Eficiencia energética en la rehabilitación de masías. Aplicación en la "Casa de la Cabeza" (Requena)

Projecte final de Grau corresponent a la titulació d'Arquitectura Tècnica. Curs 2012/2013El objetivo del proyecto es analizar el comportamiento térmico de la envolvente exterior de una vivienda en función del tipo de aislante térmico seleccionado, determinando posteriormente la cantidad de combustible necesario para cubrir la demanda de calefacción obtenida. Para ello, este estudio realiza un análisis de la viabilidad económica que se basa la rehabilitación térmica de los edificios y que indica cual es la repercusión del coste de la adquisición del aislante térmico seleccionado y su influencia en base a la variación de la demanda de calefacción finalmente obtenida. Además de ello, se plantea la posibilidad de cubrir esta demanda empleando como combustible la biomasa disponible en la zona de ubicación de la edificación, siempre y cuando se disponga de parcela de cultivo. No obstante, en el caso de que esto no sea posible, se considerará la posibilidad de adquirir el combustible biomásico a partir de empresas de suministro externas. Finalmente esta información será contrastada con el uso de otros tipos de combustibles para conocer la viabilidad económica del uso de la biomasa como fuente de energía principal. Para alcanzar el objetivo planteado, se establece para este estudio: Un primer bloque que responde a la creación de una herramienta de cálculo que permite obtener de forma sencilla y rápida la repercusión económica del aislamiento térmico seleccionado y su influencia en base a la demanda de calefacción finalmente obtenida. Considerando además la viabilidad económica del uso de combustible biomásico, como fuente de energía principal, con respecto a otros tipos de combustibles. En este bloque se desarrolla el diseño de LABEFFICIENCY.13, una herramienta empleada para alcanzar el objetivo establecido y que además puede significar el inicio de un nuevo sistema para la determinación de la viabilidad económica de la rehabilitación térmica en edificación. Un segundo bloque responde a un caso práctico del uso de LABEFFICIENCY.13 como herramienta de cálculo para conocer los resultados de la viabilidad económica de la rehabilitación térmica de una edificación existente. En este caso se selecciona la Casa de la Cabeza como caso práctico aplicado, por ello, este bloque recoge toda la información necesaria de la edificación y esta es introducida posteriormente en la herramienta. Además de ello, en este bloque se justifican las características de los aislantes térmicos más comúnmente utilizados en España, así como lo correspondiente a las características de los cultivos en seco más utilizados para garantizar la producción de combustible biomásico como fuente de energía principal. A partir de toda esta información se calculará de forma automática, con el uso de la herramienta, la repercusión económica de la adquisición del aislante térmico seleccionado y la viabilidad económica de su aplicación en edificación. Es necesario indicar que para este segundo bloque, es necesario aportar información en base al valor de la demanda de calefacción obtenida para cada comparativa, todo ello con el empleo del software disponible para ello, LIDER, CERMA, CE3, etc. Para este estudio se emplea LIDER como herramienta de cálculo de la demanda de calefacción, siendo esta una herramienta promovida por el Ministerio de Industria Energía y Turismo, a través de IDAE, y por el Ministerio de Vivienda. Además de ello, como la Casa de la Cabeza dispone de una extensa parcela de cultivo de la vid, se analizará la posibilidad de cubrir la demanda de calefacción con el combustible biomásico que puede generarse como residuo procedente de la poda y clareo de la vid. En este caso se realizarán trabajos de campo centrados en la recogida de muestras de la vid y de laboratorio para la obtención de análisis que permitan corroborar la información teórica obtenida con la resultante tras la determinación de sus propiedades. Se solicitará para este estudio el uso del laboratorio del Grupo de Investigación INGRES y a partir de ello se determinarán las propiedades de este tipo de combustibles. Se determinará el poder calorífico inferior y se estimará a partir de ello la cantidad de biomasa necesaria en función del aislante térmico seleccionado y la demanda de calefacción obtenida. Esta edificación presenta una superficie construida de 738 m2 y sobre ella ya se realizó en el año 2011 como Proyecto Final de Arquitectura Técnica un estudio que determinó la historia, el análisis constructivo, estructural y demás aspectos de interés, además de plantear una rehabilitación que respondía a la creación de una casa rural compuesta de zona de alojamiento, biblioteca y restaurante. En base a toda esa información, se desarrolla el presente estudio como Proyecto Final de Grado en Arquitectura Técnica

Labwaste. 12: Herramienta de cálculo para el diseño de vertederos de residuos con valorización de residuos inertes

Departament d' Enginyeria Mecànica i de Construcció. Assignatura: SIVO14, SIVO1

Application of inert wastes in the construction, operation and closure of landfills: calculation tool

Waste from construction and demolition activities represents one of the highest volumes of waste in Europe. 500 million tonnes are produced throughout the whole EU every year. In some EU members like Spain, approximately 83 per cent of such waste is disposed in landfills. The remaining part is classified and processed in treatment facilities so that it can later be used as recycled aggregates in the construction sector (sand, gravel, aggregates, etc.) but without much commercial success. The aim of this study is to use recycled aggregates from inert wastes (IW) in the different phases of a landfill (construction, operation and closure) with the aid of a new computer tool called LABWASTE.14. This tool incorporates the mathematical relationship among the activities of the landfill and provides as a result the economic viability of using recycled aggregates compared to aggregates from quarries. Therefore, knowing the needs of aggregates in landfills (dams, drainage layers, covering layers, collection wells, etc.) may determine the amount of IW that could be recovered. These calculations can be obtained from some of the data that is introduced (population, land physiography, etc.). Furthermore, the use of LABWASTE.14 makes it possible to reduce the demand for aggregates from quarries

Simulation of the behavior of a refuse landfill on a laboratory scale

The characteristics and properties of waste in a landfill, and its evolution over time, are difficult to estimate because of the heterogeneity of materials, biomass degradation, density, cover material, and infiltration of water. In this work, a lysimeter was used to simulate how refuse from mechanical-biological treatment (MBT) plants evolved in a landfill over a 45-day period. Water was added as a way to imitate the effects produced during rainy seasons. Field capacity and changes in the physical and chemical properties (volatile solids, biomass, and heating value) were analyzed. The results of this research show that the percentage of biomass lowers, and the heating value increases, after bringing about infiltration and percolation of water in the waste mass. Therefore in order to stabilize waste in a landfill, employing irrigation or leachate recirculation could be advisable. As the heating value increases after percolation, it could also be a good idea to recover the fuel material after stabilization

Influence of the design on slope stability in solid waste landfills

This paper presents, firstly, the influence of the geometry of a slope in the safety factor (SF). In order to do this, the SF is compared among three types of slopes: with berms every 7 m high and a dam at the toe, without berms and with a dam at the toe, and without berms nor dams. It was observed that, for the same inclination, the berms do not significantly influence the stability. However, the construction of an earth dam at the base increases safety, especially with little height and slope in waste with poor mechanical properties. On the other hand, a set of diagrams to learn, quickly and easily, the safety factor of a landfill slope has been developed. Thus, this set of diagrams allows calculations from the SF height (from 17 to 80 m) and slope inclination (from 45° to 14°) with values of effective cohesion of the waste (C'o) from 1 to 3 t/m2 and effective friction angle (F') of 10° to 25°

Evaluación de los cambios en los resíduos sólidos urbanos en un vertedero durante el proceso de biodegradación

Cuando los residuos son depositados en un relleno sanitario se inicia un proceso de degradación que depende de multitud de factores, tales como la cobertura, la temperatura, la humedad, la precipitación, etc. Estos factores influyen en la evolución del residuo a lo largo del tiempo, tanto en la fermentación anaerobia, como en la generación de lixiviado. Para analizar la evolución de los rechazos en el relleno sanitario se ha construido un lisímetro en el que se ha depositado 30.5 kg de rechazo. Durante el desarrollo del experimento se vertió una mezcla agua-lixiviado por la parte superior, simulando las precipitaciones y se recogido el lixiviado por la parte inferior. Los resultados obtenidos muestran un incremento en el poder calorífico después del periodo y esto debido al descenso del contenido de ceniza del rechazo. El resultado mínimo de DQO fue de 17,750 mg/L y el máximo en la semana 9 de 33,000 mg/L. Para la DBO5 se alcanzó un valor mínimo de 6,000 mg/L y un máximo de 11,000 mg/L. Los sólidos alcanzaron un valor de 50,000 mg/L en la semana 9; valor similar a los reportados por otros autores. El volumen de lixiviado obtenido del lisímetro, muestra que conforme se le aplica presión a la masa de rechazo el volumen de lixiviado disminuye respecto al tiempo, de forma que se aprecia una disminución en la permeabilidad. Los asentamientos mecánicos mostraron que por cada 5 bares de presión, la masa de rechazo se compactó 1 cm aproximadamente.When wastes are deposited in a sanitary, starts a degradation process that depends on multitude of factors, such as the coverage, the temperature, the humidity, the rainfall, etc. These factors influence the evolution of the waste over time, in the anaerobic fermentation and in the generation of leachate. A lysimeter was constructed in order to analyze the evolution of the rejections in the sanitary landfill, with a capacity of 30.5 kg. During the development of the experiment was poured a mixture of water-leachate from the top, simulating the rainfall and the leachate was collected from the bottom. The results obtained show an increase in the calorific value at the end of the experimental period, which was congruent with the reduction of the content of ash of the rejection. The mínimum value of COD was 17,750 mg/L and the máximum, corresponding to the week 9, of 33,000 mg/L. In case of BDO5, a minimal value of 6,000 mg/L was reached and a maximum of 11,000 mg/L. The highest value of the concentration of solids was 50,000 mg/L, corresponding to the week 9; value similar to those reported by other authors. The volume of leachate obtained in the lysimeter, shows that as applies pressure to the mass of rejection, its value decreases in relation to time, so that there is a reduction in the permeability. Mechanical settlements showed that for every 5 bars of pressure, the mass of rejection was compacted 1 cm approximatel

Testing the degree of biostabilization in the refuse from composting plants

In composting plants, aerobic fermentation could not to be complete and therefore, the fate of unstabilyzed wastes from the compost refining, uses to be landfill. This fact provokes an extra biogas generation in landfills, which contributes to greenhouse effect. In this work, the refuse of compost refining process has been subjected to an anaerobic fermentation. For that, in order to analyze their biogas generation, three samples of different composting plants have been selected. In one of these plants, the amount of biogas generation has been considerable, which involves a not complete stabilization of biowaste in the composting process

Emisiones gaseosas de un relleno sanitario en México, comparación con los modelos de generaciónde biogás

Para poder prever la generación de biogás en un relleno sanitario (vertedero) existen una serie de modelos matemáticos que calculan con mayor o menor exactitud esta previsión (Modelo Mexicano v.2.0, Modelo de Primer Orden TNO, Modelo de Primer Orden Multi-fase, Modelo EPER Francés, SWANA Orden Cero, SWANA Primer Orden Simple, SWANA Primer Orden Modificado, SWANA Primer Orden Multi-fase, LandGEM v3.02 y Scholl Canyon). En este trabajo se han contrastado estos modelos aplicándolos a los datos obtenidos en la medición de la generación de biogás entre 2009 y 2011 del relleno sanitario de HASAR’S situado en el municipio de Zapopan, en el estado de Jalisco (México) y se ha analizado el grado de coincidencia entre los modelos y el relleno. En comparación con los valores reales, los modelos TNO, SWANA de primer orden (simple y modificado) y LandGEM sobreestiman la generación de biogás. Los modelos Afvalzorg Multi-fase y Scholl Canyon, en cambio, la subestiman. Los modelos de la SWANA de primer orden y el modelo LandGEM se alejan demasiado de las mediciones reales, por lo que se debería descartar su uso en este vertedero. El Modelo Mexicano, el EPER Francés y el SWANA Orden Cero son los que más se aproximan. También se han calculado los errores relativos de los resultados proporcionados por cada modelo con respecto a la generación real medida.In order to estimate the generation of biogás in a landfill, there are some mathematical models (Modelo Mexicano v.2.0, Modelo de Primer Orden TNO, Modelo de Primer Orden Multi-fase, Modelo EPER Francés, SWANA Orden Cero, SWANA Primer Orden Simple, SWANA Primer Orden Modificado, SWANA Primer Orden Multi-fase, LandGEM v3.02 y Scholl Canyon). In this work, these model have been compared for the sanitary landfill HASAR’S, located in Zapopan (Jalisco, México). Furthermore, the results of the models have been compared with the real data measured in the landfill from 2009 to 2011. Compared to the real values, the models TNO, SWANA firts order (simple and modified) and LandGEM overestimate the generation of biogas. The models Afvalzorg multiphase and Scholl Canyon, however, underestimate. The models SWANA first order and LandGEM are very far as the real measurement, therefore its use must be rule out for this landfill. The “Modelo Mexicano de Biogás”, the french EPER and SWANA order zero are the most approximate. The relative errors of the results proveded by each model with respect to measure the real generation has been calculated too.Los autores agradecen la financiación del proyecto con código P11B2011-34 dentro del marco de Proyectos de Investigación de la Acción 1.1. de la Convocatoria de Proyectos de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico del Plan de Promoción de la Investigación de la Universidad Jaume I – Bancaixa, con el título “Posibilidades de biometanización a partir de distintos tipos de residuos biodegradables

Efficiency of a pilot scheme for the separate collection of the biowaste from municipal solid waste in Spain

According to EU regulations, member states shall take measures to encourage the recycling of biowaste in a way that fulfils a high level of environmental protection. In Spain, the separate collection of biowaste is only implemented in some regions. For this reason, a pilot scheme based on an information campaign and the location of a specific brown container for biowaste in specific zones of the city was carried out in Castelló de la Plana (Spain) over a period of six months. In this period, the collection and composition of the biowaste was monitored in depth with the goal of determining the evolution of the efficiency of the new collection system over time. In the zones, the quality rate in the biowaste container increased as the pilot study progressed, finally reaching 90%. The rate of biowaste separation also increased in the three zones over time, although in different ways, which means that there is greater collaboration on the part of citizens. On the other hand, an analysis of the rate of net biowaste daily collection from zones 2 and 3 has shown that their value increases as the rate of containerization of biowaste decreases. Therefore, to obtain better results it will be necessary to increase the containerization of biowaste, that is, to reduce the distance from the citizen to the container. It can thus be said that there is a positive evolution of the experience, which boosts confidence when it comes to implementing the system throughout the city

Aplicación de la economía circular en las obras de construcción y demolición

Ponència presentada al IX Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos, Panamá, del 20 al 24 de setembre de 2021Los residuos de construcción y demolición (RCD) representan aproximadamente un tercio de los residuos totales generados en la Unión Europea. En España se generan anualmente más de 40 millones de toneladas. Con carácter general, el 60-70% de la composición de los RCD son materiales minerales inertes, compuestos principalmente por tierras, hormigón, ladrillos y cerámicos. El resto de las fracciones están formadas, en gran medida, por cantidades variables de madera, metales, cartón, plásticos, yesos y vidrio. En torno al 95% de estas fracciones no son peligrosas y pueden ser valorizadas para ser reintroducidas en los sistemas productivos como materias primas secundarias, reduciendo de este modo el consumo de recursos minerales. La posibilidad de su aprovechamiento se reduce considerablemente cuando éstos son mezclados o se contaminan por sustancias peligrosas, por lo que es necesario que se implanten en las obras sistemas de separación de las distintas fracciones durante la construcción. En este trabajo se presenta la aplicación de la economía circular a la gestión de RCD mediante varios casos reales de obras de construcción de edificios. De este modo, se demuestra que una adecuada separación de las distintas fracciones de RCD en los lugares de generación no sólo permite aprovechar una mayor cantidad de residuos y reducir el vertido, sino que además genera una reducción de costes para la empresa constructora, ya que se ahorra la mayor parte de los costes asociados a la separación y vertido en plantas de tratamiento consiguiendo alcanzar un aprovechamiento de residuos superior al 80%.Construction and demolition waste (C&D waste) accounts for almost one third of all the waste in Europe. In Spain, more than 40 million tonnes are produced every year. Generally, around 60-70% of C&D waste composition are inert materials, mainly soil, concrete, bricks and ceramics. Most of the remaining portion consist in varying amounts of wood, metal, carton, plastic and glass. Around 95% of this portion are not hazardous and can be enhanced and brought back to the productive systems as secondary raw materials, minimizing by this means natural sources consumption. If those materials mix or get polluted by dangerous materials the potential uses are reduced, consequently the introduction of systems for the sort out of each material portions during the construction its essential. This study produces the implementation of the circular economy in the C&D waste management process through building projects genuine cases. Thus, a proper separation of C&D waste portions on generation sites not only allows for a bigger waste enhancement and a minimized dumping, but also allows for a cost reduction to the construction companies, since they save most of the cost related to separation and dumping on treatment units achieving more than an 80% waste enhancement