METODOLOGIA OBJETIVOS
Diseño metodológico:
Para desarrollar la presente
investigación se considera la aplicación de un diseño metodológico, basándose
en las diferentes características propias del estudio a realizar.
El siguiente esquema señala las
etapas de nuestra investigación conteniendo
implícitamente una metodología:
Marco teórico Procedimiento de observación Resultado de
la observación Análisis de la información
Entrevistas Evaluación y
conclusión
Observación documental: -Revisión
de la literatura -Búsqueda
en Internet
El estudio a realizar será del
tipo descriptivo, buscando especificar las propiedades más importantes del
elemento en estudio, para describir lo que se desea investigar. Para
ello se medirán de manera independiente las variables con las que tienen que
ver los elementos en estudio.
En cuanto al procedimiento de la
investigación, el universo seleccionado serán todos los tipos de bombas de
calor y la muestra corresponderá a aquellas que cumplan condiciones de funcionamiento
impuestas por nuestro país, comparando ésta con dos sistemas de calefacción, de
tecnología relativamente nueva, ya utilizados en Chile.
Los procedimientos de observación
son los mencionados en el diagrama, incluyendo, en primer lugar, revisión de la
literatura la cual consiste en analizar información técnica y de procedimientos
propuestos por distintos autores, organismos y empresas proveedoras del rubro.
En segundo lugar, una observación por encuesta del tipo entrevista realizada
básicamente a empresas dedicadas a la venta e instalación de los artefactos que
son parte de nuestras variables y, por último, una posible observación directa
y simple de los sistemas utilizados actualmente en calefacción de viviendas.
Para realizar la observación por
encuesta del tipo entrevista, los pasos a seguir serán los siguientes:
-Confección de la encuesta para
realizar la entrevista.
- Concertar una cita.
- Aplicar la encuesta.
- Procesar la información.
Esta entrevista será del tipo
sondeo.
Metodología de trabajo:
Objetivo específico 1:
·
Caracterizar la bomba de calor como un nuevo concepto
de climatización.
Para
desarrollar este objetivo se realizará una completa revisión bibliográfica, la
cual incluye libros, memorias y papers relacionados con la bomba de calor.
Además, se realizará una búsqueda en Internet de publicaciones relacionadas con
el tema, ya que existen organismos internacionales que informan y promueven el
uso de la bomba de calor como método de climatización, tales como ENEBC, IEA,
entre otros; información que desde Chile sólo es posible obtener a través de la
red. También en Internet, es posible encontrar congresos en los cuales han
participado universidades, empresas y organismos especializados en el tema,
además de investigaciones, algunas aún en proceso de realización, efectuadas
por estudiantes y particulares respaldados por universidades extranjeras.
Para
complementar la información obtenida se realizarán visitas a empresas
nacionales dedicadas al área de climatización de ambientes y visitas a obras de
edificación en altura que estén implementando la bomba de calor.
Objetivo específico 2:
·
Determinar las variables técnicas de la bomba de
calor que permiten el funcionamiento adecuado de ella.
Lo primero
será analizar cada uno de los tipos de bomba de calor que existen en la
clasificación "según el medio de origen y destino de la energía", los
cuales serán mencionados en el desarrollo del objetivo número uno, escogiendo
aquel que sea más factible de utilizar en climatización de viviendas.
Para
establecer las variables involucradas en el funcionamiento mínimo del tipo de
bomba de calor ya determinado, se contemplará la literatura definida en el
objetivo anterior y los requisitos establecidos por los fabricantes de éste
tipo de bomba de calor, accediendo a éstos a través de folletos técnicos y
consultas a los fabricantes.
Objetivo específico 3:
·
Analizar las variables, anteriormente determinadas,
bajo las condiciones existentes en nuestro país.
Para
llevar a cabo este objetivo determinaremos si en Chile las variables
establecidas fluctúan en los rangos que
permiten el correcto funcionamiento de la bomba de calor, para lo cual
recurriremos a las estadísticas de nuestro país, registradas en organismos
tales como INE, Instituto Geográfico Militar, Servicio Meteorológico de Chile,
además de la literatura relacionada con el tema.
En el caso
que las variables registren en Chile valores fuera del rango del funcionamiento
normal de la bomba de calor, se analizarán las distintas condiciones físicas
aplicables a la instalación del sistema bajo las que sería posible obtener los
requisitos mínimos de funcionamiento, para ello se buscará en la literatura
existente la información para poder
solucionar estos problemas recurriendo así a la experiencia de otros países y a
los aportes teóricos que proporcionen los distintos autores de la bibliografía
utilizada.
Impondremos
como condición la electricidad como fuente de energía, dadas las condiciones
que posee Chile para producirla, considerando que aproximadamente un 52% de la
energía eléctrica producida en nuestro país proviene de centrales
hidroeléctricas, lo cual responde a la necesidad mundial del uso de recursos
renovables.
Objetivo específico 4:
·
Establecer las condiciones técnicas que deben
cumplirse para instalar la bomba de calor en la construcción de viviendas de
albañilería, hormigón armado y madera.
Anteriormente
hemos definido el tipo de bomba de calor a utilizar, sin embargo existe más de
un modelo de bomba de calor que cumple con esta condición ya que poseen
distintos mecanismos de funcionamiento, para escoger uno entre todos ellos
investigaremos el modelo de bomba de calor más utilizado en países donde se ha
aplicado el uso de este método de climatización en viviendas, basándonos en los
estudios de mercado de estos países, literatura y profesionales expertos en la
materia.
La investigación
se cimentará en realizar consultas directas a los fabricantes de bombas de
calor que forman parte del mercado de los países que estudiaremos. La consulta
a estos fabricantes será sobre el modelo de bomba de calor más vendido para el
uso de viviendas.
Una vez
realizadas las consultas y habiendo obtenido un listado de modelos, se
compararán las características descritas por el fabricante de cada uno de ellos
con el valor de las variables que impone nuestro tercer objetivo, escogiendo aquel modelo que más se adecua a
las condiciones que impone nuestro país.
Cabe
destacar que el modelo escogido involucra un modo especifico de funcionamiento
y un número definido de elementos, sin tomar en cuenta ni su tamaño, ni su
potencia específica.
Una vez
escogida la bomba de calor, procederemos a su adaptación constructiva, para lo
cual se utilizarán los tres materiales de envolvente mas usados en Chile para
viviendas. Dicha información se ha obtenido de organismos tales como INE, CCHC,
MINVU, entre otros.
La
adaptación constructiva consistirá en realizar fundamentadas recomendaciones
referentes a:
-
Emplazamiento y protección de la bomba de calor.
-
Emplazamiento y protección de los elementos que complementan
el funcionamiento de la bomba de calor.
-
Trazado de los ductos de calefacción.
-
Distribución de los elementos que permiten distribuir el
calor al interior de la vivienda.
Las
recomendaciones a realizar se basarán principalmente en el mayor
aprovechamiento posible de la energía, traduciéndose esto en un posible ahorro
económico para el usuario.
Objetivo específico 5:
·
Caracterizar los sistemas de radiador con caldera y
losa radiante con caldera.
A
diferencia de la bomba de calor, estos sistemas de calefacción son utilizados
en nuestro país desde hace varios años, implementándose en todo tipo de
edificaciones, con lo cual la información que nos permitirá caracterizar estos
sistemas se encuentra íntegramente en Chile.
Principalmente
recurriremos a libros teóricos que describan estos sistemas, complementándolos
con memorias y visitas a empresas dedicadas a la fabricación, venta e
implementación de estos sistemas, debiendo asistir a obras que estén
implementando estos sistemas.
Objetivo específico 6:
·
Precisar los parámetros de comparación entre los tres
sistemas anteriormente caracterizados, considerando una misma vivienda.
Para
llevar a cabo este objetivo lo primero que haremos será definir una vivienda
tipo, la más construida en Chile, lo cual permitirá estandarizar nuestro
estudio, dando así la posibilidad de implementar los tres sistemas en una misma
vivienda, lo cual es ventajoso porque elimina variantes, haciendo comparables
las distintas instalaciones entre sí.
Las
características deseadas de la vivienda tipo son su volumen, la distribución y
la totalidad de los materiales utilizados en su construcción. La definición de
la vivienda tipo y cada una de sus características, se obtendrá de estudios
realizados en el MINVU y por expertos en el tema.
La
implementación de cada uno de los sistemas de calefacción se realizará
aplicándolos a la vivienda tipo en forma independiente. Lo anterior llevará a
mostrar como se realiza un proyecto de calefacción para cada una de las
soluciones dejando en claro el trazado, la ubicación de la fuente de emisión y
de los elementos que permiten distribuir el calor al interior de los recintos,
considerando además en cada uno de los proyectos los aspectos económicos
relativos a la compra, instalación, mantención y operación. Cabe considerar el
criterio de optimización en cada una de las soluciones lo que nos llevará a
elaborar informadamente un itemizado de los aspectos importantes a considerar
en cada una de las instalaciones.
Es importante
mencionar el criterio de elección de los equipos en cada una de las tres
alternativas, en el caso de la bomba de calor, utilizaremos el modelo definido
anteriormente dimensionándolo de acuerdo a las características de volumen y
pérdidas térmicas de la envolvente producto de los materiales que posea nuestra
vivienda tipo. La elección de caldera para losa radiante y radiador, se
escogerá de acuerdo al cálculo de potencia a partir de los requerimientos
propios del sistema de calefacción, del volumen y de los materiales de la
vivienda escogida.
Una vez
realizado el cálculo de potencia para la caldera, averiguaremos en el mercado
chileno los modelos apropiados, ofrecidos por los distintos fabricantes. De
estos modelos seleccionaremos uno entre ellos que posean similar modo de
funcionamiento. El mismo criterio se utilizará en la elección de modelos para
losa radiante y radiador propiamente tal.
Previo al
cálculo de potencia definiremos las condiciones de confort, establecidas por
norma, requeridas para el dimensionamiento de las fuentes de acondicionamiento
ambiental, las cuales deberán cumplir con las condiciones más desfavorables de
uso.
Los
proyectos se realizarán para calefaccionar, considerando temperatura interna de
confort y temperatura externa media mensual en invierno. En el caso exclusivo
del proyecto de bomba de calor analizaremos la refrigeración de los recintos,
para lo cual consideraremos una
temperatura interna de confort y temperatura externa media mensual en
verano.
Los
parámetros de comparación se obtendrán
del desarrollo realizado para cada uno de los proyectos, desglosando las
características técnicas, constructivas y económicas de cada uno de los
sistemas y considerando entre éstos los más relevantes a nuestro criterio, los
que pasarán a ser parte de nuestros parámetros de comparación en el siguiente
objetivo.
Objetivo específico 7:
·
Comparar técnica, constructiva y económicamente los
tres métodos de calefacción analizados en el objetivo anterior.
La
comparación técnica hará referencia al concepto de energía absorbida v/s
energía entregada, emisiones de ruido, inercia térmica y su implicancia,
impacto ambiental, entre otros.
La
comparación constructiva considerará aquellos aspectos como volumen ocupado por
la instalación, el impacto constructivo que implican los métodos tanto en
viviendas nuevas como usadas y los distintos trazados que posea cada solución
de calefacción.
Finalmente
la comparación económica hará referencia a la calefacción y a la refrigeración,
abarcando inversión de compra, costos de instalación, operación y mantención.
Concluyendo el costo económico a lo largo de un año para cada uno de los
sistemas.
A partir
de estos tres aspectos se realizarán las conclusiones de nuestra memoria sin
perder de vista el objetivo general y la importancia dada a ésta.
