Sistemas de climatización termoactivos en edificaciones de uso empresarial en las ciudades de Barranquilla y Cartagena.

Abstract

El presente proyecto de grado es una investigación realizada en el sector de la construcción, específicamente en la climatización de edificaciones empresariales en clima cálido-húmedo como lo son Barranquilla y Cartagena en Colombia, con el cual se pretende proponer una alternativa que cumpla con las necesidades económicas del cliente potencial y que a su vez brinde una solución sostenible frente a la problemática por alto consumo energético que demandan este tipo de edificaciones por uso de aire acondicionado. Para lograr el objetivo de la investigación, se realizó un estudio de mercado que nos permitió obtener información sobre la favorabilidad del producto propuesto, representando un posible sustituto de los sistemas de climatización convencionales como el aire acondicionado. De igual manera, se realizó un análisis del cliente potencial, los usuarios del producto y la competencia, donde se demostró que acceder a la comercialización del producto ofrecido es factible y viable. Para dar solución a la problemática planteada, se analizaron tres alternativas de solución de las cuales la opción más adecuada es el sistema de climatización termoactivo, este sistema cumple con los requisitos de confort térmico para las edificaciones en estudio, teniendo una inversión recuperable en un mediano plazo, además de garantizar una solución que cumple con los ahorros energéticos y reducción del CO2. El sistema de climatización termoactivo, consiste en una red de tuberías que se introducen en la cimentación del edificio, que absorben energía del suelo y la conducen al interior de la edificación para el enfriamiento de los espacios. Este sistema permite la climatización del edificio a través de bombas de calor que ahorran hasta un 80% de energía y costos por consumo. Para el desarrollo de la investigación se tomaron diferentes referencias de países donde se han instalado este tipo de soluciones como Portugal, Suiza y principalmente España, esto teniendo en cuenta que en el país aún no se ha ejecutado ningún proyecto con este sistema. Durante la investigación se evidencio que los materiales y equipos que componen el sistema se comercializan en el país, representando un mayor posibilidad de implementar esta tecnología innovadora. Finalmente, se realizó un prototipo de un proyecto de edificación tipo de oficinas ubicado en la ciudad de Barranquilla, basado en las condiciones de zonificación climática, diseño de la edificación y características constructivas, que permitieron realizar el cálculo de las cargas térmicas requeridas y simulación de consumo energético por los sistemas de climatización. A partir de esto, se realizó una comparación del sistema de climatización termoactivo y el sistema de aire acondicionado convencional, considerando variables como la inversión inicial, vida útil, mantenimiento, consumo de energía eléctrica, emisiones de CO2, entre otras, en lo que se concluyó que el Sistema de climatización termoactivo brinda a la edificación ahorros energéticos considerables además de reconocimiento ante otros proyectos constructivos, esto debido a los beneficios que el sistema aporta al medio ambiente, así como reducción en los costos por climatización, demostrando que el proyecto propuesto es una alternativa completamente viable desde el punto de vista de sostenibilidad.

The present degree project is an investigation carried out in the building sector, specifically in the air conditioning of business buildings in a humid subtropical climate such as Barranquilla and Cartagena in Colombia. The aim is to propose an alternative that meets the financial needs of the potential client, and that it provides a sustainable solution to the problem of high energy consumption demanded by this type of building due to the use of air conditioning. To achieve the research objective, a market analysis was carried out that allowed us to obtain information on the favorability of the proposed product, as a possible substitute for traditional air conditioning systems such as air conditioning. Likewise, an analysis was made of the potential client, the users of the product, and the competition, proving that access to the commercialization of the offered product is feasible and viable. To solve the problem, three alternative solutions were analyzed, of which the most suitable option is the thermally activated building systems, this system meets the thermal comfort requirements for the buildings understudy, having a recoverable investment in the medium term, in addition to guaranteeing a solution that meets energy savings and CO2 reduction. The thermally activated building systems consist of a network of pipes that are introduced in the foundation of the building, they absorb energy from the ground and lead it into the building for cooling, this system allows the air conditioning of the building through heat pumps that save up to 80% of energy and consumption costs. For the development of the research, different references were taken from countries where these types of solutions have been installed, such as Portugal, Switzerland, and mainly Spain, considering that any project has yet been carried out with this system in the country. During the investigation it was shown that the materials and equipment that make up the system are marketed in the country, offering a greater possibility of implementing this innovative technology. Finally, a prototype of an office-type building project located in the city of Barranquilla was carried out, based on climatic zoning conditions, building design and construction characteristics, which allowed calculating the required thermal loads and simulating energy consumption by HVAC systems. From this, a comparison was made of the thermally activated building systems, considering variables such as the initial investment, useful life, maintenance, consumption of electrical energy, CO2 emissions, among others, so it concluded that the thermally activated building systems provide the building with considerable energy savings, and the recognition before other construction projects, this due to the benefits that the system brings to the environment, as well as a reduction in the costs of air conditioning, demonstrating that the proposed project is a completely viable alternative from the point of view of sustainability