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Eficiencia Energética en la Edificación
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Ramon Velázquez Vila.Dr. Ingeniero [email protected]
Energía, Ecología, Economía
Sevilla 25 Octubre 2010
Eficiencia Energética en la Edificación
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¿Tu verdad? No, la Verdad. Y vente conmigoa buscarla. La tuya guardátela.
Antonio Machado
No sabemos lo que nos pasa: eso es lo que nospasa.
Miguel de Unamuno
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Aquí ha aparecido:
La Vida,La Inteligencia
yLa Conciencia
Nuestraresponsabilidad:
Conservarlo,Transmitirlo
Nuestro hogar
Eficiencia Energética en la Edificación
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Tesis
Insostenibilidad del sistema actual:
SI el sistema actual mantiene sus
tendencias se volverá inestable
La Ciencia y la Técnica NO tienen la
respuesta.
Es preciso un cambio de paradigma:Consumo en lugar de Consumismo
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¿ Qué es un sistema Insostenible ?
Un sistema insostenible se caracteriza por variables monotonamentedecrecientes o por curvas en (U) invertidas.
En cualquier caso hay un “colapso”
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¿Qué es un sistema sostenible?
Un sistema cuyas variables esenciales son curvas en (S).
Se llega a un régimen permanente en equilibrio dinámico
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Fundamento de la tesis aquí expuesta
“No es posible un crecimientoilimitado dentro de un medio
limitado”
Dado que :el Sistema requiere un crecimientodel consumo energético ilimitado…
Dado que: el Planeta es limitado…
Luego: el Sistema es insostenible
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Intereses particulares
EconomíaSatisfacción de Necesidades
Energía Ecología
Fuentes de Energía Primaria NoRenovables: AGOTAMIENTO
Medio Ambiente: Saturación
Intereses sociales,colectivos
El Sistema: Energía, Ecología, Economía
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Primeras consecuencias
Todo el mundo está de acuerdo en que las fuentes de energía norenovables se agotarán algún día.
Todo el mundo está de acuerdo en que el sumidero se colmataráalgún dia.
Algunos piensan que tanto lo uno como lo otro son cuestionesproblemáticas, pero no acuciantes. Problemas no críticos.
Otros piensan que son Problemas críticos: Crisis energética ymedioambiental
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MEDIO
RECURSOS
SISTEMAECONOMICO
RESIDUOS
AMBIENTE
Economía de Navío espacial
Somos un navíoespacial de7.000 millonesde cosmonautas
Nuestra fuenteenergía estafuera, es el SOL
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¿Por qué no me doy cuenta
¿Porque está oculto?
¿Porque me lo ocultan?
¿Porque me lo oculto?
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Hechos contrastados
• Consumo histórico: exponencial
• Una consecuencia apodíctica:si la tendenciaexponencial continúa, se producirá agotamientorecursos no renovables
• ¿Cuándo?: Previsiones agotamiento:
– Petróleo: 40/50 años
– Gas: 60 años.
– Carbón:220 años.Sin tener en cuenta :
Vida dinámica Ni efecto de substituciónNi Interrelación con M.A
Sin tener en cuenta :
Vida dinámica Ni efecto de substituciónNi Interrelación con M.A
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Diferencia entre vida estática y dinámica
0ERt
1
0E
rR
ln
r
1
t
Vida estática de un recurso.
Vida dinámica de un recurso
Ejemplo:Gas Natural:
Vida estática:60 años.
Vida dinámica para r=5%,27 años
R, nivel de reservas.E0, consumo en el año actual.
R, tanto por ciento de crecimientoanual del consumo
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El Mito de las Reservas: ejemplo para el gas
R/Cot:Duracióndinámica.(años)
Factorreservas
FactorHorizonte
Actual 27 1 1
R=4*Actual 51 4 1.8
R=1.000 *Actual
160 1.000 5.9
Influencia del nivel de reservas en la duración del recurso
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¿Dónde estamos? ¿Hacia dónde vamos?
Exponencial(???)
Campanas:Colapso
(S)Sostenibilidad
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50
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Nuestraestadistica
¿Curvas enU o en S ?
El Futuro
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NÚMERO DE HABITANTES
E = e * pb
CONSUMO TOTALDE
ENERGÍA
CONSUMO DE ENERGÍAPOR
HABITANTE
Indicadores básicos o por qué exponencial
Curvas en (U) o en (S): ¿Quién puede saberlo?
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NÚMERO DE HABITANTES
E = e * pb
CONSUMO TOTALDE
ENERGÍA
CONSUMO DE ENERGÍAPOR
HABITANTE
¿P1:Hacia dónde vapb?
P2:¿Hacia dónde va e?
C:¿Hacia dónde va E ?
Dos preguntas, una conclusión
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¿Mas igual a Mejor o hacia dónde va (e)?
No hace falta ningúnprograma:basta preguntar alcorazón humano
(e) no tiende a cero, sinotiende a crecer
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Los límites de la población o hacia donde va PB
• El Segundo Planeta
Un hecho comprobado: El actual crecimiento de lapoblación es exponencial al 1,7% <> Doblamientocada 40 años.
Otro hecho comprobado: el 90% del crecimiento seda en los paises no desarrollados
• Una conclusión: Si la tendencia continua (E=e.pb).al ser el crecimiento poblacional exponencial, el deenergía lo será, salvo que…(???)
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Crecimiento demográfico a lo largo de la historia
Source: United Nations
0
1
2
3
4
5
6
Mil
esd
em
illo
nes
160.000a.C.
100.000a.C.
10.000a.C.
7.000a.C.
6.000a.C.
5.000a.C.
4.000a.C.
3.000a.C.
2.000a.C.
1.000a.C.
1A.D.
1.000A.D.
2.000A.D.
Población mundial
8
9
7
2.150A.D.
2007 – 6.57 millones2007 – 6.57 millones
1945 – 2.300 millones1945 – 2.300 millones
2050 – 9.100 millones2050 – 9.100 millones
250 Million250 Million1492 – 500 millones1492 – 500 millones
1776 – 1.000 millones1776 – 1.000 millonesPrimeros humanos modernosPrimeros humanos modernos
(Adám y Eva)(Adám y Eva)
¡Y yo sin darme cuenta¡
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A modo de resumen
• El crecimiento del consumo seguirá siendo exponencial, seapor el incremento de la población o por el legítimo deseo desatisfacer las necesidades….de los paises pobres y lasambiciones de los paises ricos
• El crecimiento seguirá siendo exponencial….hasta queagotemos los recursos no renovables…. en menos de unageneración
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Milagros de Ciencia y Técnica: Una solución
No Renovables: Convencionales: Carbón, Petróleo,Gas No convencionales: Esquistos y arenas asfálticas No convencional: Hidrógeno limpio y sucio Nucleares: Fisión regenerativa, Fusión
Renovables: Solar Eólica Biomasa
Hidraúlica
La cesta energética
Barata
Fuente de energía inagotable
No contaminante
Solicitando un triple milagroa la Ciencia y a la Técnica :
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La creencia idolátrica en la Ciencia y en la Técnica o Supongamos que……
Supongamos que la Ciencia y la Técnica han realizado eltriple milagro de una fuente de energía Inagotable, Barata yNo contaminante.
¿Y ahora qué?
Ahora tendríamos un problema mayor, irreversible y denaturaleza medioambiental
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Algo de Termodinámica popular
El Segundo Principio.
El Principio de la perversión o degradación.
El Principio Aristocrático.
El Principio.. Ininteligible
El Primer Principio:
El Principio de la Honradez.
El Principio Democrático.
El Principio…Inteligible: ¿de veras?
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El límite ecológico: Incendio en el Planeta y no hay bomberos
Toda la energía “acumulada” al serutilizada aparece en el M.A degradada=
Incendio
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Sencilla…. pero suficiente
Entradas (?)Radiación Solar….240 W/m2
Núcleo………….. 0.018 W/m2
Antropogénica….. 0.015 W/m2
Salidas y Acumulación Fotosíntesis……0.018 W/m2
Reradiación…..Resto
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El límite ecológico:¿ Cuándo habremos incendiado al Planeta?
¿Cuánto tiempo para que Antropogénica=Solar?
(240/0.015)=15.000, k=5%, p=14 ,t=0.70/0.05=14
Tiempo necesario=14*14=196 años
¿Tendríamos problemas un “poco” antes?
Insostenibilidad de soluciones técnicas que“incendien”:Fision regenerativa o Fusión
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RegiónSuperficie
(Km 2)
Población
(millones)
Energía por Unidadde Tiempo y Unidad
de Área.
(W / m 2)
Energía porpersona yUnidad de
Tiempo
(k W)
Radiación solarmedia en lasuperficieterrestre
(W / m 2)
CostaNordestede EE.UU.
87.000 33,0 4,4 11,2 90
NorteRhin-Westfalia
34.000 16,8 4,2 8,0 50
NorteRhin-Westfalia,ÁreaIndustrial
10.300 11,3 10,2 8,9 51
LosAngeles
3.500 7,0 21 10,3 108
NuevaYork,Manhattan
59 1,7 630 21,0 93
Fairbanks,Alaska
37 0,03 18,5 21,8 18
Aunque no hay que esperar tanto
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Los efectos añadidos: Abrigo y sierra
El Abrigo
Gases Invernadero en acumulacióncreciente. Cambio climático: ¿Discutible?
La sierra…de talar
Eliminación de la masa forestal:
Etiopía: Hace 40 años…….30% selva.
Hoy……………… 1% selva
India: Hace 90 años………. 50% selva
Hoy……………….14% selva
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¿ Alguien más dice esto?
Informe “Planeta Vivo 2008 de WWW/Adena. (Referencia “El Mundo”, 29 Octubre2008, página 36
La Humanidad necesitará dos planetas para el año 2030:la demanda mundial de consumo supera la capacidad deabastecimiento de la Tierra
James Leape, director general de WWF, señalaba que, “aunque el mundo está preocupado por la crisis financiera,lo que realmente amenaza a la sociedad es la crisis decrédito ecológico”
No obstante, es una situación reversible si se toman lastres medidas siguientes: “ Reducir el consumo, ralentizar elcrecimiento de la población y mayor eficiencia en el uso delos recursos
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Efectoinvernadero.
Un abrigo
Uso de la energía.Un incendio
Esto es lo que ocurre
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¿Alguna solución?
• El HOY Insolidario
• E=
(e*pb)Ricos+(e*pb)Pobres
• El Mañana Insolidario
• E= ( e*pb)Ricos +
(e*pb)Pobres
El Futuro solidario
E= (e*pb)”Ricos”+ (e*pb) “Pobres”
Consumo frentea consumismoNecesidades
reales frente aficticias
Controldemográfico
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Mundo rico, Mundo pobre, Mundo obsceno
El 20% de la Humanidad consume el 80% de los recursos; luego el (80% de laHumanidad se tienen que contentar con el 20% de los recursos
El acceso universal a una Alimentación adecuada, al Agua Potable, a Infraestructurassanitarias y Educación Básica costaría 40.000 millones $/año (PNUD 1998).
El gasto en publicidad es de 400.000 millones $. /año
El planeta invierte en educación para todos 6 mil millones$/año y en Cosméticos enUSA, 8 mil millones$USA/año
El planeta invierte en Agua y Sanidad para todos 9 mil millones$/año y en Consumo dehelados en Europa 11mil millones$USA/año
El planeta invierte en Atención Ginecólogica a todas las mujeres 12 mil millones$/añoy en Perfumes, solo en Europa y USA lo mismo
El planeta invierte en Necesidades básicas nutricionales y sanitarias 13 milmillones$/año y en Alimentos para animales, solo en Europa y USA 17 mil millones de$/año
El planeta invierte en Cigarrillos (solo en Europa) 50 y en Bebidas alcohólicas (soloEuropa) 105.
El planeta invierte en Gastos Militares en 780 mil millones $/año, más que la suma detodas las cifras anteriores
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¿Hay Capital financiero?
Condonación de la Deuda: 1 Billón de $ USA.
Activar economia en P.P: 1 Billóm de $ USA.
??? Gastos militares anuales > 2700
millones $/dia <> 1 Billón $/año
Solo DOS AÑOS de PAZ
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NUEVAMENTE EL TIEMPO
¿CUANTO TIEMPO PARA EL SURGIMIENTO DE UNA CONCIENCIAUNIVERSAL?
E = EO* 2P
32 PERIODOS DE DOBLAMIENTO PARA LLEGAR A 5.000 MILLONES
SI LA CONCIENCIA SE DUPLICA CADA 3 AÑOS …3 * 32 … 96 AÑOS.
SI LA CONCIENCIA SE DUPLICA CADA AÑO …1 * 32 ... 32 AÑOS.
SI LA CONCIENCIA SE DUPLICA CADA DÍA ….1* 32…. 32 DÍAS.
¿Hay tiempo?
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Diagnóstico: Resumen
El consumo de energía (no renovable) ha sido exponencialhistoricamente. La tendencia que muestra el sistema es que esta tendenciacontinúa, alimentada por un consumismo desaforado (paisesricos) y una demografía exponencial (paises pobres). El planeta no tiene recursos para soportar un crecimientoilimitado. En el caso de un triple milagro científico/tecnológico, enforma de fuente de energía inagotable, barata y nocontaminante, el límite al crecimiento es de naturalezamedioambiental (calentamiento del Planeta debido a ladegradación de la energía, segundo principio)
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Reflexiones finales
• Utopía frente a Quimera: El futuro no está escrito.
• No me lo creo: !!Haces muy bien!!: Escepticismocrítico frente a Incredulidad vitalista
• ¿Y yo qué puedo hacer?: !!Compráte una escoba!!
• Ver frente a Mirar o creer en el Milagro…de laVIDA
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Energía……………………… Crisis energética.
Ecología……………………… .Crisis medioambiental
Economía………………………Crisis económico-financiera
Etica………………………… ¿Crisis ética?
Esperanza
4E+ E
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Interrelación/Holismo/Globalización
ENERGÍA
ECONOMÍA
ECOLOGIA
Solo posibles soluciones que respeten elholismo.
Solo soluciones globales (mundiales)
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El crecimiento es proporcional al valor inicial de la magnitud: rEdtdE
rteoEE Esta es la ecuación exponencial:
tr)( 1oEE También ésta es la ecuación exponencial:
El valor de la función se duplica cada (p) años: Ahora E; dentro de (p),valdrá 2E. Dentro de otro (p), valdrá 4E ( 22 E). Dentro de otro (p), valdrá 23E
El valor de la función al cabo de (p) períodos de doblamiento valdrá:E=Eo2
p
El período de doblamiento vale aproximadamente :r
0.70p
La función crece indefinidamente
La función exponencial: ángel o demonio
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LA TABLA DE MULTIPLICAR
1EO 2EO 4EO 8EO 16EO
Un término es menor que la suma de todos los anteriores
4> 1+28>1+2+416>1+2+4+8……….
Si la energía hubiera crecido exponencialmente en el pasado, y así lo hizo,durante el próximo período de duplicación se consumirá mas energía quetoda la consumida desde el inicio
Ejemplo 1: La tabla de multiplicar
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Años E * 2 p Capital
(pesetas)
4 24
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Ejemplo 2:Cómo hacerse rico… sin notarlo o E o* 2 p
10 210
1.000
20 220 1.000.000
30 230. 1.000.000.000
40 240 Un billón
50 250 Mil billones
60 260 Un millón debillones
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Resumen: Cambio de paradigmas
Nuevos paradigmas
1 Ser versus Tener: Consumo frente a consumismo.
2 Navio espacial frente a Segundo Planeta: Controldemográfico.
3 Solidaridad para la Supervivencia: ¿Todos oAlgunos?........¿O Ninguno?
4 Sistema energético: Renovables: ¿alternativas ocomplementarias?…pero !!cuidado en cualquiercaso!!
5 Ahora frente a Luego.
6 El camino de la transición: ¿de todo un poco?Ahorro e Incremento eficiencia energética