¿Qué se puede hacer desde las ingenierías para reducir el gasto energético?

De acuerdo con datos actualizados del Green Building Council, los edificios consumen un impresionante 41% de toda la energía mundial, 25% del agua del planeta y además contribuyen con el 30% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero. Por eso, la eficiencia energética es una prioridad para arquitectos, ingenieros, inversionistas y desarrolladores por igual. 

Desde las múltiples ingenierías que intervienen (estructural, eléctrica y de sistemas hidrosanitarios), se pueden implementar una gran cantidad de soluciones creativas e integrales para minimizar el consumo energético en todo el ciclo de vida de un edificio, desde su planificación hasta su operación diaria. Acompáñanos a explorar a detalle estrategias que se pueden implementar en cada una de ellas para tu próximo proyecto arquitectónico.

1.- Aislamiento térmico y optimización de recursos

La eficiencia energética de un proyecto arquitectónico no depende únicamente de los sistemas eléctricos o mecánicos, de hecho, comienza desde su diseño arquitectónico. Aplicar estrategias orientadas al ahorro energético desde las primeras fases de diseño sienta una base sólida para optimizar significativamente el consumo, mejorar la sostenibilidad general y multiplicar los ahorros en costos operativos. 

1.1.- Diseño pasivo para aprovechar recursos naturales

El diseño pasivo se basa en maximizar el uso de recursos naturales como la luz solar, el viento y la ventilación natural para reducir la demanda energética. Estrategias como la orientación adecuada de las fachadas, el uso de masas térmicas y la protección solar contribuyen a disminuir la dependencia de sistemas mecánicos de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

1.2.- Aislamiento térmico eficiente

Uno de los aspectos más importantes para minimizar el consumo energético de un edificio es asegurar un aislamiento térmico adecuado. El uso de materiales de alto rendimiento que reduzcan las transferencias de calor entre el interior y el exterior, como concreto de alta densidad, es esencial para evitar pérdidas energéticas mientras simultáneamente se reduce la huella de carbono. Además, estos materiales suelen ser más duraderos y requieren menor mantenimiento. La incorporación de paneles aislantes, vidrios dobles o triples y sistemas de revestimiento de alta eficiencia también puede reducir significativamente la necesidad de aire acondicionado, especialmente en climas extremos.

1.3.- Análisis energético avanzado mediante software especializado

El uso de herramientas avanzadas, como el IESVE, Equest o HAP, permiten realizar análisis energéticos detallados que identifican oportunidades de mejora en la eficiencia energética. Estos análisis incluyen simulaciones térmicas, estudios de ventilación natural y cálculo de asolamiento. Mediante estos análisis, es posible identificar áreas críticas que requieren mejoras y ajustar el diseño estructural para un rendimiento óptimo.

1.4.- Evaluación del ciclo de vida (LCA)

Algunas estrategias de construcción y/o materiales pueden parecer muy eficientes si solo tomamos en cuenta la operación a corto y mediano plazo, pero cuando ampliamos el panorama para ver cómo se comportan desde antes de la construcción y al final de la vida útil del edificio, nos damos cuenta de que el impacto energético se dispara. 

La Evaluación del Ciclo de Vida (LCA, por sus siglas en inglés) es un método que permite medir el impacto ambiental de un proyecto arquitectónico durante todas sus fases: desde la extracción de materias primas hasta la construcción, operación, mantenimiento y desecho final. Gracias a este análisis, podemos identificar puntos “ocultos” de ineficiencia, así como evaluar distintas alternativas de materiales para elegir aquellas que hagan sentido a lo largo de todo el ciclo de vida. 

2.- Ingeniería de control: Automatización y uso eficiente de la energía

La ingeniería de control es el área clave en el consumo de cualquier proyecto eficiente. Afortunadamente, cuando incorporamos la sostenibilidad desde la planeación de una instalación de control, podemos marcar una gran diferencia en términos de eficiencia energética. 

2.1.- Planificación y gestión eficiente de las cargas eléctricas

La utilización de Building Information Modeling (BIM) permite simular, analizar y optimizar los sistemas eléctricos de un proyecto arquitectónico antes de su construcción para detectar ineficiencias y oportunidades de mejora desde las primeras etapas del diseño, asegurando un uso óptimo de los recursos energéticos.

Optimizar el uso de cargas eléctricas mediante un sistema de gestión inteligente permite identificar patrones de consumo y aplicar estrategias para minimizar el uso de energía en horarios pico o cuando no es necesario. El uso de variadores de frecuencia, sistemas de almacenamiento de energía y controles programables son algunas de las tecnologías que pueden implementarse para este fin.

2.2.- Integración de energías renovables

Planear el diseño del edificio para incorporar fuentes de energía renovable como paneles solares o turbinas eólicas permite aprovechar al máximo estas tecnologías y reducir considerablemente los costos energéticos a largo plazo y disminuye la dependencia de la red eléctrica. Es decir, si la red falla, el edificio puede recurrir a su propia producción y reserva de energía. 

2.3.- Implementación de sistemas de iluminación LED

Los sistemas de iluminación LED representan una de las soluciones más efectivas para reducir el consumo energético en un proyecto arquitectónico. Las lámparas LED son hasta un 60% más eficientes que las luces tradicionales, especialmente cuando se combinan con sistemas inteligentes de control. Además, su mayor durabilidad reduce la necesidad de reemplazos frecuentes, disminuyendo así los costos operativos a largo plazo.

2.4.- Automatización y sistemas inteligentes de control 

Integrar sistemas inteligentes de control permite monitorear y gestionar el uso de energía en tiempo real. Gracias al Internet de las Cosas (IoT), es posible ajustar automáticamente la iluminación, climatización y otros sistemas eléctricos en función de la ocupación, necesidades específicas o condiciones ambientales.

3.- Sistemas HVAC: Integración y automatización para un mayor ahorro

Según informes de la Agencia Internacional de Energía (AIE) y de la Alianza Global para los Edificios y la Construcción (Global ABC), el uso de sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) representa aproximadamente un 20% de la electricidad total utilizada en edificios a nivel mundial, un 10% de todo el consumo mundial de electricidad y el 28% del total de las emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía. Además, como resultado del cambio climático, se espera que la demanda mundial de energía procedente de aparatos de aire acondicionado se triplique para 2050. Estas cifras dejan clara la importancia de desarrollar sistemas HVAC más eficientes. 

3.1.- Dimensionamiento y selección adecuada de los sistemas

En primer lugar, instalar sistemas HVAC que sean demasiado grandes  para un edificio puede generar un rendimiento deficiente y un desperdicio de energía. Es fundamental realizar cálculos de carga precisos y un dimensionamiento adecuado para garantizar que el sistema pueda cumplir con las necesidades actuales del proyecto, pero también escalar de manera eficiente si las necesidades aumentan. Así mismo, invertir en equipos innovadores es crucial, considerando factores como la eficiencia energética, los requisitos de mantenimiento y los costos del ciclo de vida.

3.2.- Sistemas de recuperación de energía (ERV) y flujo variable

Los sistemas de recuperación de energía (ERV) capturan y reutilizan la energía del aire que se expulsa para acondicionar el edificio. Esto reduce la necesidad de calefacción o enfriamiento adicional. De manera complementaria, los sistemas de flujo variable permiten ajustar la cantidad de aire o agua que circula por el sistema en función de las necesidades del edificio. Esto se traduce en un uso más eficiente de la energía, especialmente en edificios con demandas variables a lo largo del día.

3.3.- Controles inteligentes y automatización

El uso de sensores avanzados y sistemas de automatización permite optimizar el rendimiento de HVAC en función de datos en tiempo real. Estos sistemas pueden ajustar automáticamente el flujo de aire y la velocidad del ventilador para satisfacer las necesidades específicas del edificio, minimizando así el desperdicio de energía y mejorando el confort de los ocupantes.

4.- Ingeniería hidrosanitaria: Eficiencia en el uso del agua

La mayoría de los edificios construidos en décadas pasadas fueron diseñados sin tomar en cuenta la crisis hídrica generalizada que hoy vivimos. Por ello, uno de los cambios más importantes que veremos desde las ingenierías es precisamente en la configuración de los sistemas hidrosanitarios, especialmente en edificios de gran escala o aquellos diseñados para un uso intensivo de agua.

4.1.- Sistemas de reutilización de aguas grises

La reutilización de aguas grises (agua procedente de duchas, lavabos y lavanderías), mismas que representan hasta el 65% del consumo doméstico y el 30% en edificios comerciales, se ha vuelto fundamental para disminuir el consumo de agua potable. Este tipo de sistemas permite recolectar, filtrar y reutilizar el agua para tareas que no requieren agua potable, como el riego de áreas verdes o la descarga de inodoros.

4.2.- Tecnología de bajo consumo en plomería

El uso de dispositivos de plomería eficientes, como grifos y duchas de bajo flujo, inodoros de doble descarga y sistemas de detección de fugas, puede reducir hasta en un 40% o 60% el consumo de agua. Además, la implementación de bombas de velocidad variable y controles automatizados también contribuye a disminuir el uso energético asociado al suministro de agua.

4.3.- Captación de agua de lluvia

Un sistema de recolección implica aprovechar áreas lo más extensas posible para captar agua de lluvia (ya sea en techos o suelos permeables), pero también filtrarla y almacenarla para su uso en actividades no potables. Además, dependiendo de las características del proyecto, puede integrarse con sistemas de riego inteligentes o de potabilización para optimizar aún más su aprovechamiento.

Page: ingenierías sostenibles integradas para tu proyecto arquitectónico

En Page, entendemos que la eficiencia energética no es el resultado de aplicar soluciones aisladas, sino de un enfoque integral y multidisciplinario. Nuestro equipo combina las distintas especialidades de la ingeniería — mecánica, eléctrica, e hidrosanitaria— para diseñar estrategias innovadoras que lleven la sostenibilidad de cada proyecto.

Trabajamos con una visión holística que garantiza resultados sostenibles, donde cada disciplina aporta su conocimiento especializado para desarrollar sistemas optimizados donde el todo es más que la suma de sus partes, y que generan ventajas acumulativas en disminución de consumo energético, costos operativos e impacto ambiental. 

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