La implementación arquitectónica de los acristalamientos activos con agua circulante, y su contribución en edificios de consumo de energía casi nulo

La presente Tesis Doctoral evalúa la contribución de una fachada activa, constituida por acristalamientos con circulación de agua, en el rendimiento energético del edificio. Con especial énfasis en la baja afección sobre su imagen, su integración ha de favorecer la calificación del edificio con el futuro estándar de Edificio de consumo de Energía Casi Nulo (EECN). El propósito consiste en cuantificar su aportación a limitar la demanda de climatización, como solución de fachada transparente acorde a las normas de la energía del 2020. En el primer capítulo se introduce el planteamiento del problema. En el segundo capítulo se desarrollan la hipótesis y el objetivo fundamental de la investigación. Para tal fin, en el tercer capítulo, se revisa el estado del arte de la tecnología y de la investigación científica, mediante el análisis de la literatura de referencia. Se comparan patentes, prototipos, sistemas comerciales asimilables, investigaciones en curso en Universidades, y proyectos de investigación y desarrollo, sobre envolventes que incorporan acristalamientos con circulación de agua. El método experimental, expuesto en el cuarto capítulo, acomete el diseño, la fabricación y la monitorización de un prototipo expuesto, durante ciclos de ensayos, a las condiciones climáticas de Madrid. Esta fase ha permitido adquirir información precisa sobre el rendimiento del acristalamiento en cada orientación de incidencia solar, en las distintas estaciones del año. En paralelo, se aborda el desarrollo de modelos teóricos que, mediante su asimilación a soluciones multicapa caracterizadas en las herramientas de simulación EnergyPlus y IDA-ICE (IDA Indoor Climate and Energy), reproducen el efecto experimental. En el quinto capítulo se discuten los resultados experimentales y teóricos, y se analiza la respuesta del acristalamiento asociado a un determinado volumen y temperatura del agua. Se calcula la eficiencia en la captación de la radiación y, mediante la comparativa con un acristalamiento convencional, se determina la reducción de las ganancias solares y las pérdidas de energía. Se comparan el rendimiento del acristalamiento, obtenido experimentalmente, con el ofrecido por paneles solares fototérmicos disponibles en el mercado. Mediante la traslación de los resultados experimentales a casos de células de tamaño habitable, se cuantifica la afección del acristalamiento sobre el consumo en refrigeración y calefacción. Diferenciando cada caso por su composición constructiva y orientación, se extraen conclusiones sobre la reducción del gasto en climatización, en condiciones de bienestar. Posteriormente, se evalúa el ahorro de su incorporación en un recinto existente, de construcción ligera, localizado en la Escuela de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Mediante el planteamiento de escenarios de rehabilitación energética, se estima su compatibilidad con un sistema de climatización mediante bomba de calor y extracción geotérmica. Se describe el funcionamiento del sistema, desde la perspectiva de la operación conjunta de los acristalamientos activos e intercambio geotérmico, en nuestro clima. Mediante la parametrización de sus funciones, se estima el beneficio adicional de su integración, a partir de la mejora del rendimiento de la bomba de calor COP (Coefficient of Performance) en calefacción, y de la eficiencia EER (Energy Efficiency Ratio) en refrigeración. En el recinto de la ETSAM, se ha analizado la contribución de la fachada activa en su calificación como Edificio de Energía Casi Nula, y estudiado la rentabilidad económica del sistema. En el sexto capítulo se exponen las conclusiones de la investigación. A la fecha, el sistema supone alta inversión inicial, no obstante, genera elevada eficiencia con bajo impacto arquitectónico, reduciéndose los costes operativos, y el dimensionado de los sistemas de producción, de mayor afección sobre el edificio. Mediante la envolvente activa con suministro geotérmico no se condena la superficie de cubierta, no se ocupa volumen útil por la presencia de equipos emisores, y no se reduce la superficie o altura útil a base de reforzar los aislamientos. Tras su discusión, se considera una alternativa de valor en procesos de diseño y construcción de Edificios de Energía Casi Nulo. Se proponen líneas de futuras investigación cuyo propósito sea el conocimiento de la tecnología de los acristalamientos activos. En el último capítulo se presentan las actividades de difusión de la investigación. Adicionalmente se ha proporcionado una mejora tecnológica a las fachadas activas existentes, que ha derivado en la solicitud de una patente, actualmente en tramitación. ABSTRACT This Thesis evaluates the contribution of an active water flow glazing façade on the energy performance of buildings. Special emphasis is made on the low visual impact on its image, and the active glazing implementation has to encourage the qualification of the building with the future standard of Nearly Zero Energy Building (nZEB). The purpose is to quantify the façade system contribution to limit air conditioning demand, resulting in a transparent façade solution according to the 2020 energy legislation. An initial approach to the problem is presented in first chapter. The second chapter develops the hypothesis and the main objective of the research. To achieve this purpose, the third chapter reviews the state of the art of the technology and scientific research, through the analysis of reference literature. Patents, prototypes, assimilable commercial systems, ongoing research in other universities, and finally research and development projects incorporating active fluid flow glazing are compared. The experimental method, presented in fourth chapter, undertakes the design, manufacture and monitoring of a water flow glazing prototype exposed during test cycles to weather conditions in Madrid. This phase allowed the acquisition of accurate information on the performance of water flow glazing on each orientation of solar incidence, during different seasons. In parallel, the development of theoretical models is addressed which, through the assimilation to multilayer solutions characterized in the simulation tools EnergyPlus and IDA-Indoor Climate and Energy, reproduce the experimental effect. Fifth chapter discusses experimental and theoretical results focused to the analysis of the active glazing behavior, associated with a specific volume and water flow temperature. The efficiency on harvesting incident solar radiation is calculated, and, by comparison with a conventional glazing, the reduction of solar gains and energy losses are determined. The experimental performance of fluid flow glazing against the one offered by photothermal solar panels available on the market are compared. By translating the experimental and theoretical results to cases of full-size cells, the reduction in cooling and heating consumption achieved by active fluid glazing is quantified. The reduction of energy costs to achieve comfort conditions is calculated, differentiating each case by its whole construction composition and orientation. Subsequently, the saving of the implementation of the system on an existing lightweight construction enclosure, located in the School of Architecture at the Polytechnic University of Madrid (UPM), is then calculated. The compatibility between the active fluid flow glazing and a heat pump with geothermal heat supply system is estimated through the approach of different energy renovation scenarios. The overall system operation is described, from the perspective of active glazing and geothermal heat exchange combined operation, in our climate. By parameterization of its functions, the added benefit of its integration it is discussed, particularly from the improvement of the heat pump performance COP (Coefficient of Performance) in heating and efficiency EER (Energy Efficiency Ratio) in cooling. In the case study of the enclosure in the School of Architecture, the contribution of the active glazing façade in qualifying the enclosure as nearly Zero Energy Building has been analyzed, and the feasibility and profitability of the system are studied. The sixth chapter sets the conclusions of the investigation. To date, the system may require high initial investment; however, high efficiency with low architectural impact is generated. Operational costs are highly reduced as well as the size and complexity of the energy production systems, which normally have huge visual impact on buildings. By the active façade with geothermal supply, the deck area it is not condemned. Useful volume is not consumed by the presence of air-conditioning equipment. Useful surface and room height are not reduced by insulation reinforcement. After discussion, water flow glazing is considered a potential value alternative in nZEB design and construction processes. Finally, this chapter proposes future research lines aiming to increase the knowledge of active water flow glazing technology. The last chapter presents research dissemination activities. Additionally, a technological improvement to existing active facades has been developed, which has resulted in a patent application, currently in handling process.

Evaluación de los Proyectos de Fin de Carrera realizados por estudiantes de la ETSI de Montes en las Universidades del SUNEO, México

Desde el año 2008 hasta finales de 2012 se han publicado dieciséis proyectos de fin de carrera realizados por alumnos de la Escuela Técnica de Ingenieros de Montes en tres de las escuelas del Sistema de Universidades Estatales de Oaxaca (SUNEO), México que se han analizado en este estudio. Los proyectos son muy diversos donde se profundizan temáticas muy distintas, pero todos tienen un fondo en común: la gestión del medio ambiente y el desarrollo de las comunidades indígenas oaxaqueñas. Sin embargo es necesario y siempre enriquecedor, saber qué ha pasado con posterioridad a la publicación de dichos proyectos, en qué han quedado los esfuerzos de los estudiantes hoy ingenieros y de ambas universidades implicadas, las del SUNEO por un lado como universidades receptoras que acogieron a los estudiantes que guiaron en el desarrollo de los proyectos, y por otro lado la Universidad Politécnica de Madrid, que formó a los ahora ingenieros y que les apoyó económicamente para realizar estos trabajos. Esta evaluación es un reto dada la diversidad de los proyectos y las distintas fechas en que fueron realizados. Algunos de ellos son de publicación reciente y apenas han empezado a dar sus frutos, pero es posible prever qué consecuencias van a tener si estudiamos las acciones que se están tomando actualmente para sacar el máximo provecho de toda la información generada en beneficio de las comunidades. Algunos proyectos son directamente y potencialmente ejecutables, otros (la mayoría) son de investigación, pero ellos no significa que no puedan tener efectos positivos sobre el entorno. Las formas de evaluar el efecto de proyectos ejecutados están ya muy estandarizadas, pero sin embargo no es así para los de investigación. Este documento tiene también como objeto dar pautas para poder evaluar este tipo de proyectos así como documentar las buenas prácticas y los factores de fracaso para aumentar la probabilidad de que estos trabajos alcancen el mayor impacto positivo posible en el futuro. From 2008 to the present many projects have been published by students from ETSI Montes UPM which were developed in three of the University Schools in the State University System of Oaxaca (SUNEO), Mexico. Until the end of 2012, sixteen projects had been published and these have been analyzed and included in this study. The projects are very diverse, and they all explore different themes but they all have a common background: environmental management and development of Oaxacan indigenous communities. However it is necessary to know what happened after the publication of such projects, and to observe the impact of them. It has been a joint effort between the two universities, on the one hand the SUNEO Universities which have received, hosted and guided the development of projects, and on the other hand the Polytechnic University of Madrid, who trained the current engineers and financed them to undertake these jobs. This evaluation is a challenge due to the diversity of the projects and the different dates on which they were carried out; some of them were recently published and are just beginning to bear fruit, but it is possible to predict what kind of impact they will produce if we study the actions currently being undertaken in order to take full advantage of all the information generated for the benefit of communities. Some projects are directly and potentially executable, others (the majority) are research works, but this does not mean they cannot have an impact. The way to evaluate the impact of technical projects is already very standardized, but there is not one for the research ones yet. This document will also give guidelines to assess the impacts of such projects and will also document good practices and actions to avoid in order to increase the likelihood that these projects achieve the greatest positive impact.

Adquisición de competencias en dirección de proyectos en un contexto colaborativo descentralizado

Se presenta una experiencia educativa en el ámbito de la adquisición de competencias relacionadas con la dirección de proyectos. Alumnos de tres universidades y tres titulaciones distintas colaboran en la realización de un proyecto conjunto como instrumento conductor del proceso de enseñanzaaprendizaje. El objetivo es valorar la idoneidad de un enfoque multidisciplinar de colaboración a distancia basado en la metodología Project Based Learning en el actual contexto de cambio de paradigma educativo. La experiencia resulta innovadora y es utilizada para definir una rúbrica que permita medir un determinado número de competencias relacionadas con la ingeniería de proyectos y la dirección de proyectos de ingeniería. Un sistema software facilita la integración de las métricas definidas y simplifica los procesos de supervisión de la adquisición de competencias.

Proyectos innovadores de formación universitaria para adultos con experiencia. Algunos casos en América latina

La educación en alternancia, muy difundida en niveles no universitarios, tiene sólo unas décadas de vida en las universidades de Europa y Norteamérica. Desde 2001, varias instituciones que demandaban una educación superior para sus profesores rurales de secundaria, promueven proyectos de formación universitaria en diversos países latinoamericanos. Los resultados son muy satisfactorios. Por un lado, la Universidad trabaja en partenariado con otros actores en una colaboración poco frecuente en el ámbito académico. Por otro, se realizan innovaciones educativas que permiten a los estudiantes–adultos con experiencia– transformar problemas de acción en proyectos de investigación. Esta ponencia se centra sólo en algunos aspectos de las experiencias: la cooperativa de producción de saber entre estudiantes y profesores; el estudiante, que pasa de ser “actor” a “investigador-autor”, como centro del sistema; y la ruptura transdisciplinar de los rígidos paradigmas clásicos universitarios mediante la puesta en marcha de una verdadera formación-accióninvestigación. Estos logros requieren un cambio cultural y competencial del profesor universitario, así como una ingeniería pedagógica compleja. Algunos cambios observados en las actitudes personales y profesionales de estudiantes y profesores, permiten proponer la alternancia como una alternativa sistémica de formacióndesarrollo cercana a los postulados de Bolonia, frente a los enfoques universitarios tipo transmisivo.

Análisis de la investigación científica de los Congresos Internacionales de Ingeniería de Proyectos de AEIPRO.

El artículo presenta la actividad científica desarrollada en los congresos internacionales de ingeniería de proyectos organizados por AEIPRO. Analizando y visualizando la información a través del análisis de dominios científicos y del análisis de redes de la literatura científica desarrollada desde el II Congreso Internacional del 1998 hasta el XVI Congreso Internacional del 2012. Los resultados permiten identificar los frentes de investigación y la base de conocimientos científica en Ingeniería de Proyectos desarrollada en los congresos internacionales de AEIPRO, proporcionando resultados estadísticos sobre la distribución del aporte internacional, el grado de integración de la investigación y la colaboración científica entre universidades, instituciones científicas y profesionales. Finalmente, se realiza una comparación entre la distribución de la investigación según la temática actual de los congresos y las áreas de conocimientos que gestionan el ciclo de vida del proyecto, alcance, tiempo, costes, calidad, recursos humanos, comunicación, riesgos y adquisiciones.

Modelos e implantaciones arquitectónicas de universidades

La Universidad, desde su primera aparición Institucional, ha jugado un importante papel en la Historia de la Humanidad. En su paralelismo evolutivo a la sociedad en la que está inscrita, ha contribuido decisivamente en la mejora de la capacidad de renovación de ésta, además de constituirse en el lugar preferible para la transferencia del Saber, la investigación y la intercomunicación entre personas. Como tal producto histórico, procede estudiar en el tiempo y en el espacio las diversas tipologías de implantación física mediante las cuales la Universidad se asienta en el ámbito territorial y ciudadano. Este ejercicio analítico posibilita la definición de unos modelos urbanísticos y arquitectónicos que sirven para clasificar las Universidades españolas en general, y sus múltiples recintos diferenciados, en particular. El desarrollo del trabajo llevado a cabo en la presente Tesis Doctoral podría condensarse en los siguientes apartados : - Recogida de Información teórica, gráfica y fotográfica de todas las Universidades estudiadas, nacionales y extranjeras, incluyendo el conocimiento personal de cada una de ellas. Se han visitado aproximadamente 150 recintos universitarios - Elaboración de planos definitivos, a partir de la información gráfica conseguida. El resultado final es una completa documentación, que incluye la representación del conjunto de los recintos estudiados, cuya expresión gráfica ha sido homogeneizada, adaptándola a un soporte informático expresamente para este trabajo - Contenido teórico: a lo largo de 75 capítulos independientes, se estudian todas las implantaciones universitarias españolas, incorporando las oportunas referencias entre ellas y respecto a modelos extranjeros. Consiste en un profundo análisis descriptivo e interpretativo de las configuraciones urbanístico-arquitectónicas de la Universidad en la actualidad, prestando especial atención a su relación con la ciudad. Se desglosa en tres grandes áreas temáticas: 1. Aproximaciones 2. Ciudad y Universidad 3. Análisis individualizado de los recintos universitarios diferenciados, según su tipología urbanística y arquitectónica - Enunciado de conclusiones generales y particulares, y propuestas de futuro La Universidad continúa hoy enfrentándose al reto del ensamblaje con un dinamismo social sujeto a un ininterrumpido proceso de cambio que provoca considerables puestas en crisis de ideologías y valores. Con la presente Tesis Doctoral, se pretende enriquecer la lectura de sus huellas físicas, desde distintas ópticas de aproximación. Asimismo, y debido al creciente despertar en España del diseño de proyectos universitarios de nueva planta y de operaciones de rehabilitación de gran envergadura, uno de los principales objetivos del trabajo se centra en reclamar la necesaria inteligencia en la planificación y valentía en la imaginación arquitectónica que deben guiar la concepción de los nuevos espacios físicos. Todavía no ha respondido la Universidad con todas sus posibilidades humanas y arquitectónicas a las expectativas de una población que reclama proyectos coherentes con ella, para lograr iluminar las sombras de la ignorancia y conseguir renacer la esperanza.

Producción social, proceso participativo e intervención sostenible en el espacio público de los centros históricos. El caso de Pamplona, Colombia

La formación académica de profesionales arquitectos bajo enfoques cientificistas y disciplinares, aislados de la realidad espacial y social para la cual proyectan, como modelo de conocimiento y formación, da paso al desarrollo de una praxis contemporánea de consulta y creación colectiva, tomada por los diseñadores como punto de partida para la exploración formal de proyectos de diseño urbano concertados y de investigación social. Este proyecto de investigación formativa, con iniciativa ciudadana y académica, se basa en un método de diagnóstico y diseño participativo, para la valoración e intervención del patrimonio urbano-arquitectónico, con aplicación específica en el diseño del espacio público en el centro histórico de la ciudad de Pamplona.