil 829 kW/h. Su energía consumida asciende a 4 mil 649 kW/h y la energía total a menos 1 mil 820 kW/h. Además de esta oficina federal, el Decatlón Solar es patrocinado por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables y empresas privadas.

El impacto de la operación de estas casas es similar a la acción de medio centenar de árboles grandes, debido a que éstos remueven el bióxido de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis. De ahí que el propósito del Decatlón sea educar a los estudiantes participantes y al público en general acerca de las oportunidades de ahorro presentes en los productos de energía limpia, mostrando estas casas donde se combinan la eficiencia energética del diseño y el uso de artefactos operados mediante sistemas de energía renovable.

En su quinta edición (2010), la exposición dejó por primera vez su sede en Washington para viajar a Madrid, donde fue nombrada Solar Decathlon Europe. Por el éxito y el número creciente de universidades participantes, su periodicidad bienal inicial se redujo a uno. Para el año en curso se tiene planeado volver a Madrid, con 20 equipos universitarios de 15 países y cuatro continentes, lo cual hará de ésta la edición más internacional celebrada hasta el momento.
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