Casas Sostenibles para los Ocupantes Sostenibles: Conciencia Social. Sobre el Contexto Actual Entendemos que la sociedad se encuentra en un punto crítico. El cambio climático ha adquirido niveles históricos y sin embargo los gobiernos siguen incumpliendo los tratados internacionales para detenerlo. Las energías no renovables no solo son caras en términos monetarios, sino también por el costo medio ambiental que tiene producir las mismas. El petróleo y actualmente el fracking están destruyendo el planeta día tras día, y a pesar de que existen otras fuentes de energía limpias, eficientes y de igual calidad, los países siguen sin explorarlas en profundidad e incluso algunos de ellos sin tenerlas en cuenta en su matriz energética. De seguir en esta senda, la humanidad tiene un futuro poco prometedor. El actual paradigma energético que fomenta el uso del petróleo como principal fuente de energía debería estar obsoleto o en un segundo plano hace más de 30 años, cuando los científicos descubrieron que el abuso de estas energías estaba produciendo cambios climáticos devastadores. Han pasado más de tres décadas y los cambios a nivel global en este aspecto han sido mínimos. Esto deja en claro que quienes gobiernan el mundo no están tomando las mejores decisiones para el planeta, es por ello que son las personas quienes deben hacerles entender que el cambio es necesario y por sobre todas las cosas, posible. Para ello se debe crear conciencia sobre lo que está pasando y cómo se puede mejorar, no sirve únicamente con señalar que lo que se está haciendo hoy no se debería hacer, sino también de brindar una mejor opción. En la actualidad y gracias a la tecnología el mundo está más conectado que nunca, esto implica no solo una inmensa cantidad de información en la web sino también la posibilidad de estar al tanto en tiempo real de lo que sucede en otras partes del mundo. Debemos apoyarnos en esta red mundial para tomar las buenas prácticas que se realizan en las diversas partes del planeta, así como también mostrar las ideas que sirven para mejorar el mundo en el cual vivimos. Es por esta razón que los concursos como el SDLAC son vitales para el desarrollo social y medioambiental, mostrando al mundo que es posible vivir de forma sustentable. Esta inversión es una excelente forma de brindar confianza y apoyar a que grupos de personas alrededor del mundo, en este caso estudiantes universitarios, puedan demostrar que un mundo mejor no es una utopía, sino una cuestión de trabajo, esfuerzo y la aplicación de conocimientos.
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Sobre Nuestro Prototipo Uno de los pilares de nuestro proyecto es la domótica, pero a su vez la misma está estrechamente vinculada al usuario. Esto se debe a una razón primordial que es la fomentación de los buenos hábitos de conducta respecto a la conservación y el buen uso de los recursos vitales, como son la energía y el agua. Nuestro prototipo puede perfectamente configurarse en forma activa, para que el mismo tome todas las decisiones de ahorro de energía de forma automática, sin embargo creemos que este no es el camino que se debe seguir. Consideramos que la casa debe actuar de forma pasiva, indicando al usuario qué situaciones no son eficientes y debe ser el mismo usuario quien tome la decisión adecuada. Nuestro prototipo cuenta con sensores de temperatura, luz, humedad, de presencia, magnéticos (en puertas, ventanas y “flaps” o alerones), de incendio y de CO2, así como también con una estación meteorológica ubicada en el techo de la casa. Todo esto le permitirá a la computadora central controlar lo que está pasando dentro y fuera de la casa, comparar ambas situaciones y podrá recomendarle al usuario las decisiones más adecuadas que debería tomar para lograr una eficiencia energética ideal que permita ahorros considerables de energía. Los sensores de temperatura le indicarán al usuario si debe aumentar o disminuir la temperatura del aire acondicionado; los sensores de luz se darán cuenta si hay una luz prendida cuando afuera aún es de día, y recomendarán apagarla; los sensores de presencia se darán cuenta si no hay nadie dentro de una habitación y en caso afirmativo, notificarán al usuario para que apague la luz u otro electrodoméstico que esté encendido (TV, equipo de audio, otros); los sensores magnéticos permitirán notificarle al usuario que debería abrir las puertas y las ventanas, en caso de que la temperatura interior esté por encima del umbral de confort y la del exterior sea inferior, mientras que los “flaps” o alerones podrán ser bajados en caso de lluvia para evitar la humedad en el techo de la casa (los mismos deberán ser levantados manualmente); los detectores de incendio notificarán al usuario en caso de que ocurra un siniestro; y por último, los sensores de CO2 detectarán si existe alta concentración de dicho gas y notificará al usuario que debería encender el recuperador entálpico para purificar el aire, sin desperdiciar energía en dicha acción (es un 70-80% más eficiente que abrir una ventana para lograr el mismo cometido). Creemos que al cabo de un tiempo, la casa ya no enviará mensajes en forma regular, porque los usuarios habrán adoptado los buenos hábitos de comportamiento para reducir el gasto energético, logrando uno de los cometidos principales del prototipo que es el de educar a los usuarios en las buenas prácticas de consumo energético. Otro pilar del prototipo diseñado es la eficiencia energética, esto significa, lograr el mismo resultado de confort pero utilizando una menor cantidad de energía. Más por menos,
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más confort con menos uso de energía, más casa por menos recursos no renovables, más casa, más inteligente, más amigable, con menos recursos materiales. Este aprovechamiento energético tiene sus bases en dos aspectos: una estrategia pasiva basada en el diseño y las prestaciones de la casa, y por otro lado en la reutilización de los recursos que la casa obtiene. Las estrategias pasivas con las que cuenta el prototipo son:
La envolvente de la casa está hecha de paneles de madera, que en el interior tienen lana de vidrio como aislante, que reduce las pérdidas de calor entre el interior y el exterior. También la estanqueidad está asegurada por éstos paneles que están perfectamente sellados y no crean puentes térmicos. De esta manera se puede construir una casa en la zona tropical, pero también simplemente cambiando la orientación y la segunda piel se puede adaptar el modelo al clima uruguayo.
La casa cuenta con grandes ventanas y puertas orientados al sur, cubiertas por el alero que produce la cubierta reduciendo la incidencia solar, pero permitiendo la iluminación natural. También hay dos ventanas verticales, orientadas al este y al oeste que están protegidos por la pérgola vertical, pero permiten la iluminación del pasillo. También hay tres ventanas en cada habitación en el norte, que tienen persianas, y están protegidas por la pérgola vertical que tiene partes móviles para permitir el ingreso de luz a las habitaciones. De esta manera, la luz natural entra pero no la radiación de calor y el sol.
El agua caliente se generará a partir del calor recuperado de la bomba de calor (equipo externo). El Equipo será altamente eficiente y además de sus propiedades capturara el calor emitido por la bomba de calor generando el agua caliente. Por lo tanto el tanque se calentará con energía recuperada. Cuando la casa está en condiciones óptimas y no necesita acondicionado artificial, el agua también se calienta con este sistema ya que consume menos energía que el uso de una resistencia.
El sistema de refrigeración del techo funcionará con radiación nocturna. El intercambio de radiación se produce cuando dos objetos separados tienen diferentes temperaturas y la más caliente transfiere calor a la otra hasta lograr la nivelación de la temperatura de ambos objetos.
La superficie horizontal apunta hacia el espacio exterior que está a una temperatura muy baja, por lo que una diferencia de 4 a 5 grados menor que la temperatura de las superficies verticales. El sistema almacenará "el frío", producido por la radiación noche en un depósito interno incorporado en el techo, tenemos la intención de incorporar la Materiales de cambio de fase distribuidos estratégicamente.
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Estar más cerca del Ecuador convierte a la insolación sol en un gran reto, tenemos que conseguir lo mejor de ella en términos de iluminación natural y la energía solar, pero también es imprescindible protegerse de la insolación directa del sol y las altas temperaturas. Hay una pérgola vertical que rodea los tres lados de la casa (norte, oeste y este) separada 40 cm de estos, lo que genera un microclima y permite la ventilación de aire, reduciendo a su vez el calor interno de la casa y de esta manera reduciendo además el efecto isla de calor urbano. Por otra parte, la reutilización de los recursos forma parte de esta estrategia, como el
aprovechamiento del agua de lluvia para cultivos hidropónicos, la utilización del aire caliente del interior de la casa para calentar el del exterior cuando se purifica la casa de CO2 mediante el recuperador entálpico, el uso del agua producida por el aire acondicionado para el lavarropas, así como también la utilización del calor producido por la bomba de calor para calentar el agua del calefón en vez de utilizar la resistencia del mismo. Todas estas pequeñas tácticas sumadas conllevan a la consecución de la estrategia general de más por menos. La casa no solo producirá más energía de la que consume, sino que además será eficiente en el consumo de la misma, logrando así enormes ahorros a lo largo del tiempo. Sobre el Futuro Consideramos que en la actualidad se asocia la arquitectura ecológica y sustentable con algo que es caro y por lo tanto, inaccesible para muchas personas. Este concurso demuestra que esto no es así. Los 16 prototipos que participarán del mismo costarían menos de USD 50.000 si los mismos se produjeran a gran escala, pensando en barrios y comunidades sustentables. Este no es un dato menor, ya que derribaría una barrera cultural que hoy en día está muy arraigada, no solo en Latinoamérica sino en el mundo entero. Así mismo, si contemplamos también los ahorros que producirían estas casas en cuanto al uso de energía y agua, se acentúa aún más el impacto positivo de las mismas en nuestro planeta. Vivimos en un mundo donde la energía es cada día más cara, donde muchos países no tienen acceso a agua potable y donde las personas con menos recursos deben consumir más energía de la que pueden pagar solo para subsistir, cuando en realidad debería ser a la inversa. Estos paradigmas deben corregirse si queremos que nuestros hijos y nietos vivan en un mundo mejor. Las personas y sobre todo los gobiernos deben tomar conciencia de que estas innovaciones no son utopías porque no se pueden alcanzar, son utopías porque son pocos quienes quieren invertir en las mismas.
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Nelson Mandela dijo que la educación es el arma más poderosa que podemos utilizar para cambiar el mundo, y este concurso es un ejemplo tangible de la razón que tenía. Este es un proyecto universitario, pensado y realizado por alumnos que creamos este prototipo utilizando exclusivamente nuestros conocimientos y nuestras ganas de cambiar el mundo. Formamos parte de este concurso porque creemos que ese cambio es posible. El planeta no puede esperar más, se deben tomar acciones en el corto y mediano plazo para arreglar estos paradigmas educativos, culturales, económicos, arquitectónicos y sociales que limitan la evolución a un mundo sustentable, en armonía con la naturaleza, que utilice de forma eficiente los recursos naturales…en pocas palabras, un mundo mejor. Debemos ser nosotros, las nuevas generaciones, los agentes de cambio que tenemos que tomar esa responsabilidad y lograr que quienes ostentan el poder abran los ojos a esta nueva realidad. Desde La Casa Uruguaya estamos decididos a poner nuestro granito de arena para hacer de este un mundo mejor.
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Sustainable Houses for the Sustainable Occupants: Social Conscience. On the Current Context We understand that society is at a critical point. Climate change has acquired historical levels and yet governments continue to violate international treaties to stop it. Non-renewable energies are not only expensive in monetary terms, but also because of the environmental cost of producing them. Oil and fracking are currently destroying the planet every day, and although there are other sources of clean, efficient and of equal quality energy, countries are still not exploring them and some of those countries do not even take them into account in its energy matrix. To continue on this path, humankind has a bleak future. The current energy paradigm that encourages the use of oil as a primary energy source should be obsolete or in the background over 30 years ago when scientists discovered that abuse of these powers was producing devastating climate change. More than three decades have passed and global changes in this area have been minimal. This makes it clear that those who govern the world are not making the best decisions for the planet, which is why the people must make them understand that change is necessary and above all things possible. This requires raising awareness of what is happening and how it can be improved, it is just not enough to point out that what is being done today should not be done, but also to provide a better option. Today thanks to technology the world is more connected than ever, this implies not only a huge amount of information on the web but also the ability to be aware in real time of what is happening in other parts of the world. We must build on this global network to take the good practices carried out in different parts of the planet, as well as showing the ideas that serve to improve the world in which we live in. This is why competitions like SDLAC are vital to the social and environmental development, showing the world that it is possible to live in a sustainable way. This investment is a great way to provide confidence and support groups of people around the world, in this case university students, who can demonstrate that a better world is not a utopia, but a question of work, effort and application of knowledge. About Our Prototype One of the pillars of our project is home automation, but in turn it is closely linked to the user. This occurs because a major reason is furthering good habits of conduct regarding the conservation and proper use of vital resources such as energy and water. Our prototype can be perfectly configured to respond in an active way, so that it takes all the energy-saving decisions
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automatically, however we believe this is not the way it has to be done. We think that the house must act passively, telling the user what situations are not efficient and should be the same user who makes the right decision. Our prototype has sensors for temperature, light, humidity, presence, magnetic (doors, windows and flaps), fire and CO2, as well as a meteorological station located on the roof of the house. All this will allow the central computer to control what is happening inside and outside the house, compare both situations and then recommend the user the most appropriate decisions he should make for achieving ideal energy efficiency that allows considerable energy savings. Temperature sensors will tell the user whether to increase or decrease the air conditioner temperature; light sensors will notice if there is a light on when it is still daylight outside, and recommend turning it off; occupancy sensors will notice if there is nobody in a room and if so, notify the user to turn off the light or other appliances that are turned on (TV, stereo, etc.); magnetic sensors will notify the user if he should open the doors and windows, if the indoor temperature is above the threshold of comfort and temperature outside is at a lower level, while the flaps may be lowered if rain to avoid moisture on the roof of the house (then they shall be lifted manually); smoke detectors will notify the user when an incident occurs; and finally, CO2 sensors will detect if there is a high concentration of this gas and notify the user should turn the enthalpic recuperator to purify the air without wasting energy in the process (is 70-80% more efficient than opening a window to accomplish the same task). We believe that after a while, the house will no longer send messages regularly, because users will have adopted the habits of behavior to reduce energy consumption, achieving one of the main objectives of the prototype: to teach users best practices in energy consumption. Another pillar of the designed prototype is energy efficiency, that is to achieve the same comfort but using less energy. More for less, more comfort with less energy use, more home for smarter, friendlier, and less nonrenewable resources. This energy use is rooted in two aspects: a passive strategy based on design and performance of the house, and secondly on the reuse of the resources that the house gets. The passive strategies that the prototype has are the following: 
The house’s envelope is made out of wood panels, which inside has spun glass as insulation, which does not allow high losses from the temperature inside and the heat to enter. Also the air tightness is ensured by these panel that are perfectly shield and do not create thermal bridges. This way we can construct a house for the tropical zone, but also we can change orientation and second skin to adapt the model to Uruguayan climate.
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The house has big windows and doors at south, covered by the eave that produces the cover where there is less sun incidence but permits natural lighting. There are also two 7
vertical windows, oriented east and west that are protected by the vertical pergola but allow lighting to the hallway. There are also three windows in each bedroom at north, which have blinds, and are protected by the vertical pergola that has moveable parts to allow light income to the rooms. In this way, natural light comes in but no heat and sun radiation.
The hot water will come out of the heat recovered from the heat pump (external equipment). Equipment of highly efficient artificial conditioning that in addition to its properties will capture the heat emitted from the heat pump, making hot water. Therefore the tank is to be heated with energy recovered. When the house is in optimum conditions and does not need artificial conditioning, water is also warmed with this system because it consumes less energy than using a resistor.
The roof cooling system will function with nocturnal radiation. The radiation exchange occurs when two separate objects have different temperatures and the hottest one transfer’s heat to the other one, leveling both objects original temperatures.
Horizontal ceilings radiation aims to outer space which is at a very low temperature, making a difference of 4 to 5 degrees lower than the temperature of the vertical surfaces. The system will store “cold” produced by night radiation in an inner deposit incorporated on the roof, there, we plan to incorporate Economic Phase Change Materials strategically distributed.
Being closer to the Equator makes the sun insolation a big challenge, we need to get the best of it in terms of natural lighting and solar energy, but it is also important to shelter from direct sun insolation and high temperatures. There is a vertical pergola surrounding three sides of the house (north, west, and east) separated 40cm, which generates a microclimate and allows the ventilation of air, reducing the internal heat of the house and in this way reduce the urban heat island effect. We expect for vertical slow air motion behind the pergola that will exhaust the hot air.
Moreover, the reuse of resources is part of this strategy, as the use of rainwater for hydroponics, using the hot air inside the house to heat the one outside when the house is purified of CO2 emissions by the enthalpic recuperator, the use of the water produced by the air conditioning in the washing machine, as well as the use of the heat produced by the heat pump to heat the water in the water heater instead of spending electrical energy to heat it. All these small tactics combined lead to the achievement of the overall strategy of “more for less”. The house not only produces more energy than it consumes, but it will also be efficient in the use of the energy, thus achieving huge savings over time.
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About the Future We believe that today the ecological and sustainable architecture is associated with something that is expensive and therefore unaffordable for many people. This competition shows that this is not so. The 16 prototypes involving the contest cost less than USD 50,000 if they were produced on a large scale, considering neighborhoods and sustainable communities. This is really important, since it would topple a cultural barrier that today is deeply rooted not only in Latin America but worldwide. Likewise, if we also consider the savings that would produce these houses on the use of energy and water, it would accentuate the positive impact of these sustainable houses on our planet. We live in a world where energy is more expensive every day, where many countries have no access to clean water and where people with fewer resources must consume more energy than they can afford only to survive, when it should be the other way around. These paradigms must be corrected if we want our children and grandchildren to live in a better world. People and especially governments should be aware that these innovations are not utopias that cannot be reached, these are utopias because only few people want to invest in them. Nelson Mandela said that education is the most powerful weapon we can use to change the world, and this competition is a tangible example of how right he was. This is a university project, conceived and performed by students who created this prototype using only our knowledge and our desire to change the world. We are part of this competition because we believe that change is possible. The planet cannot wait anymore, action must be taken in the short and medium term to fix these educational, cultural, economical, architectural and social paradigms that limit the development of a sustainable world, in harmony with nature, using efficiently our limited natural resources ... in short, a better world. It should be us, the younger generations, the change agents that have to take that responsibility and make those in power to open their eyes to this new reality. From La Casa Uruguaya we are determined to do our bit to make this a better world.
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