POBREZA ENERGÉTICA Y BIOMIMÉTICAUN CAMINO HACIA EL FUTURO

Caroline Samantha Franco KöpkeETSAM UPM

“La naturaleza no hace nada superuo, nada inútil,y sabe sacar múltiples efectos de una sola causa.”

Nicolás Copérnico (1473‐1543)

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Figura 1 Definición de pobreza energética

Figura 2 Desglose de población

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Figura 3 Grupo en riesgo: Discapacitados y enfermedades degenerativas

Figura 4 Grupo de riesgo: Personas de la tercera edad

Figura 5 Objetivos respecto a gases de efecto invernadero UE

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Figura 6 Criterios votados para la consideración de estado de pobreza energética

Antes de 1900

1901-1940

1941-1960

1961-1980

1981-2001

Viv. totales

CCAA Madrid

18.5 % 21.2 % 20.5 % 21.7 % 19.1 % 20.7 %

Figura 7 Totales de la C.A. de Madrid en intervención prioritaria

Tabla 1 Antigüedad de viviendas en municipios de más de 50.000 habitantes

Figura 8 Consumos en la edificación residencial (kteps)

Figura 9 Estrategias de diseño por época del año y localización

Figura 10 Temperaturas nocturnas en verano. Distritos

Figura 11 Temperaturas mínimas de invierno. Madrid.

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Figura 12 Análisis de Elementos Materiales

Figura 13 Recreaciones de viviendas Reales de Lavapiés

Tabla 2 Características de las viviendas seleccionadas

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Figura 14 Potencia en Madrid según aislamiento y dimensiones

Figura 15 Costes de sistemas de climatización

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Figura 16 Temperatura máxima y mínima promedio

Figura 17 Tiempo que se pasa en las diferentes bandas de temperatura

Figura 18 Energía solar de onda corta incidente diaria promedio

Figura 19 Células solares sensibilizadas por colorante

Figura 20 DSSC instalado en fachada

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Figura 21 Instalación de protección solar en ventanas

Figura 22 Ventilación analogía termitero

Figura 23 Funcionamiento "termitero"

Figura 24 Inercia térmica de cerramiento de termoarcilla

Figura 25 Inercia térmica de cerramiento de termoarcilla con aislamiento térmico

Figura 26 Sistema de enfriamiento por evaporación

Figura 27 Aerogel: Tubos de carbono huecos al microscopio

Figura 28 Funcionamiento de muro Trombe

Figura 29 Sistema de bomba de calor

Figura 30 Geotermia en edificios residenciales

Figura 31 Clasificación de materiales adaptativos para fachadas

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Figura 32 Fachada que recoge la humedad exterior y la transfiere al interior

Figura 33 Fachada SABS composición

Figura 34 Esqueleto adaptativo termo-bimetal

Figura 35 Referencia catastral

Figura 36 Biomimética aplicada en el edificio modelo

AL-OBAIDI , Karam M; AZAM ISMAIL, Muhammad; HUSSEIN, Hazreena; ABDUL

RAHMAN, Abdul Malik. Biomimetic building skins: An adaptive approach, 2017.

BALLESTER DÍEZ, Ferran. Meteorología y Salud. La relación entre la temperatura

ambiental y la mortalidad. 1996. Valencia.

BIOMIMICRY INSTITUTE. Página web:

BOARDMAN , Brenda. Fixing Fuel Poverty: Challenges and Solutions. 1991; Earthscan,

Londres.

BRANDS, E.C; LÓPEZ LEARTE, Pablo (ed); OSONA, Tamara (ed). Arranca el plan contra

la pobreza energética en España. 2017; Página web: El Confidencial.

CELL PRESS. A polar-bear-inspired material for heat insulation. 2019; EurekAlert!

Recuperado de: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/cp-

apm052919.php

CERRILLO, Antonio. Sólo diez países de la UE están en condiciones de cumplir sus metas

climáticas para el 2030. 2019; Recuperado de:

www.lavanguardia.com/natural/cambio-climatico/20191129/471935807382/metas-

climaticas-ue-agencia-europea-cumbre-clima-madrid.html

CONSEJO DE LA UNIÓN EUROPEA. Normativa Europea de reducción de emisiones para

2030. 2014; Recuperado de: https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2030_es

CUI , Shuang; AHN , Chihyung; WINGERT , Matthew. Bio-inspired effective and

regenerable building cooling using tough hydrogels. 2016. Página web: Artículo.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261916300381

DE LUXÁN GARCÍA DE DIEGO, Margarita; SÁNCHEZ-GUEVARA SÁNCHEZ, Carmen;

ROMÁN LÓPEZ, Emilia; BARBERO BARRERA, María del Mar; GÓMEZ MUÑOZ, Gloria

Rehabilitación exprés para hogares vulnerables. 2017.

DEWIDAR, K.M; MOHAMED, N.M; ASHOUR, Y.S. A New Concept of Self Active Building

Envelope Regulating Systems. Egypt. 2013.

DI SALVO , Santina. Advances in Research for Biomimetic Materials. Chicago: The

University of Palermo, 2018; 13 páginas.

FERNÁNDEZ, Guillermo; FLORES, Raúl; PEIRO, Natalia. VIII Informe Foessa: La exclusión

social se enquista en una sociedad cada vez más desvinculada. 2019. Madrid.

GOBIERNO DE ESPAÑA . “Objetivos de desarrollo sostenible”. 2018. Página web:

https://www.agenda2030.gob.es/es/objetivos

GOBIERNO DE ESPAÑA. Estrategia Nacional contra la Pobreza Energética. 2018;

Recuperado de:

https://www.miteco.gob.es/es/prensa/estrategianacionalcontralapobrezaenergetica201

9-2024_tcm30-496282.pdf

GOBIERNO DE ESPAÑA, Ministerio de Fomento. Estrategia a largo plazo para la

Rehabilitación Energética en el sector de la Edificación en España (ERESEE 2017). 2017;

Recuperado de: https://www.fomento.gob.es/recursos_mfom/pdf/24003A4D-449E-

4B93-8CA5-7217CFC61802/143398/20170524REVISIONESTRATEGIA.pdf

GARCÍA, Cristina. ¿Qué es la biomimética? Página web: westwing.es. Artículo, 2019.

GEOTERMIA VERTICAL. ¿Qué es la energía geotérmica? 2009.

GONZÁLEZ DONOSO, Mariela. 11 razones para conocer el barrio de Lavapiés en Madrid.

2015.

HUELLAS DE ARQUITECTURA. El sistema Ecooler, decoración y refrigeración sostenible.

2015; Página web: https://huellasdearquitectura.wordpress.com/2015/07/27/el-

sistema-ecooler-decoracion-y-refrigeracion-sostenible/

JIMENEZ DE LA CRUZ, Emmanuel; SARRACINO SUAREZ, Anayeli; ALCUDIA HERNÁNDEZ,

Jose Alfredo. Muro Trombe. 2012; Vídeo de Youtube:

https://www.youtube.com/watch?v=Fn7T5zYM71s

LLOPIS TRILLO, Guillermo; RODRIGO ANGULO, Vicente. Guía de la Energía Geotérmica.

2008; Página web: https://www.fenercom.com/wp-content/uploads/2008/01/Guia-de-

la-Energia-Geotermica-fenercom-2008.pdf

MAS, Consulting Trends. La Pobreza Energética: Análisis y Soluciones n 2. 2014; Página

web: niunhogarsinenergia.org.

MINISTERIO DE FOMENTO; INSITUTO JUAN DE HERRERA. Análisis de las características

de la edificación residencial en España. 2013; Recuperado de:

https://www.fomento.gob.es/recursos_mfom/pdf/9DFC55DD-B6F8-4C40-8634-

8B199A6770A8/135887/INF_CARAC_EDIF_RESID_2001.pdf

MONTILLA DUQUE, Ana. Arquitectura solar pasiva, elementos para su diseño. 2018;

Recuperado de: https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/arquitectura-solar-

pasiva/

NATIONAL GEOGRAPHIC. See How Termites Inspired a Building That Can Cool Itself.

2018; Vídeo de youtube:

ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS (ONU). Objetivos de Desarrollo Sostenible

del Programa de UN para el Desarrollo (ODS). 2015; Recuperado de:

https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/

PAWLYN, Michael. Usando el genio de la Naturaleza en la arquitectura. 2011. Vídeo de

Youtube:

RAMOS DELGADO , Pablo. ¿Qué método para calentar la casa resulta más sostenible?

2018. Página web: elmundo.es. Artículo.

SÁNCHEZ MERINO, Ronny. Biomimética: una metodología de diseño sostenible. 2016; 17

páginas.

SANZ , Elena. Así afecta el frío a la salud. Página web: muyinteresante.es. Artículo.

SÁNCHEZ-GUEVARA SÁNCHEZ, Carmen; SANZ FERNÁNDEZ, Ana; HERNÁNDEZ AJA,

Agustín; NEILA GONZÁLEZ, F. Javier. Fuel Poverty Analysis in three Spanish

Autonomous Regions. 2015. Madrid.

− 2016, 2da edición, revisada y ampliada. SANZ FERNÁNDEZ, Ana; GÓMEZ MUÑOZ,

Gloria; SÁNCHEZ-GUEVARA SÁNCHEZ, Carmen; NÚÑEZ PEIRÓ, Miguel. Estudio

técnico sobre la pobreza energética en la ciudad de Madrid. Madrid.

SERVICE , Robert F. Solar cells that work in low light could charge devices indoors.

Página web: ScienceMag.org. Artículo.

SUNG, Doris; RAMIREZ, Adelfrid; PHILLIPS, Lisa; MICHALSKY, Julia; XU,

Wenjia; KANG, Justin; EAST, Michelle; HO, Esther. InVert Auto-Shading

Windows. DOSU Studio Architecture, 2018.

TORRES CUADRADO , Esperanza M. “Análisis Cualitativo de los sistemas de

Telecomunicación y computación de edificios”. 2000; Vol I.

TURÉGANO, J; HERNÁNDEZ, M; GARCÍA, F. La inercia térmica de los edificios y su

incidencia en las condiciones de confort como refuerzo de los aportes solares de

carácter pasivo (2003)

WEATHER SPARK. Clima promedio en Madrid (2016); Artículo. Página web:

https://es.weatherspark.com/y/36848/Clima-promedio-en-Madrid-Espa%C3%B1a-

durante-todo-el-a%C3%B1o

WEBEDIA BRAND SERVICES . “Estas son las métricas que debes tener en cuenta para

ahorrar en la climatización de tu casa”. 2019; Página web: Smarthome LG.

Figura 1 (Página 5) Definición de pobreza energética. Fuente: Catalunya Vanguardista.

Recuperado de https://www.duna.cl/noticias/2017/06/19/vulnerabilidad-

energetica-medio-millon-de-hogares-en-chile-lo-sufre-pero-pocos-lo-ven/

Figura 2 (Página 6) Desglose de población. Fuente: Sánchez-Guevara, C. (2015). Gráfico

de caracterización de la pobreza energética. Recuperado de

http://www.fundacionnaturgy.org/publicacion/re-habilitacion-expres-hogares-

vulnerables-soluciones-coste/

Figura 3 (Página 8) Grupo en riesgo: Discapacitados y enfermedades degenerativas.

Fuente: Appel, J. (2017) Recuperado de https://unsplash.com/photos/0nkFvdcM-

X4

Figura 4 (Página 9) Grupo en riesgo: Personas de la tercera edad. Fuente: Gottardi, C.

(2017) Old people conversing. Recuperado de

https://unsplash.com/photos/q3FihXQ-13M

Figura 5 (Página 11) Objetivos respecto a gases de efecto invernadero UE. Fuente: La

Vanguardia. Agencia Europea del Medio Ambiente (EEA) (2019). Recuperado de

https://futuroverde.org/2019/12/16/solo-10-paises-de-la-union-europa-podrian-

cumplir-sus-objetivos-climaticos-para-el-2030/

Figura 6 (Página 13) Criterios votados para la consideración de estado de pobreza

energética. Fuente: Estrategia Nacional contra la Pobreza Energética. Recuperado

de:

https://www.miteco.gob.es/es/prensa/estrategianacionalcontralapobrezaenergetica201

9-2024_tcm30-496282.pdf

Figura 7 (Página 14) Totales de la C.A. de Madrid en intervención prioritaria. Fuente:

Ministerio de Fomento. Recuperado de:

https://www.fomento.gob.es/recursos_mfom/pdf/9DFC55DD-B6F8-4C40-8634-

8B199A6770A8/135887/INF_CARAC_EDIF_RESID_2001.pdf

Tabla 1 (Página 14) Antigüedad de viviendas en municipios de más de 50.000 habitantes.

Fuente: Ministerio de Fomento. Recuperado de:

https://www.fomento.gob.es/recursos_mfom/pdf/9DFC55DD-B6F8-4C40-8634-

8B199A6770A8/135887/INF_CARAC_EDIF_RESID_2001.pdf

Figura 8 (Página 15) Consumos en la edificación residencial (kteps). Fuente: Ministerio

de Fomento sobre datos IDEA para Eurostat. Recuperado de:

https://www.fomento.gob.es/recursos_mfom/pdf/24003A4D-449E-4B93-8CA5-

7217CFC61802/143398/20170524REVISIONESTRATEGIA.pdf

Figura 9 (Página 15) Estrategias de diseño por época del año y localización. Fuente: De

Luxán, M. Rehabilitación exprés para hogares vulnerables. (2017) Recuperado de:

http://www.fundacionnaturgy.org/publicacion/re-habilitacion-expres-hogares-

vulnerables-soluciones-coste/

Figura 10 (Página 17) Temperaturas nocturnas en verano. Distritos. Fuente: Sánchez-

Guevara, C. (2015). Recuperado de:

https://www.madrid.es/UnidadesDescentralizadas/Consumo/NuevaWeb/pobreza%20e

nerg%C3%A9tica/Estudio%20Pobreza%20energ%C3%A9tica%204%20febrero%202017.p

df

Figura 11 (Página 17) Temperaturas mínimas de invierno. Madrid. Fuente: Sánchez-

Guevara, C. (2015). Recuperado de:

https://www.madrid.es/UnidadesDescentralizadas/Consumo/NuevaWeb/pobreza%20e

nerg%C3%A9tica/Estudio%20Pobreza%20energ%C3%A9tica%204%20febrero%202017.p

df

Figura 12 (Página 21) Recreaciones de Viviendas Reales de Lavapiés. Fuente: Elaboración

propia de la alumna del presente TFG.

Tabla 2 (Página 22) Características de las viviendas seleccionadas. Fuente: Elaboración

propia de la alumna del presente TFG.

Figura 13 (Página 22) Análisis de Objetos Materiales. Fuente: Elaboración propia de la

alumna del presente TFG.

Figura 14 (Página 23) Potencia en Madrid según aislamiento y dimensiones. Fuente:

Recuperado de: https://tecnologialg.xataka.com/estas-metricas-que-debes-tener-

cuenta-para-ahorrar-climatizacion-tu-casa/

Figura 15 (Página 24) Costes de sistemas de climatización. Fuente: Recuperado de:

https://tecnologialg.xataka.com/estas-metricas-que-debes-tener-cuenta-para-ahorrar-

climatizacion-tu-casa/

Figura 16 (Página 28) Temperatura máxima y mínima promedio Fuente: Weather Spark

Recuperado de: https://es.weatherspark.com/y/36848/Clima-promedio-en-Madrid-

Espa%C3%B1a-durante-todo-el-a%C3%B1o#Sections-Precipitation

Figura 17 (Página 29) Tiempo que se pasa en las diferentes bandas de temperatura.

Fuente: Weather Spark. Recuperado de: https://es.weatherspark.com/y/36848/Clima-

promedio-en-Madrid-Espa%C3%B1a-durante-todo-el-a%C3%B1o#Sections-Precipitation

Figura 18 (Página 29) Energía solar de onda corta incidente diaria promedio. Fuente:

Weather Spark Recuperado de: https://es.weatherspark.com/y/36848/Clima-

promedio-en-Madrid-Espa%C3%B1a-durante-todo-el-a%C3%B1o#Sections-Precipitation

Figura 19 (Página 30) Células solares sensibilizadas por colorante. Fuente: Michael

Grätzel (2010) Recuperado de: https://www.engadget.com/2010/06/10/michael-

gratzel-inventor-of-the-dye-sensitized-solar-cell-wins/

Figura 20 (Página 30) DSSC instalado en fachada. Fuente: Herzog, R. (2018). Recuperado

de: https://www.sciencemag.org/news/2018/04/solar-cells-work-low-light-could-

charge-devices-indoors

Figura 21 (Página 32) Instalación de protección solar en ventanas Fuente: DOSU Studio

Recuperado de: https://www.architecturalrecord.com/articles/14288-continuing-

education-biomimetic-materials

Figura 22 (Página 33) Ventilación con analogía a termitero. Fuente: Vox. (2017)

Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=iMtXqTmfta0&t=295s

Figura 23 (Página 33) Funcionamiento “termitero” en edificio. Fuente: Fred the Oyster.

Recuperado de: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Natural_ventilation_high-

rise_buildings.svg

Figura 24 (Página 34) Inercia térmica de cerramiento de termoarcilla. Fuente: Turégano,

J; Hernández, M; García, F. La inercia térmica de los edificios y su incidencia en las

condiciones de confort como refuerzo de los aportes solares de carácter pasivo.

Recuperado de: http://conarquitectura.com/articulos%20tecnicos%20pdf/08.pdf

Figura 25 (Página 35) Inercia térmica de cerramiento de termoarcilla con aislamiento

térmico. Fuente: Turégano, J; Hernández, M; García, F. La inercia térmica de los

edificios y su incidencia en las condiciones de confort como refuerzo de los aportes

solares de carácter pasivo. Recuperado de:

http://conarquitectura.com/articulos%20tecnicos%20pdf/08.pdf

Figura 26 (Página 36) Sistema de enfriamiento por evaporación. Fuente: Huellas de

arquitectura. Recuperado de:

https://huellasdearquitectura.wordpress.com/2015/07/27/el-sistema-ecooler-

decoracion-y-refrigeracion-sostenible/

Figura 27 (Página 37) Aerogel: Tubos de carbono huecos al microscopio. Fuente: Zhan,

Hui-Juan. Recuperado de: https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/202287.php

Figura 28 (Página 37) Funcionamiento de muro Trombe. Fuente: Montilla Duque, A.

(2018). Recuperado de: https://revistadigital.inesem.es/gestion-

integrada/arquitectura-solar-pasiva/

Figura 29 (Página 38) Sistema de bomba de calor. Recuperado de:

https://www.fenercom.com/wp-content/uploads/2008/01/Guia-de-la-Energia-

Geotermica-fenercom-2008.pdf

Figura 30 (Página 39) Geotermia en edificios residenciales. Recuperado de:

http://www.arqtekmexico.com/geotermia.html

Figura 31 (Página 39) Clasificación de materiales adaptativos para fachadas. Al-Obaidi,

K. Recuperado de: Biomimetic building skins: An adaptive approach.

Figura 32 (Página 40) Fachada que recoge la humedad exterior y la transfiere al interior.

Al-Obaidi, K. Recuperado de: Biomimetic building skins: An adaptive approach.

Figura 33 (Página 41) Fachada SABS composición. Dewidar, K.M. Recuperado de: A

New Concept of Self Active Building Envelope Regulating Systems. Egypt

Figura 34 (Página 41) Esqueleto adaptativo termo-bimetal. Dewidar, K.M. Recuperado

de: A New Concept of Self Active Building Envelope Regulating Systems. Egypt

Figura 35 (Página 42) Referencia catastral. Fuente: Sede Electrónica del Catastro.

Recuperado de: https://www1.sedecatastro.gob.es/Cartografia/mapa.aspx?buscar=S

Figura 36 (Página 42) Biomimética aplicada en el edificio modelo. Fuente: Elaboración

propia de la alumna del presente TFG.