Universidad UNIACC - PET - Nivel XI - Prof. Iturriaga A. - Alumnas: Núñez P./ Rojas C./ Orellana C.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS E I NSTALACIONES COMPLEJAS

I N D I C E

1. Descripción General1.1 Tipos

2. Composición2.1 Física – Química2.2 Difusión2.3 Ósmosis2.4 Capilaridad

3. Producción – Ciclo del agua

4. Captación y Almacenamiento4.1 Captación y Almacenamiento-Aguas Lluvias4.2 Captación y Almacenamiento-Aguas Subterráneas4.3 Captación y Almacenamiento-Aguas Pluviales

Superficiales

5. Disipación – Propiedades Térmicas del Agua

6. Integración

7. Caso de Estudio “Edificio Transoceánica”

1. D E S C R I P C I O N G E N E R A L

El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).

Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El termino agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor.

El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre.

Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.

El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes.

1.1 T i p o s

a) Según su estado físico:

sólido líquido gaseoso

1.1 T i p o s

b) Posición en el ciclo del agua, precipitación según desplazamiento:

Precipitaciones verticales Precipitaciones horizontales

1.1 T i p o s

c) Según usos:

Consumo Doméstico Consumo Público Agricultura y Ganadería Industrias

Fuentes de Energía Transporte Deporte y Entretención

1.1 T i p o s

c) Según propiedades:

Agua blanda = Pobre en minerales.

Agua dura = De origen subterráneo, contiene un elevado valor

mineral.

Cristalización= Es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas.

Hidratos = Agua impregnada en otras sustancias químicas.

Agua pesada = Es un agua elaborada con átomos pesados de

hidrógeno-deuterio.

En estado natural, forma parte del agua normal en una concentración muy reducida.

Se ha utilizado para la construcción de dispositivos nucleares, como reactores.

1.2 E l a g u a e n l a T i e r r a

Representación gráfica de la distribución de agua terrestre.

Aprox. el 75% del cuerpo humano es agua.

Los océanos cubren el 71% de la superficie terrestre: su agua salada supone el 96,5% del agua del planeta.

2. C O M P O S I C I O N

2.1 C O M P O S I C I O N F I S I C A – Q U I M I C A

Insípida e inodora

Bloquea ligeramente la radiación solar UV

Molécula polar

Tensión superficial

Capilaridad

Puente de hidrógeno

Punto de ebullición

Disolvente

Líquido Homogéneo

Capacidad calorífica específica

Densidad

El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

2.2 D I F U S I O N

Proceso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos, iones o moléculas) de una región de mayor concentración a una de menor concentración, provocado por un gradiente de concentración. Si se coloca un terrón de azúcar en el fondo de un vaso de agua, el azúcar se disolverá y se difundirá lentamente a través del agua, pero si no se remueve el líquido pueden pasar semanas antes de que la solución se aproxime a la homogeneidad.

2.3 O S M O S I SEl fenómeno de la Ósmosis está basado en la búsqueda del equilibrio. Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Si estos fluidos están separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido de mayor concentración. Al cabo de un tiempo el contenido en agua será mayor en uno de los lados de la membrana. La diferencia de altura entre ambos fluidos se conoce como Presión Osmótica. Ósmosis Inversa:Si se utiliza una presión superior a la presión osmótica, se produce el efecto contrario. Los fluidos se presionan a través de la membrana, mientras que los sólidos disueltos quedan atrás.

Por ejemplo, la presión de operación del agua de mar es de 60 bar.

2.4 C A P I L A R I D A D

Es el ascenso o descenso de un líquido en un tubo de pequeño diámetro (tubo capilar), o en un medio poroso (por ej. un suelo), debido a la acción de la tensión superficial del líquido sobre la superficie del sólido. Este fenómeno es una excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cual una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto se produce de forma más marcada en tubos capilares, es decir, tubos de diámetro muy pequeño.

Esto es lo que hace, que el agua del subsuelo, en casos de terrenos húmedos, o empapados por la lluvia, ascienda a través de los pequeños poros del material empleado (como el ladrillo y mortero), mojando la pared y presentando, las típicas manchas blancas de salitre.

1), En el tubo de un diámetro mucho menor, el líquido asciende debido a la tensión superficial.

2). A menor diámetro, mayor altura alcanza el líquido. Esto es, el diámetro está en proporción inversa a la ascensión capilar del líquido.

3). Igualmente, si se sustituye el tubo pequeño por dos tubos encajados el uno dentro del otro con una holgura muy pequeña, se observa que el líquido sube por el espacio entre ambos tubos. Ésta es la situación que se da en la unión entre un tubo y un accesorio.

3. P R O D U C C I O N

C i c l o d e l A g u a :

4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O

Aguas lluvias Aguas Subterráneas Agua Pluvial Superficial

4.1. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUA LLUVIAS 1. Canalón2. Caja de Filtro Torbellino3. Entrada4. Almacén5. Rebosadero6. Pared Separadora7. Electrodos8. Tubo de Aspiración9. Bomba10.Conductos agua Útil11.Conductos agua potable12.Válvula magnética13.Salida libre14.Aparato de distribucióncon indicación de nivelde agua.15. Alcantarilla

Tanques de Almacenamiento

El tanque de almacenamiento debe estar protegido contra:

-La suciedad

-La luz

-El calor excesivo

-Insectos y ratas.

4.2. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUAS SUBTERRANEAS

Esquema extracción agua subterránea - pozo

Principio de un sistema abierto con recirculación

4.3. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUAS PLUVIALES SUPERFICIALES

Captación y almacenamiento: de las fuentes de suministro de la región (ríos, manantiales, acuíferos, etc.) y en embalses respectivamente.

Tratamiento: en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable .

Transporte: mediante conducciones e instalaciones diversas (bombeos, estaciones de regulación de presión y/o caudal, depósitos intermedios, etc.).

Entrega: a los depósitos de los consumidores para su distribución a través de los Ayuntamientos.

5. D I S I P A C I O N

Cp(Cal/g, ºc) El agua tiene una de las más altas capacidades

caloríficas, lo que la transforma en un sumífero de calor, consecuentemente, grandes masas de aguas tienen un efecto regulador de la temperatura ambiente.

E s t a d o

Cp(Cal/g, ºc)

L í q u i d o

S ó l i d o

1

0,5

Propiedades Térmicas del Agua: El comportamiento térmico del agua es único en varios aspectos, debiéndose esto principalmente a que las asociaciones intermoleculares que forma el agua son inusualmente fuertes.

El agua tiene elevados puntos de ebullición y de fusión para ser una sustancia de peso molécula tan bajo.

El agua tiene un calor de vaporización alto (539 Cal/g a 100ºC)

Calor requerido para aumentar 1 g a 100ºC = 100 Calorías

Calor requerido para evaporar 1 g = 539 Calorías  

Al condensarse, el vapor de agua entrega una gran cantidad de calor. Esta entrega de calor disminuye el enfriamiento del aire en el punto de rocío, el aire es muy resistente a disminuciones de temperatura.

 El calor de difusión del agua (79,71 Cal/g a 0ºC) es una cifra común para sustancias similares.

La conductividad térmica del agua (capacidad para conducir calor) supera a la de todas las otras sustancias liquidas naturales, exceptuando el mercurio.

6. I N T E G R A C I O N Incorporación del agua a un sistema Ecológico Aguas Grises

 

El proceso de inserción de este método

en las viviendas existentes, exige de

una readecuación en las líneas de

evacuación de aguas, alcantarillado,

para ello es necesario individualizar las

líneas, dejando independiente la red de

aguas negras, de las grises, y desde ahí

extender estas al sistema.

 Ventajas del tratamiento de aguas grises

1. Solución a medidaLa amplia gama de medidas se adapta a distintas necesidades de consumo: de 600 hasta 10.000 litros diarios

2. Calidad de agua excelente y constanteEl tratamiento por rayos ultravioleta ofrece de forma constante, un agua de alta calidad

3. Diseño compacto y poco voluminoso

4. Sencilla instalación y práctico funcionamientoGastos mínimos de instalación. Funcionamiento totalmente automático gracias a la unidad central de control y al sistema de autolavado.

5. Mecanismo eficaz y seguroEl proceso no emplea sustancias químicas, es silencioso y no produce olores.

6. Gastos mínimos de mantenimientoUtiliza componentes de larga durabilidad y no contiene sustancias químicas. El consumo energético específico es de unos 1,2 k"h/m3

7. Rápida amortizaciónTeniendo en cuenta que el precio del agua es cada vez mayor, este sistema de reciclaje de aguas grises se amortiza rápidamente. 

.

 

El tratamiento de los sistemas de reutilización de

aguas no pueden utilizarse en cualquier lugar,

puesto que es necesario un espacio suficiente

que permita desarrollar el proceso del

tratamiento del agua y que reúna las condiciones

climáticas adecuadas.

Hay que tener en cuenta que aunque las aguas

grises normalmente no son tan peligrosas para la

salud o el medio ambiente como las aguas

negras, provenientes de los retretes, poseen

cantidades significativas de nutrientes, materia

orgánica y bacterias, por lo que si no se realiza un

tratamiento eficaz previo a su descarga o

reutilización, causan efectos nocivos a la salud,

contaminación del medio y mal olor.

.

 1. El filtrado se realiza en el momento de entrar el

agua en el depósito. Las partículas de mayor tamaño son recogidas mecánicamente y expulsadas directamente al alcantarillado

2. Posteriormente, en los depósitos de reciclaje, un tratamiento biológico descompone las partículas de suciedad. El agua tratada es bombeada cada tres horas a la siguiente fase.

3. La esterilización: en su camino hasta el depósito de almacenaje, el agua es sometida a los rayos ultravioleta de la lámpara UV que la desinfecta -según indicaciones de la Directiva Europea 73/160 EWG del agua para uso doméstico.

4. En caso de que el agua necesitada sea superior a la almacenada, el sistema permite la incorporación de agua potable de red para garantizar el suministro.

.

Funcionamiento del sistema

7. C A S O D E E S T U D I O - E D I F I C I O T R A N S O C E A N I C A

Arquitectos: +arquitectos (Alex Brahm, David Bonomi, Marcelo Leturia, Maite Bartolomé, Felipe de la Jara)Ubicación: Santa María de Manquehue, Santiago de ChileCliente: Empresas TransoceánicaSuperficie terreno: 20.000 m2Cálculo: Gatica & Jiménez ing.Eléctrico: IpelSanitario: PRIDAA – Pedro Coromira

Clima: Bohne Ing. – EnertecIluminación: Douglas LeonardPaisajismo: Juan GrimmControl central: Masterclima, Home control, IndenorEmpresa constructora: SIGROFachada: Estructuras metálica, JOMA; cristales y aluminios, Accura Systems; toldos automatizados, Indenor; quiebravistas, Hunter DouglasCertificación LEED: Idiem

E F I C I E N C I A E N E R G E T I C A

Qué lo hace ser sustentable ?Diminución de gastos energéticos – Conciencia al

momento de proyectar.

En un estudio de la consultora Colliers International sobre los edificios más verdes del país, el Transoceánica apareció en el tercer lugar del ranking, después de Costanera Center y Titanium.

Desde los inicios se planificó que fuera un edificio sustentable y al término de la etapa de diseño  decidieron postular para obtener la acreditación LEED Gold. Sus formas, ubicaciones, sistema de protección solar, materiales, aislación en fachadas, sus jardines con especies autóctonas, hechos por el paisajista Juan Grimm, espejos de agua, techos verdes, etc., se enfocan en el tema de la eficiencia energética.

Este edificio, además de los elementos de diseño y arquitectura, incorpora modernos sistemas de iluminación, climatización y uso del agua. El concepto energético de esta obra fue desarrollado por la alemana Bhone Ingenieure, oficina que delinió algunos puntos fundamentales para poder alcanzar el grado de sustentabilidad que se requería.

Estos expertos alemanes junto con la oficina de arquitectos locales, diseñaron un sistema de clima basado en geotermia, en el cual se extrae agua de un pozo de 100 metros profunidad, ésta es canalizada a un intercambiador de calor que va conectado a un circuito cerrado de agua dentro del edificio y circulará a través de capilares en los cielos de las oficinas. Cuando hace calor, el agua subterránea es más fría que el ambiente, entonces los cielos irradian frío y viceversa.

En iluminación se utilizará el sistema quantum de Lutron, que optimiza la iluminación y el consumo eléctrico, es decir, si la luz aumenta afuera, automáticamente se apagan las interiores.

D I M I N U C I O N D E G A S T O S E N E R G E T I C O S

S I S T E M A S A C T I V O S S I S T E M A S P A S I V O S

• Iluminación Inteligente

• Clima por Geotermia

• Toldos Automáticos

• Emplazamiento

• Protección solar

PARALELO , E L E M E N T O A G U A Y S I S T E M A D E C O N F O R T T E R M I C O Y V E N T I L A C I O N E D I F I C I O T R A N S O C E A N I C A.

CAPILARES INYECCION AIRE FRESCO

G E O T E R M I A

C A P I L A R E S

I N Y E C C I O N A I R E F R E S C O