- Descripción de los edificios y del sistema de calefacción |
ANTECEDENTES
EDIFICIOS MUNICIPALES DE ULTZAMA
El Ilustre Ayuntamiento de Ultzama, siempre preocupado por la sostenibilidad de su gestión, incluyendo proyectos orientados al ahorro y eficiencia energética decidió en el
octubre de 2008 acometer inversiones para convertir los sistemas térmicos de casi todos los edificios de servicio al público en un nuevo sistema de calefacción distribuida con generación
de calor mediante calderas de biomasa con un claro enfoque de aprovechamiento de recursos naturales del mismo municipio.
El proyecto coincide con la filosofía del programa GREENBUILDING, presentado por la
empresa colaboradora LEVENGER a través del punto de contacto nacional, el Dep. Ingeniería
Mecánica de la Universitat Rovira i Virgili a su evaluación dentro del mismo programa.
El Ayuntamiento de Ultzama cuenta con 10 edificios de su propiedad, donde se albergan todos sus servicios con una superficie total de unos 11.000 m2. En los mismos se
ubican 16 servicios que serán a parte de este proyecto suministrados de calefacción y ACS por biomasa. A su vez dos servicios que son la escuela infantil de 0 – 3 años y el almacén del
Ayuntamiento con 220 y 200 m2 respectivamente se encuentran alejados del radio del centro de distribución que nos ocupa, a unos tres km, si bien, próximamente se instalarán calderas de
pellet individuales en los mismos.
Esto nos anima a solicitar ser PARTNER CORPORATIVO del programa GREEN BUILDING PLUS.
El sistema de calefacción distribuida engloba los siguientes edificios:
Ayuntamiento de Ultzama con adicionales dependencias – Juzgado de paz, cámara agraria y local juvenil.
Servicios sociales.
Centro de salud.
Centro cívico.
Frontón.
Piscinas municipales.
Polideportivo.
Escuela comarcal.
Los edificios se encuentran en Larraintzar (Navarra) con distancias mínimas entre ellos.
Desde el principio de ejecución del proyecto se pensó en su inclusión dentro del programa GREENBUILDING, ya que todos los edificios cumplen la condición del sector no residencial.
Desde Levenger se proporcionó primer diseño de las instalaciones y los cálculos de reducción de consumos, eficiencia energética como los ahorros económicos comparando con
los combustibles fósiles (gasóleo y propano) utilizados hasta la fecha. Se realizó un Plan de Actuación basado principalmente en la reforma del sistema de generación de
energía térmica para calefacción y ACS, junto con la contratación de la línea de electricidad con certificación “verde” y recomendaciones de la CEI para iluminaciones en las dependencias.
Las principales medidas que se llevaron a cabo durante la estructuración de las instalación térmica del complejo municipal fueron: sustitución de calderas individuales
antiguas de gasóleo y propano por calderas de biomasa en sala centralizada, instalación de sistema de tuberías que conducen el calor hasta las subestaciones ubicadas en cada edifico,
donde se realiza el intercambio de calor e inter‐conexionado con sistemas térmicos existentes en la actualidad.
Todo ello supone un ahorro en emisiones de CO2 de 410 toneladas.
El complejo de los edificios del Municipio de Ultzama se propone convertir en socio de GreenBuilding.
En el Diario de Navarra, Diario de Noticias, y Comunicado en la página oficial de Navarra, el día
24 de junio de 2009 se citó el proyecto como primer municipio sostenible en España.
INFORME
1. DESCRIPCIÓN DE LOS EDIFICIOS Y DEL SISTEMA DE CALEFACCIÓN
1.1. Ubicación de la instalación
Situado a 25 kilómetros de Pamplona (Navarra), llamado el “Jardín de Pamplona” o “Suiza Navarra”, entre las carreteras que comunican Pamplona con Francia se encuentra el
Valle de Ultzama concentrando todos los servicios municipales en el pueblo de Larraintzar. El valle de Ultzama es un Ayuntamiento compuesto por 14 concejos: Alkotz, Arraitz‐
Orkin, Auza, Eltzaburu, Ilarregi, Iraitzoz, Larrainzar, Suarbe Eltso, Gerendiain, Gorrontz‐Olano, Lizaso, Urritzola‐Galain, Zenotz.
Estos concejos son núcleos de población independientes dispersos por todo el valle, y con forma de gobierno con ciertas competencias, aunque el Ayuntamiento que los engloba
soporta la mayor parte de competencias y ofrece la mayor parte de servicios. Los edificios de servicio público ubicado, como se mencionaba anteriormente en la
localidad de Larraintzar, son los siguientes:
Ayuntamiento del valle de Ultzama
Centro de Salud
Frontón
Polideportivo
Centro cívico
Centro de Educación Infantil y Primaria “Obispo Irurita” e Instituto de Educación Secundaria Obligatoria de Larrainzar
Mancomunidad de Servicios Sociales de Base de Ultzama
Piscina municipal
1.2. Descripción de los edificios y servicios térmicos
Enclavados en tres parcelas municipales que abarcan aproximadamente 40.000 m2, la superficie total construida es de unos 10.590 m2. El proyecto se divide en ocho edificios:
A continuación vamos a realizar una breve descripción de los edificios que se van a ver afectados por la instalación térmica.
Ayuntamiento: El edificio en el que se encuentra el Ayuntamiento es una casa que además de las oficinas municipales alberga otros servicios como:
■ Cámara Agraria comarcal: oficina que gestiona el Gobierno de Navarra pero que da servicio a toda la zona.
■ Centro de Jóvenes: Inaugurado recientemente e impulsado por el Ayuntamiento de Ultzama junto con la Mancomunidad de – Servicios
Sociales de Ultzama, de la que forman parte los ayuntamientos de los valles de la zona. Desde aquí también se da servicio a los jóvenes de estos valles.
■ Servicio de deportes Cederna Garalur (Agencia de desarrollo y servicio de orientación Laboral) etc. Son servicios que ofrecen desde el Ayuntamiento de Ultzama pero para toda la comarca, que no tienen oficina propia y utilizan las oficinas municipales, ya que solo acuden ciertos días a la semana.
■ Juzgado de Paz: oficinas que dan servicio a todo el Valle y Ayuntamientos enclavados en el radio de 20 km.
Centro Educativo: Realmente son dos centros de formación contiguos en Larraintzar:
■ Centro de Educación Infantil Y Primaria Obispo Irurita. Acuden alumnos de todos los valles de Ultzama, Atez, Anue, Odieta y Lanz. En Basaburura hay otro centro.
■ Instituto de Educación Secundaria Obligatoria de Larraintzar. Acuden alumnos de todos los valles anteriores incluido Basaburua.
En ambos centros estudian un total de 230 alumnos este año, en modelo D. Tienen un servicio comedor y transporte desde sus puebles de origen. Se ofrece formación para alumnos desde los 3 a los 16 años de todos lo valles de alrededor.
El coste de mantenimiento de este edificio corre a cargo del Ayuntamiento de Ultzama en los gastos que no cubre el Departamento de Educación del Gobierno de Navarra.
Centro de Salud: Es el único Centro de Salud de atención Primaria del valle, y está complementado con dos Consultorios ubicados en Olagüe y Jauntsarats. La zona básica de salud de la Ultzama comprende los municipios de Anué, Basaburúa, Lanz, Odieta (excepto los concejos de Gascue y Guelbenzu), Ultzama y la localidad de Anoz del municipio de Ezcabarte.
Polideportivo: Es un edificio anexo a la Escuela Publica, que utilizado por los alumnos en las distintas actividades que estos realizan. Pero además utilizado por los vecinos tanto de
Ultzama como de los valles de alrededor para realizar todo tipo de prácticas deportivas como fútbol sala balonmano, baloncesto, etc. Además se utiliza para diversas actividades que deben realizaras a cubierto ya que no existen apenas infraestructuras de este tipo en los valles, y hay que tener en cuenta la climatología de esta zona.
Frontón: Es también, hasta este momento, el único frontón cubierto de los valles. Del mismo modo, es un frontón municipal, pero es utilizado por vecinos de todos los valles mediante alquiler. Además es el único frontón cubierto para realizar espectáculos deportivos, complementando el polideportivo, pero con mayor graderío.
Piscina Pública:
Es la única piscina publica de la zona con lo cual se convierte en un punto de reunión de ocio durante el verano Uno de los principales problemas de esta piscina es que al
estar el agua muy fría solo permite esta abierta durante 3 meses al año. Con este proyecto de instalación de biomasa para la calefacción y ACS, también es posible instalar un sistema para subir la temperatura del agua unos grados y así conseguir ampliar a 4 meses el periodo de apertura de las piscinas.
Centro Cívico: Inaugurado 30 de Octubre de 2008.
Es un edificio de tres plantas que estará distribuido de la siguiente manera:
■ Planta baja: será el salón de actos con capacidad para 150 personas con
escenario y con dotación para albergar todo tipo de espectáculos. Los pasillos
de la planta baja están diseñados para hacer función de sala de exposiciones.
■ Cafetería: También en la planta baja pero anexo al edificio principal, se ha
construido única cafetería que además de dar servicio al centro será la sede
de la Asociación de Jubilados “Denak bat” que agrupa a los jubilados de
todos los valles de Ultzama y alrededores.
■ Segunda planta: están situadas diversas salas de formación algunas de ellas
insonorizadas para dar clases de música y otras separadas con paneles que
permiten disponer de aulas más grandes. El objetivo es crear espacios
polivalentes que puedan adaptarse a las necesidades. Este objetivo se ha
perseguido en todo el equipamiento.
■ Tercera planta: es un espacio abierto que se utilizara como biblioteca
municipal, dotación que no existe en este momento ni en Ultzama ni en
ninguno de los valles. También se desea equipar con varios ordenadores con
acceso abierto a Internet.
Esta infraestructura esta impulsada y financiada por el Ayuntamiento de Ultzama con apoyo del Departamento de Bienestar Social del gobierno de Navarra. Pero la forma de gestión y mantenimiento esta negociándose con el resto de valles para que sea una dotación comarcal como se planteo de el inicio. Mancomunidad de Servicio sociales de Base de Ultzama
Como se ha mencionado anteriormente, en la actualidad la sede de la Mancomunidad esta situada en una parte del edificio del ayuntamiento de Ultzama.
Pero ya hace tiempo que se esta denunciando la precaria situación de este servicio, por el poco espacio pero sobre todo, por las barreras arquitectónicas que presenta,
ya que esta situado en un segundo piso. Por esta razón en breve se trasladará al edificio de aula Polivalente situado en la
parte trasera del ayuntamiento. Este pequeño edificio de una sola planta y dos grandes aulas, se ha utilizado hasta este momento para cursos de formación y como
sala de reuniones y es muy utilizado por los vecinos al no haber apenas instalaciones de este tipo. Con la construcción del nuevo centro cívico, esta dotación se ofrecerá desde allí.
El mayor complejo en superficie, se corresponde con el edificio de la escuela comarcal. Este complejo consta de dos edificios unidos internamente. Uno de ellos, el edificio
principal fue construido en el año 1.968. Este edificio consta de planta baja y otras tres plantas superiores. La distribución se configura de la siguiente forma: en la primera planta se sitúan la
cocina con comedor, sala de calderas, dos aulas de usos varios y varios baños. Esta planta baja ocupa una superficie de 920 m2. En la primera y segunda plantas están ubicadas diversas aulas
que ocupan una superficie aproximada de 720 m2 cada planta. En la tercera planta o ático hay dos espacios de diversos usos con una ocupación en planta de 120 m2 cada uno. El segundo
edificio de construcción más reciente está dedicado a aulas y administración. Este edificio consta de planta baja y una primera planta. Con una ocupación en planta baja de 1000 m2 y
primera planta de 720 m2.
El edificio de polideportivo, de superficie de 1150 m2 de pista, 340 m2 de gradas, 220 m2 de vestuarios y oficinas, 60 m2 de baños para publico y finalmente 110 m2 de sala de
caldera y almacén. Respecto a la cancha de este edificio, se calienta mediante dos climatizadoras alimentadas desde la sala de calderas, donde también se sitúa el depósito de
ACS para dar el servicio a aproximadamente 12 duchas.
El edificio de servicio a la piscina, de superficie de 480 m2 y cafetería de 20 m2. Respecto a las piscinas, se dispone dos vasos, uno destinado a natación de volumen de unos
300 m3, y otro para niños con volumen de unos 30 m3. Los vestuarios están equipados con 16 duchas.
El edificio de frontón, dispone de dos sistemas de calefacción, la cancha de superficie de 650 m2, gradas de 330 m2 y dependencias de 130 m2. Respecto a la cancha de este edificio,
se calienta mediante un calentador de aire, que no forma parte de este estudio, ya que dispone de gran potencia, pero su utilización es muy puntual con consumo anual inferior a
8.000 kWh. Las dependencias son los vestuarios con duchas (dos vestuarios de 40m2 cada 1) y salón de trofeos (bar de 50 m2).
El edificio de Centro de Salud, de superficie de 520 m2. Respecto a los servicios de este edificio, dispone de propios circuitos de calefacción alimentados desde una caldera de
gasoil, en actualidad el ACS se prepara individualmente. El estudio cuenta con posibilidad de producción de ACS instantánea para todos usos del centro.
El edificio de Centro Cívico, de superficie de 1.060 m2. Respecto a los servicios de este edificio, dispone de propios circuitos de calefacción alimentados desde una caldera de gasoil,
en actualidad el ACS se prepara individualmente. El estudio cuenta con posibilidad de producción de ACS instantánea para todos usos del centro.
El edificio de Ayuntamiento con dependencias para local joven, juzgado de paz y cámara agraria, de superficie de 1.010 m2. Respecto a los servicios de este edificio,
actualmente dispone de único circuito de calefacción alimentado desde una caldera de gasoil, en actualidad no hay servicio de ACS. El estudio cuenta con posibilidad de producción de ACS
instantánea para todos usos del centro y calefacción independiente para todas dependencias.
El edificio de Servicios Sociales, de superficie de 190 m2. Actualmente cuenta con calefacción mediante radiadores eléctricos. El estudio cuenta con posibilidad de producción de
ACS instantánea para todos usos del centro.
1.3. Consideraciones previas
La energía primaria es aquella que se obtiene directamente en un yacimiento de la naturaleza. Existen dos grupos: las energías primarias no renovables (petróleo, carbón, gas y
uranio) y las energías primarias renovables (hidroeléctrica, geotérmica, eólica, solar y biomasa).
El sector energético parte de las energías primarias (las que se encuentran en la naturaleza) y a través de sus tecnologías las convierte en energías finales (disponibles en el
mercado en forma de combustible, calor y electricidad). La energía primaria, por tanto, es aquella que no ha sido sometida a ningún proceso de conversión. La energía suministrada al
consumidor para ser convertida en energía útil, se denomina energía final.
1.4. Consumo actual de energía eléctrica
El consumo de energía eléctrica es generalmente la principal partida del consumo energético, por lo que su correcto uso y la garantía de un buen servicio son factores que
influyen directamente en los costes energéticos. El Centro cívico es renueva construcción, por lo que no se dispone de datos suficientes
para su evaluación. El Centro de salud está gestionado directamente por Departamento de Salud de Gobierno de Navarra, por lo que no disponemos de datos de consumo eléctrico.
La potencia contratada por los edificios (Ayuntamiento, Escuela, Polideportivo, Piscina, Fronton y Servicio sociales) a la empresa suministradora es de unos 150 kW. El consumo medio
mensual de energía eléctrica es de aproximadamente 11.120 kWh. La relación en generación de electricidad que existe entre la energía final y la energía primaria es de
2,94 kWh energía primaria / kWh energía final.
1.5. Consumo actual de energía térmica
1.5.1. Gasóleo
El gasóleo se utiliza para la calefacción y para la obtención del Agua Caliente Sanitaria. En cada dependencia se encuentran las calderas de diferentes marcas. Algunas de ellas se
instalaron hace más de 30 años y se acerca fin de su vida útil. El consumo anual es aproximadamente de 130.000 l con el costo de 103.920 €.
La climatología afecta directamente al consumo de energía térmica, ya que entre los meses de Mayo y Octubre, el gasoil sólo calienta el ACS. La calefacción en estas fechas permanece inactiva.
1.5.2. Gas propano
Es el tipo de energía menos utilizado en el complejo. Se emplea únicamente para la preparación de ACS y para placas de cocina en la escuela.
El consumo y el gasto del gas propano ha sido el siguiente en el año 2008:
2.200 kg de propano y 3.220 € de facturación.
En el resumen del consumo total de energía del complejo municipal se ha creído conveniente valorar el uso del gas propano solo para la preparación de ACS.
Los meses de mayor pico de consumo energético total son los de diciembre a febrero. Analizando en concreto estos meses llegamos
a una conclusión. En invierno, el consumo de energía térmica, se dispara al ser necesario para el calentamiento de todas dependencias, el utilizar las calderas de gasóleo. Esto junto al
consumo de energía eléctrica, que en estos meses en concreto, se sitúa en torno a la media de consumo de energía eléctrica estimada anualmente lo convierta en mayores meses consumidores.
1.6. Emisiones
1.6.1. Consideraciones previas
La producción de energía, su transformación, transporte, distribución y su empleo como energía final causan, al igual que otras actividades humanas, determinados riesgos para el medio ambiente. Los sistemas naturales resultan insuficientes para hacer frente a dichos riesgos a partir de un cierto nivel y por ello requiere un plan de actuación para anularlos o, al menos, minimizarlos.
Actualmente, los combustibles usados principalmente para la generación de energía son los derivados del petróleo, fuel‐oil, gasóleo y el carbón. Los principales agentes
contaminantes derivados de su combustión son los óxidos de azufre y nitrógeno, monóxido y dióxido de carbono, hidrocarburos, gases trazas, amoníaco y partículas.
Entre los compuestos de carbono existen dos óxidos de gran interés en los estudios de contaminación: CO2 y CO. El anhídrido carbónico es el causante del aumento del efecto
invernadero, cuya consecuencia es el aumento de la temperatura del Planeta. Además de dichos óxidos, existen otros compuestos del carbono que juegan papeles importantes en la
contaminación atmosférica, bien sea por su participación en la formación de smog fotoquímico, o causa de su alta reacción fisiológica con el cuerpo humano. Bajo la
denominación de partículas se engloban todos aquellos constituyentes, a excepción del agua pura, presentes en la atmósfera en estado sólido o líquido bajo condiciones normales, con un
tamaño superior al de las moléculas simples, e inferior a 100 micras. El límite superior viene determinado por el hecho de que las partículas grandes sedimentan rápidamente,
permaneciendo muy poco tiempo en la atmósfera.
En la actualidad, las emisiones contaminantes de los edificios municipales, provienen de estos elementos:
Calderas: Están situadas en los edificios, se alimentan de gasoil para calentar en agua sanitaria
y generar energía para la calefacción. El aire necesario para la combustión llega a través de las
rejillas de ventilación, los humos de la combustión se expulsan a través de chimeneas.
Potencias actuales:
• Ayuntamiento: 65 kW
• Servicio sociales: 20 kW
• Centro cívico: 100 kW
• Centro de salud: 100 kW
• Frontón (vestuarios + oficina): 20 kW
• Piscina – ACS: 250 kW
• Polideportivo: 100 kW
• Escuela: 520 kW
1.6.2. Generación de ruido
No existen mediciones, pero la empresa asegura que las emisiones sonoras al exterior son bajas. Dichas emisiones pueden provenir de:
Aparcamiento: En el caso de concentraciones importantes de personas y/o vehículos (autobuses principalmente).
Por otra parte, dada la situación de la zona, aislada y rodeada de setos, no es previsible niveles elevados de ruido más allá de la parcela.
1.6.3. Generación de residuos
Los residuos que se generan en las instalaciones son:
Residuos Sólidos Urbanos (RSU):
• Residuos orgánicos (restos de comida elaborada y sin elaborar, restos de poda,
hierba…).
• Envases y embalajes.
• Aceites de cocina.
Residuos Tóxicos y Peligrosos (RTP):
• Envases contaminados.
• Material contaminado (plásticos, papeles impregnados…)
• Cartuchos de tinta, de tóner y de fax.
• Pilas y baterías.
• Bombillas y fluorescentes.
Aunque existe en la zona recogida selectiva, los empleados no segregan los residuos que generan, a excepción del vidrio. Los contenedores de que dispone la empresa son gestionados
por la Mancomunidad de Pamplona y están colocados en un lateral de la parcela. Uno es para envases de vidrio, otro para el resto de los envases y otro para restos orgánicos. Un cuarto se
destina papel y está ubicado en zona pública. Los aceites de cocina se gestionan a través de la empresa especializada.
Respecto a los RTP, los cartuchos de tinta, de tóner y de fax son recogidos por gestores diferentes. El resto de RTP, a excepción de pilas y baterías, que son depositadas en comercios
cercanos, reciben el mismo tratamiento que los RSU.
2. PLAN DE ACTUACIÓN (Las medidas de ahorro de energía)
2.1. Introducción
Dentro de la zona en la que se encuentran los edificios municipales, la ubicación de la sala de calderas de donde partirá la red de tuberías, se ha planteado junto a la pared noreste
del frontón. Esta situación permitirá aprovechar una pequeña ladera para crear un nivel superior que facilitará la descarga de la biomasa en el silo.
De aquí partirá la red de tuberías hacia los distintos edificios: 120 m a la pared noroeste del edificio de la Piscina, 230 m a la pared sureste del edificio de la Escuela pública y
la pared noroeste del polideportivo, 80 m a la pared noreste del centro de salud y pared suroeste del centro cívico y 150 m. a la pared noreste del ayuntamiento y pared suroeste del
edificio de servicios sociales.
Se establece levantar un muro para estabilizar el talud ante la acción añadida del peso de los vehículos que descargarán la biomasa. El estudio geotécnico anexo detalla el estado del
terreno, sus vetas y composición. En este apartado se comenta brevemente el objeto del plan de actuación, consistente en la sustitución de los sistemas de suministro de calor de los edificios públicos, que actualmente cuentan con calderas antiguas de una eficiencia energética media, por nuevas
tecnologías que aumentarán la eficiencia y reducirán las emisiones de gases efecto invernadero a través de la implantación de medidas basadas, principalmente, en la sustitución
del combustible convencional de las calderas por biomasa. El valle de Ultzama, perteneciente a la vertiente subcantábrica, se convertirá en 2009 en el primer municipio sostenible de España manteniendo así su propósito de ser valle verde.
La iniciativa ya comenzó con la puesta en marcha del Parque Micológico pero estos proyectos dan un paso más.
El siguiente proyecto para ampliar su sostenibilidad es el aprovechamiento de recursos de biomasa desperdiciados en la actualidad en los montes de Ultzama. El valle cuenta con una
gran ventaja para poder llevar esto a cabo, ya que la mayoría de las actividades y edificios públicos se encuentran en la localidad de Larrainzar, a escasos metros unos de otros.
Actualmente los edificios disponen de calderas de gasóleo (algunas con mas de 30 años de antigüedad) con un consumo actual estimado en 120.000 litros anuales, incluyendo el
nuevo centro cívico y el gasto de la piscina en temporada estival. El resumen de las potencias caloríficas consumidas en cada edificio son los siguientes:
• • Ayuntamiento: 65 kW
• • Servicio sociales: 20 kW
• • Centro cívico: 100 kW
• • Centro de salud: 100 kW
• • Frontón (vestuarios + oficina): 20 kW
• • Piscina – ACS: 250 kW
• • Polideportivo: 100 kW
• • Escuela: 520 kW
Algunas de las calderas de encuentran en condiciones deficitarias y es recomendable realizar su cambio, sin tener en cuenta el importante gasto en combustible – gasóleo y propano.
Además, con este proyecto se persigue reducir el coste de producción de calor en mas de 60.000 € anuales. Esto permite un aumento en la disponibilidad del recurso térmico en los
edificios públicos considerados y la mejora de las condiciones de vida dentro de los mismos. El sistema de calefacción constará de tres calderas con una potencia total de 800 Kw, y
de subestaciones individuales en cada recinto con contaje de consumo y control remoto vía Internet.
Como fuente de energía se empleará la biomasa procedente del propio valle de Ultzama, rico en restos forestales, en forma de astilla, serrín podas y pellet. Para el consumo previsto se diseña un sistema con 3 calderas, 1 de biomasa y 2 de pellet, de potencia unitaria de 700 + (48x2) y potencia total de 798 Kw, y un depósito de inercia de 2.000 l.
Las principales medidas que se van a llevar a cabo durante la estructuración de la instalación térmica de la nueva zona van a ser las siguientes: sustitución de calderas antiguas de gasóleo por calderas de biomasa.
Como paso adicional se recomienda contratar la línea de electricidad con certificación “verde” (se explica más adelante). Mediante esto, la compañía suministradora garantiza que el
coste de nuestro consumo eléctrico se va a utilizar para generar energía renovable. Con todas estas medidas se lograría que todo el consumo de energía utilizado en el
edificio sea 100% de fuentes renovables, siendo el Municipio de Ultzama el primer complejo de edificios públicos con certificación “GREEN BUILDING” en Navarra y por ende en España.
2.2. Sustitución de las calderas de gasóleo por calderas de biomasa
2.2.1. Descripción de la medida
Características Generales
Se ha proyectado un sistema centralizado de producción de energía mediante la instalación de tres calderas de biomasa conectadas en paralelo. La principal de
potencia 700 Kw utilizará todo tipo de biomasa de origen forestal (madera, astillas y residuos agrícolas).
Las otras dos calderas son de apoyo y para pellets, con de 48 Kw de potencia nominal cada una. Estas se emplearan en meses de menor demanda calorífica. Para cubrir los
picos de consumo el sistema de distribución cuenta con un acumulador de inercia de 2.000 l.
En cada edificio existirá una subestación con contador de consumo y control remoto que acondicionara el fluido calefactor a las condiciones de uso.
La biomasa se almacena en dos silos diferenciados de 100 m3, para la biomasa de origen forestal y 30 m3 para pellets. Tanto los silos como las calderas se encuentras
ubicados en una sala destinada y construida para tal fin.
Se ha adoptado el sistema de agua caliente impulsada mediante bombas, eligiendo el sistema bitubular (ida y retomo) para la distribución del fluido calefactor en el circuito primario.
Para activar la circulación de agua caliente en los circuitos se instalarán bombas en los circuitos de retorno, una por cada caldera, de tal manera que el fluido portador
de calor llegue en las precisas condiciones de caudal y presión a los puestos de intercambio requerido. Para absorber el aumento de volumen del agua que se produce en el circuito de
calefacción por la variación de temperatura del agua, se instalará un depósito de expansión del tipo cerrado, común para todas las calderas, provisto de colchón neumático relleno de nitrógeno y con la separación física del agua mediante membrana de caucho butílico capaz de absorber esta variación de volumen. El citado depósito irá conexionado a la tubería de retorno común de las calderas.
Para limitar la presión máxima de trabajo en los circuitos y evitar sobrepresiones peligrosas, la instalación contará con válvulas de seguridad, tipo escape conducido
con manómetro, instalada en conexión directa con la salida general de la caldera, no existiendo ningún cierre en la tubería de conexión. En los puntos altos comprendidos en los circuitos de la sala de calderas se instalarán purgadores automáticos, con cierre mediante válvula de aguja que permitirán desocupar el aire en el primer llenado o bolsas eventuales que se formen durante el
período de funcionamiento. Todas las tuberías de la sala de calderas, así como la distribución general que discurran por locales no calefactados, irán aislados térmicamente conforme a la
norma IT 1.2.4.2.1, y de acuerdo con los espesores especificados en las tablas 1.2.4.2.1 y 1.2.4.2.2 del RITE.
El sistema de distribución estará empotrado por el suelo, debidamente anclada, tanto en la red de impulsión y retorno como en la de agua fría, contando con los dilatadores necesarios para impedir sobre‐esfuerzos por dilatación física. Las calderas se podrán vaciar independientemente del resto de la instalación,
mediante un desagüe individual, cumpliendo lo prescrito en la IT 1.3.4.2.3 y la tabla 3.4.2.3 del RITE.
Se completará la instalación proyectada con un cuadro eléctrico de protección y distribución que cumplirá lo indicado en la IT 1.3.4.1.2 del RITE, instalándose también
un extintor contra incendios en la sala de calderas, además de dos extintores tipo sprinkler de accionamiento automático situados sobre las calderas.
La sala de calderas estará dota de un sistema de ventilación conforme a la IT 1.3.4.1.2.7 del RITE.
Se proyecta ampliar el sistema de calefacción existente mediante la eliminación de las calderas de gasóleo y su sustitución por tres calderas una de biomasa triturada y dos de pellet
como fuente principal de energía térmica.
A continuación se explica el funcionamiento de las máquinas, y se detallan sus características.
2.2.2. Calderas de biomasa
Se ha previsto la instalación de tres calderas de biomasa, dos de pellet y una de policombustible‐ biomasa, dotadas de modulación de 35%‐100%.
El conjunto caldera / quemador tendrá el certificado CE correspondiente.
Las calderas dispondrán, como, mínimo, de los siguientes elementos de regulación y control:
• Termostato de regulación.
• Termostato de seguridad, de rearme manual.
• Termohidrómetro.
• Interruptor general
Los quemadores serán aptos para el tipo de combustible empleado y dispondrán de los elementos de control automático suficientes para suspender la inyección de combustible
tan pronto el agua de la caldera haya alcanzado su valor de seguridad y accionar los sistemas de evacuación de calor de la caldera.
La junta de unión de caldera ‐ quemador tendrá la suficiente estanqueidad para impedir fugas en la combustión.
Las características de estos equipos se describen a continuación.
2.2.3. Combustible
Para las calderas de biomasa descritas anteriormente, el combustible que se va a utilizar es el denominado: pellet. Podemos definir al pellet como un material biocombustible realizado a partir de la comprensión de virutas, astillas o serrín con un grado de humedad máxima del 8 %. Es madera seca y prensada en pequeños cilindros, sin aditivos.
Debido a su forma cilíndrica, lisa y de pequeño tamaño, el pellet tiende a portarse como un fluido, lo que facilita el movimiento del combustible y la carga automática de las
calderas. La alta densidad energética y la facilidad de movimiento hacen del pellet el combustible vegetal más indicado para sistemas de calefacción automáticos de todos los tamaños. El sistema basado en la entrega del pellet a granel es parecido al que se utiliza para suministro del gasóleo y por su rapidez y simplicidad es el más adecuado para todos los sistemas de calefacción de pellet. El suministro se puede realizar hasta unos 20‐30 metros
desde el lugar donde se para el camión. Para evitar la difusión de polvo en el aire, los camiones cisterna tienen un dispositivo que aspira el aire del silo durante el bombeo del pellet y lo hace circular.
Datos técnicos:
Pellets Ø 6,0 ‐ 8,5 mm
PCI ~ 17,0 MJ/kg
Humedad relativa Hasta 10 %
Contenido de cenizas Hasta 1 %
Densidad 0,620 Kp/dm3
Sistema de alimentación Depósito tampón
2.3. Emisiones
2.3.1. Emisión de humos
La naturaleza sigue un ciclo virtuoso suyo y perfecto. La biomasa al quemarse en la caldera, entra en el proceso de la fotosíntesis, durante el cual el anhídrido carbónico (CO2) es
absorbido por las hojas, los cuales expulsan oxígeno (O2) y absorben carbono (C). A su vez, la cantidad de CO2 que se emite al quemar biomasa, es la misma cantidad de
CO2 necesaria para la leña necesaria para producir la misma biomasa. De esta forma se cierra el ciclo de la naturaleza y se considera que las emisiones de CO2 de la biomasa son neutras.
Otra ventaja de este combustible es la perfecta mezcla que se produce con el oxidante (aire) lo que posibilita una combustión completa con la prácticamente ausencia de
inquemados (monóxido de carbono, etc.) en los productos finales. Por lo demás las emisiones no provocan olores, nieblas, ni polvo en suspensión. Los productos de la combustión de biomasa, en este caso, astilla y pellet, tienen una gran ventaja desde el punto de vista de consideración medioambiental, están considerados como neutros, desde el punto de vista de protocolo de Kyoto, la explicación de porque se considera neutro es muy sencilla: La combustión de biomasa, si se realiza en condiciones adecuadas, produce agua y CO2, pero la cantidad emitida de este último gas, principal responsable del efecto invernadero, fue captada por las plantas durante su crecimiento. Es decir, el CO2 de la biomasa viva forma parte de un flujo de circulación continuo entre la
atmósfera y la vegetación, sin que suponga incremento de ese gas en la atmósfera con tal que la vegetación se renueve a la misma velocidad que se degrada.
2.4. Instalación de sistema de calefacción distribuida
2.4.1. Descripción de la medida
Como se ha visto a lo largo del documento, es reseñable que toda la energía térmica se produce en una sala de calderas centralizada y desde allí se distribuye a los distintos recintos
mediante tuberías pre‐aisladas subterráneas. En cada edificio se encuentra una subestación para la conexión con el sistema
existente. El sistema está controlado desde la propia sala de calderas para funcionamiento óptimo de cada una de las localidades, según previsión horaria de uso y previsión meteorológica.
La iluminación es el apartado que representa un mayor consumo eléctrico dentro de un servicio público, dependiendo su porcentaje del tamaño de as dependencias, del uso
principal a que se destina, y del clima de la zona donde está ubicado. Este consumo puede oscilar entre un 18% y un 28% del consumo total de energía, y alrededor de un 70% del
consumo de la energía eléctrica.
Es por ello que cualquier medida de ahorro energético en iluminación tendrá una repercusión importante en los costes energéticos. Se estima que podrían lograrse reducciones
de entre el 30% y el 50% en el consumo eléctrico de alumbrado, merced a la utilización de componentes más eficaces, al empleo de sistemas de control y a la integración de la luz natural.
Por otro lado, el ahorro energético en iluminación no debe estar reñido con la calidad del servicio y los sistemas de iluminación han de proporcionar el nivel luminoso adecuado para cada actividad, creando un ambiente agradable y una buena sensación de confort. Para ello se aconseja seguir las recomendaciones del Comité Español de Iluminación (CEI) sobre iluminación.
2.5. Ahorros obtenidos con el plan de actuación
2.5.1. Cálculo estimativo del ahorro de energía
Se efectúa un cálculo minucioso de los consumos caloríficos de los distintos edificios, ubicada en Zona D, según NBE‐CT‐79, de 1.301 a 1.800 grados/día anuales.
Para ello se ha realizado una simulación horaria del comportamiento de edificio, para un día tipo de cada mes de calefacción, que incluye todas las aportaciones caloríficas gratuitas
que generalmente se producen a lo largo del día, con lo que se comprueba que la utilización de un sistema de cálculo por el procedimiento de los grados‐día de base 15/15 ofrece
desviaciones no superiores al 2,5%. Por tanto, se selecciona este último sistema como metodología de cálculo.
Se considera en el desarrollo del estudio los grados de aislamiento que cumplen la normativa para cada tipo de solución y en la zona climática considerada. A su vez, se han
establecido los siguientes condicionantes relativos a la zona D:
a) Condiciones ambiente interiores y exteriores:
Tin = 20ºC ; Tex = ‐5,0ºC
b) Infiltración:
Se considera una infiltración de 22,7 m3 de aire exterior por metro cuadrado de superficie acristalada. Este valor se corrige, en función de la orientación del cristal.
c) Periodos de funcionamiento:
En dicha zona no está permitido el funcionamiento de calefacciones entre las 22 y las 7 horas, por lo que se considera este período de interrupción nocturna. (Cr: 0,832)
d) Coeficiente de corrección de uso real, Cu = 0,93
e) Coeficiente de utilización e intermitencia:
Se considera un coeficiente del 0,90 (UI) , por los períodos en los que no se conecta la calefacción
f) Rendimiento de sistemas:
Por tanto, se calculan los consumos de calefacción real en CT = 986.404 Te/año = 1.146 MWh / año
2.5.2. Ahorro de energía primaria
Tomando como base la información facilitada por el programa GREEN BUILDING, se puede estimar que el consumo de biomasa como combustible, no se considera consumo de
energía primaria, por lo ya comentado en el apartado 2.1. Con todo ello, se considera, que los 1.146.000 kWh obtenidos mediante gasoil y
propano, con la reforma serían suministrados mediante biomasa, sin que ello suponga ningún consumo de energía primaria.
Además la obtención de la línea verde de la empresa suministradora de energía eléctrica, supondría que la energía primaria obtenida fuese directamente la energía final que se utilizase. Eso quiere decir, que de los 392.313 kWh de energía eléctrica primaria que se consumirían con las reformas convencionales, pasaríamos a un total de 133.440,00 KWh
(anteriores a la reforma e. final+consumo nueva instalación e. final; sumamos la energía final porque el factor de la línea verde es 1 kWh energía primaria / kWh energía final )
Por lo que el ahorro de energía eléctrica primaria sería de:
392.313 – 133.440 = 258.873 kWh
En total, con las medidas propuestas, ahorraríamos:
1.146.000 + 258.873 = 1.404.873 kWh
2.5.3. Ahorro en emisiones de CO2 correspondiente
Las emisiones de CO2 se verían notablemente reducidas con el sistema de calderas de biomasa. Además hay que tener en cuenta, que estas emisiones se consideran neutras, tal y
como hemos indicado anteriormente, desde el punto de vista del protocolo de Kyoto. Si suponemos que cada con cada litro de gasóleo, se emite 0,00268 t CO2, la cantidad
que se dejaría de emitir seria de:
130.000 x 0.00268 = 348.40 t CO2
Por otra parte, se estima que por cada kWh consumido, se emiten 0,0004556 t CO2, por lo que dejaríamos de emitir la siguiente cantidad:
133.400 x 0.0004566 = 60,80 t CO2
Gasóleo 0,00268 t CO2 /litro de gasóleo
Electricidad 0,0004556 t CO2 / kWh
En resumen, la cantidad que ahorraríamos en emisiones de CO2 sería de:
348.80 + 60.80 = 409.20 toneladas CO2
2.5.4. Datos económicos:
Según la última estadística del Centro Nacional de Energías Renovables (CENER), se
estima que el precio del gasóleo es de 0,061€/kWh + IVA = 0.070 €/kWh PCS, el del pellet de
madera de 0,028€/kWh + IVA = 0.032 €/Kwh PCS y el de astilla de madera de 0.016€/kWh +
IVA = 0.019 €/kWh PCS.
El coste de la energía térmica durante el año 2008 fue de 103.920 €. Teniendo en cuenta los datos facilitados, se consumen unos 1.146.000 kWh de energía primaria
anualmente mediante combustible fósil. La relación entre el precio y la energía consumida es de 0,064€/kWh, cuya relación también la podemos sobreponer al pellet de madera.
Resumiendo, podemos considerar, que el la relación del precio con la energía consumida en cuanto al pellet se estima en 0,0293€/kWh.
Energía final de gasóleo (energía primaria x rendimiento de la caldera):
1.146.000 x 0.85 = 972.400 kWh
Energía final de astilla y pellet para conseguir la misma energía que el gasóleo (energía gasóleo / rendimiento caldera pellet)
972.400 / (0.92 x .4 + 0.86 x .6) = 1.100.000 kWh
Precio consumo de astilla y pellets durante un año para conseguir la energía final del gasóleo:
(1.100.000 x 0.6 x 0.019) + (1.100.000 x 0.4 x 0.032) = 26.620€
Como hemos podido observar, sin la reforma el coste del gasóleo ha sido de 103.920 €, pero con la reforma, se estima que el precio subiría hasta 26.620 €. La diferencia de costes gasóleo‐pellet sería la siguiente:
103.920 – 26.620 = 77.300 € / año
El coste final (incluyendo la subvención) de la instalación del sistema generador y distribución mediante calderas de biomasa y sistema de distribución centralizada, junto al sistema de regulación, el montaje y el conexionado se estima en unos 347.200 €. Con todos estos datos, se puede considerar que el tiempo de amortización de la instalación del complejo sostenible es el siguiente:
347.200 / 77.300 = 4.49 años
3. CONCLUSIÓN
Tomando como referencia los datos de los apartados anteriores, se estima que con las medidas propuestas el complejo municipal de Valle de Ultzama en Larraintzar puede ahorrar más de
un 75% de energía primaria consumida, exactamente un 76,95%.
Asimismo se evita así la emisión de más de 410 toneladas de CO2, que es la causa principal del cambio climático que estamos viviendo.
La preocupación del consistorio por utilizar un modelo energético respetuoso con el medioambiente, les lleva a introducir el uso de la biomasa como combustible renovable, ya que no
emite gases de efecto invernadero de forma incontrolada y tomar las medidas expuestas anteriormente.