Techos verdes.
Fecha: 
28/11/2017 - 11:49am
Colombia cuenta con las condiciones perfectas para generar energía a partir de fuentes renovables, como la generación fotovoltaica, y esto lo tiene claro la Universidad Industrial de Santander. Gracias a un talento humano comprometido en el que intervienen investigadores de ingeniera eléctrica, ingeniera mecánica y biología unidos por el amor a los sistemas verdes, como lo son los GRIPV (Green Roof Integrated Phovoltaics), que conjugan los techos verdes con generación renovable. Esta iniciativa ha recibido apoyo de Colciencias que aprobó y apoyó la financiación de la investigación, logrando una apuesta innovadora para las ciudades del futuro en América Latina. Un proyecto inteligente y emprendedor por una meta en común: la sostenibilidad.
 
Estas ciudades del futuro orientadas por los Objetivos de Desarrollo Sostenible, deben ofrecer soluciones energéticas de forma eficiente. Pero ¿cómo es eso? La base de este proyecto es mejorar la eficiencia de generación de sistemas fotovoltaicos a partir de la integración entre techos verdes, la horticultura y un sistema de riego inteligente. Más árboles, plantas y cubiertas verdes pueden absorber mayores cantidades de contaminantes y dióxido de carbono, principales gases que calientan en el planeta.
 
Albert Einstein pensó que la luz solar podía estar formada por partículas denominadas fotones, que tienen una energía que puede transmitirse a los electrones cuando chocan entre sí, y esto se llama efecto fotoeléctrico. Con esta energía no se producen gases de efecto invernadero y puede ser más barata que la energía eléctrica generada a partir de combustibles fósiles y muy útil en los diferentes ecosistemas colombianos alejados de las grandes ciudades a donde no llega la red eléctrica. Estas razones sumadas a la excelente irradiación que existe en casi la totalidad del territorio colombiano, permitieron el éxito de este proyecto.
 
Gran parte de este trabajo se ha desarrollado en el Edificio de Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones (E3T) de la Universidad Industrial de Santander (UIS), edificación que se intervino, entre otras cosas, con fines de investigación  con el apoyo institucional y de su capital humano. Se implementaron diversas aplicaciones verdes (generación fotovoltaica, techos verdes, tubos solares, iluminación natural e híbrida inteligente, climatización natural,  orinales secos y captación y almacenamiento de aguas lluvias, entre otras). Orientadas a la reducción del consumo de energía y agua potable, que permiten una reducción del consumo de energía eléctrica de aproximadamente un 70%, y de agua potable en cerca de un 40%. La edificación cuenta con 580 m2 de terraza verde en la que coexiste un sistema fotovoltaico de 10 Kw; la integración de estas dos tecnologías, junto a un sistema riego inteligente, permite por un lado mejorar la eficiencia de conversión de los paneles fotovoltaicos (FV) para generar más energía y por otro lado, que el sombreado de los paneles mejoran las características fisiológicas de las plantas sembradas en el techo; es decir que éstas se desarrollan mas frondosas y verdes usando menos agua. Por esto se pensó en desarrollar cultivos saludables en la segunda fase del proyecto, con plantas comestibles como berenjenas, tomates cherry y frijoles de especie nativa, entre otras.
 
La inspiración de este proyecto sostenible surgió durante el desarrollo de la tesis doctoral de German Alfonso Osma Pinto, ingeniero electricista de la UIS, y actualmente profesor de la misma institución, quien tuvo la oportunidad de llevar a cabo una pasantía doctoral (2014-2015) en el Green Building Research Laboratory (GBRL) de Portland State University en Oregon, Estados Unidos, bajo la tutela del profesor David Sailor. Él vio que estaban trabajando en los GRIPV, y al regresar al país aprovechó esta idea para integrarla a los desarrollos que ya habían alcanzado en su trabajo doctoral para proponer a Colciencias un proyecto más profundo para estudiar en detalle el desempeño de los GRIPV en condiciones reales y para un clima cálido tropical. En el proyecto participaron el profesor Gabriel Ordoñez Plata, Director del Grupo de Investigación en Sistemas de Energía Eléctrica (GISEL) y Director de la Tesis Doctoral, profesores y estudiantes de posgrado y pregrado del Grupo de Investigación GISEL. Un objetivo de este trabajo era establecer las condiciones que permitan a los constructores promover la integración favorable de techos verdes y paneles FV para mejorar el nivel de sostenibilidad de las edificaciones.


Foto: De izquierda a derecha: Johann Petit, Edison Soto, Julio  Chacón, Oscar Quiroga, María Mantilla, Mónica Botero, Javier Solano, Gabriel Ordóñez y César Duarte. Detrás de Julio Chacón esta Hernán Vargas.

La UIS está realizando investigaciones en temáticas como generación renovable, electrónica de potencia, calidad de la energía y edificaciones verdes, entre otras, temas que cada vez son mas fuertes porque cuentan con programa de doctorado en el campo de la ingeniería eléctrica. LA UIS es pública y apoya el desarrollo de estos proyectos de forma administrativa y financiera. Fue la sede del Simposio Internacional Sobre Calidad de la Energía Eléctrica – SICEL 2017 en el mes de noviembre, evento realizado como un espacio de discusión académica y profesional sobre las temáticas relacionadas con la calidad de la energía eléctrica y sus implicaciones en diversos sectores de la sociedad, el cual se ha consolidado a nivel nacional e internacional mediante la participación activa de investigadores y profesionales de más de catorce países.
 
La financiación del proyecto es clave y para ello el grupo de investigación GISEL se presentó a las convocatorias de Colciencias, que tenían como propósito apoyar proyectos de CTeI y su contribución a los retos del país que fomentan la investigación orientada a un propósito en torno a los ejes temáticos: construcción de paz, crecimiento verde y agregación de valor a recursos renovables y no renovables. Abordados desde la Ciencia, la Tecnología y la Innovación, los proyectos aportarán propuestas de valor integrales de acuerdo con el Plan Nacional de Desarrollo 2014-2018. En cada caso las convocatorias fueron orientadas a retos que van de la mano con las nuevas tendencias de la incorporación de la energía fotovoltaica dentro del sistema eléctrico colombiano. El profesor Gabriel Ordoñez Plata resalta: La experimentación no ha sido fácil, pero es enriquecedora y ahora aún más, muchas veces en Colombia por no haber diversificado su matriz energética, tiene el riesgo de racionamiento. Con estos paneles se puede tener disponibilidad en cuanto a almacenamiento o se podría integrar directamente al sistema eléctrico. El comportamiento de los paneles FV es afectado por la temperatura de operación y ésta a su vez es influenciada por el nivel de irradiación solar, temperatura ambiente y viento; por ello, este comportamiento dependerá de la región donde están ubicados, esencial para que el constructor del edificio incorpore la energía solar.
 
Este trabajo se ha socializado desde chicos de primaria hasta estudiantes de doctorado. La UIS está construyendo un nuevo edificio de ingeniería incorporando en los diseños algunas de estas soluciones que han despertado el interés de la Cámara de Comercio de Bucaramanga y en los constructores de la ciudad de que realmente hay opciones interesantes para incorporar estos avances. Varias constructoras bumanguesas tienen un grupo de innovación y empiezan a hacer pilotos con sus proyectos, para que los ciudadanos vean ejemplos que funcionen y generen confianza en esta inversión y en el cambio de enfoque.
 
Esta labor es pionera en la zona tropical. Existen algunos desarrollos de sistemas GRIPV a nivel de Estados Unidos y Europa pero esos climas no corresponden al nuestro. En Latinoamérica, todavía no se había explorado esta integración tecnológica de paneles fotovoltaicos con techos verdes, sobre todo en la parte experimental revisando las alternativas de aprovechamiento. La segunda fase del proyecto aborda dos temas: el impacto de la inyección de potencia de sistemas FV en redes de baja tensión y el uso productivo de los techos verdes para la horticultura; este segundo punto va de la mano con biólogos para sacarle aún más provecho a estas alternativas. La siguiente meta para este equipo es pensar en cómo integrar estos sistemas GRIPV de energía en la matriz energética de Bucaramanga.
 
El grupo de investigación GISEL se presentó ante la Superintendencia de Industria y Comercio en abril de 2016 para obtener una patente de invención. Tendrán una respuesta final en abril de 2018, destacando la innovación en este proyecto que llevó al desarrollo de un sistema de irrigación de paneles FV y vegetación. Varios estudiantes egresados de la Universidad que participaron en el proyecto han empezado a crear empresa en torno al uso eficiente de la energía. Un ejemplo es Yuliany García, ingeniera electrónica de la UIS. Ella trabajó en la temática de generación fotovoltaica durante su carrera siendo el tema de su tesis de grado. Posteriormente, la UIS la convocó para ser parte del montaje del sistema de techos verdes con paneles fotovoltaicos. Gracias a este proyecto encontró su enfoque, dedicándose a ser emprendedora creando su propia empresa llamada ENEF, dedicada a combinar las comunidades sostenibles con las energías renovables. Trabajan de la mano con la comunidad, tratando de crear y construir y a su vez, instalar sistemas de generación fotovoltaica a todas las personas que puedan. Su idea es ampliar el uso de las energías alternativas en zonas residenciales y comerciales iniciando con la energía solar. Yuliany destaca: “Cuando inicias nadie te dice cómo es el camino, existen algunos modelos que se pueden seguir, pero sobre todo se aprende de los errores como todo emprendedor”.
 
En una casa pequeña para una familia de cuatro personas un sistema sencillo de energía solar puede costar desde siete a ocho millones de pesos. Estos paneles fotovoltaicos cuentan con un tiempo de vida de fábrica de 11 años y una garantía de funcionamiento de 25 años. Sin embargo, el reto más grande es la formación de los clientes; a todos les gusta la energía solar y el imaginario es que es costosa, pero en realidad es una inversión que puede llegar a perdurar hasta 40 años. es de soliciones agro an energ de proyecto va de la mano con arquitectos misiLos países que han logrado la apropiación masiva de la generación renovable tienen en común habitantes críticos e interesados en el tema. Esto hace que el conocimiento crezca en el cotidiano como una bola de nieve que alcanza mucha visibilidad. Entonces en Colombia se necesitan más personas y empresas formadas e interesadas en esta revolución solar. 
 
Para estimular al sector privado a invertir en tecnología, se creó la Ley 1715 de 2014 que promueve el uso de los renovables y tiene como objetivo reducir la dependencia en las centrales hidroeléctricas (para evitar el desabastecimiento durante las sequías graves como El Niño), y disminuir el consumo de energía de plantas térmicas tradicionales (y como consecuencia frenar las emisiones de CO2).  El crecimiento de las energías renovables en el país fue de 8% en el año 2012, se pasó a 20% en 2015, y se espera llegar a 30% en 2020. Una transición global a la energía limpia también presenta enormes oportunidades para estimular el desarrollo y mejorar la vida de millones de personas, alineando la inversión pública y privada, y la seguridad jurídica y regulatoria que las sustentan. 
 
El petróleo no es nuestro futuro, el futuro está en las alternativas que están surgiendo. Colombia tiene el compromiso de reducir un 20% los gases de efecto invernadero y así aportar a la adaptación del cambio climático y fortalecer los nuevos desarrollos emergentes en energía renovable que toman mucha fuerza a nivel mundial. Debe existir una alineación entre la academia, los empresarios constructores y el gobierno, para que el impacto en estas nuevas tendencias sea cada vez mayor. Hay que cambiar el paradigma del manejo de la energía eléctrica, estudiando los casos de éxito de regulación en el exterior para adaptarlos al país como se hizo en este proyecto.