智能雨水收集原型,以提高住宅能源效率bogota

Tecnura Pub Date : 2021-07-01 DOI:10.14483/22487638.17975
Carlos Arturo Ramírez-Escobar, Clara Inés Buriticá-Arboleda
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En este artículo nos centraremos en el establecimiento de las bases de diseño de un prototipo de cosecha de agua lluvia unifamiliar que logre capturar las potencialidades pluviales y energéticas de su entorno y pueda competir eficientemente frente al suministro de agua de la Empresa de Acueducto de Bogotá EAB; sustituyendo los usos de agua potable en inodoros, lavado de ropa, riego de jardines y limpieza de espacios y tanques; que además, lo logre consumiendo menor energía que el proveedor centralizado de agua potable. \nMétodo: Se parte de considerar al agua lluvia como un recurso distribuido, tanto de agua como de energía. Este recurso tiene la capacidad de sustituir al agua potable provista como servicio energético de abastecimiento centralizado de agua de la EAB. Para evaluar la eficiencia de la sustitución de agua potable por agua lluvia cosechada, se genera un nuevo método que en solo 5 pasos permite evaluar la eficiencia comparativa, tomando como línea de base la proyección del desempeño del servicio centralizado de agua potable, respecto a la medida de mejoramiento del desempeño del prototipo SCALL. Para ello, se toma como principal indicador de desempeño a la intensidad energética comparada; la cual, a su vez posibilita el cálculo de beneficios múltiples de la eficiencia energética. \nResultados: El prototipo SCALL, en las etapas iniciales de su implementación, logró ahorros del agua potable utilizada en la vivienda del 25%, de la energía embebida del 26% y el abatimiento de los gases de efecto invernadero en un 27%. Esto fue obtenido con apenas un 22,4% de la capacidad nominal de diseño del prototipo, en un periodo de estudio de 56 meses. En este periodo se logró recuperar la inversión a partir de los ahorros económicos producto de la sustitución del agua potable por agua lluvia. Los resultados sugieren que la EAB podría desarrollar un programa de implementación de SCALL eficientes por parte de sus usuarios, lo que le permitiría obtener cerca de un ingresos y ahorros dinerarios que representarían cerca del 2% del total de ingresos que produciría cada SCALL residencial. El grado de éxito dependería de la masificación del programa. Esto sin contabilizar los beneficios que obtendría al aplazar las inversiones por ampliación de infraestructura, seguridad de abastecimiento y confiabilidad que proporciona la implementación de los SCALL eficientes. \nConclusiones: Los resultados de la evaluación de la eficiencia energética arrojan la completa viabilidad tecnológica, económica, ambiental y social del prototipo SCALL de un usuario residencial en Bogotá. A la vez se dispone de una nueva metodología para la evaluación del potencial de eficiencia energética y sus beneficios múltiples cuando es escrutado un servicio energético provisto por un recurso distribuido como es el agua lluvia. Para el Distrito Capital de Bogotá resulta conveniente tanto social y ambientalmente desarrollar una política de promoción del SICCALL como medida de gestión eficiente de la demanda de agua y energía. Esta medida puede ser posibilitada por el desarrollo de economías de red y colaborativas, alrededor de recursos distribuidos de agua y energía, en la vía del cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible y participación ciudadana, de las llamadas ciudades inteligentes.","PeriodicalId":30372,"journal":{"name":"Tecnura","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"2","resultStr":"{\"title\":\"Prototipo de cosecha inteligente de agua lluvia para mejorar la eficiencia energética residencial en Bogotá\",\"authors\":\"Carlos Arturo Ramírez-Escobar, Clara Inés Buriticá-Arboleda\",\"doi\":\"10.14483/22487638.17975\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Objetivo: Presentar los resultados e impactos de un prototipo de cosecha inteligente de agua lluvia diseñado para la sustitución parcial de agua potable, incluyendo la energía embebida requerida para su producción y distribución, en una vivienda unifamiliar en Bogotá (Colombia). \\nContexto: La ciudad de Bogotá, posee un régimen bimodal de precipitaciones frecuentes con mínimos mensuales multianuales que superan los 30 mm y como promedio superan los 60 mm. 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摘要

目的:介绍一种智能雨水收集原型的结果和影响,该原型旨在部分替代饮用水,包括生产和分配饮用水所需的嵌入式能源,位于哥伦比亚波哥大的一所单户住宅中。背景:波哥大市有一个双峰式的频繁降雨制度,多年来的月最低降雨量超过30毫米,平均超过60毫米。这种降雨频率代表了一种水和能源潜力,储存在大气中,在一年中的大部分时间里都可以在当地获得,因此可以在新的SCALL技术和经济设计方案下实现——雨水收集系统。在这篇文章中,我们将专注于建立一个单一家庭雨水收集原型的设计基础,该原型能够捕获其环境的降雨和能源潜力,并能够有效地与波哥大渡槽公司的供水竞争;取代在厕所、洗衣、花园灌溉以及清洁空间和水箱中使用饮用水;此外,它还通过消耗比集中饮用水供应商更少的能源来实现这一目标。方法:将雨水视为水和能源的分布式资源。该资源有能力取代作为EAB集中供水能源服务提供的饮用水。为了评估用收获的雨水取代饮用水的效率,产生了一种新的方法,该方法只需5个步骤,就可以评估比较效率,以集中饮用水服务性能的预测为基线,以提高原型规模的性能。为此,将比较能源强度作为主要绩效指标;这反过来又使计算能源效率的多重效益成为可能。结果:在实施的早期阶段,SCALL原型节省了25%的住房饮用水、26%的嵌入式能源和27%的温室气体减排。在56个月的研究期间,这是在原型名义设计能力的22.4%的情况下实现的。在此期间,成功地从以雨水取代饮用水的经济节约中收回了投资。结果表明,EAB可以为其用户制定一项有效的SCALL实施计划,这将使其能够获得约占每个住宅SCALL总收入约2%的收入和资金节省。成功的程度将取决于该计划的规模。这没有考虑到由于基础设施扩建、供应安全和实施有效规模所提供的可靠性而推迟投资所带来的好处。结论:能源效率评估的结果表明,波哥大一名住宅用户的SCALL原型在技术、经济、环境和社会上完全可行。同时,在审查由雨水等分布式资源提供的能源服务时,可以使用一种新的方法来评估能源效率潜力及其多重利益。对波哥大首都区来说,制定一项促进SICCALL的政策,作为有效管理水和能源需求的一项措施,在社会和环境上都是可取的。这一措施可以通过围绕分布式水和能源资源发展网络和协作经济来实现所谓的智能城市的可持续发展和公民参与目标。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Prototipo de cosecha inteligente de agua lluvia para mejorar la eficiencia energética residencial en Bogotá
Objetivo: Presentar los resultados e impactos de un prototipo de cosecha inteligente de agua lluvia diseñado para la sustitución parcial de agua potable, incluyendo la energía embebida requerida para su producción y distribución, en una vivienda unifamiliar en Bogotá (Colombia). Contexto: La ciudad de Bogotá, posee un régimen bimodal de precipitaciones frecuentes con mínimos mensuales multianuales que superan los 30 mm y como promedio superan los 60 mm. Esta frecuencia de lluvias representa un potencial hídrico y energético, almacenado en la atmósfera, disponible localmente durante la mayor parte del año, de manera que posibilita su realización bajo esquemas novedosos de diseño tecnológico y económico de los SCALL – Sistemas de Cosecha de Aguas Lluvias. En este artículo nos centraremos en el establecimiento de las bases de diseño de un prototipo de cosecha de agua lluvia unifamiliar que logre capturar las potencialidades pluviales y energéticas de su entorno y pueda competir eficientemente frente al suministro de agua de la Empresa de Acueducto de Bogotá EAB; sustituyendo los usos de agua potable en inodoros, lavado de ropa, riego de jardines y limpieza de espacios y tanques; que además, lo logre consumiendo menor energía que el proveedor centralizado de agua potable. Método: Se parte de considerar al agua lluvia como un recurso distribuido, tanto de agua como de energía. Este recurso tiene la capacidad de sustituir al agua potable provista como servicio energético de abastecimiento centralizado de agua de la EAB. Para evaluar la eficiencia de la sustitución de agua potable por agua lluvia cosechada, se genera un nuevo método que en solo 5 pasos permite evaluar la eficiencia comparativa, tomando como línea de base la proyección del desempeño del servicio centralizado de agua potable, respecto a la medida de mejoramiento del desempeño del prototipo SCALL. Para ello, se toma como principal indicador de desempeño a la intensidad energética comparada; la cual, a su vez posibilita el cálculo de beneficios múltiples de la eficiencia energética. Resultados: El prototipo SCALL, en las etapas iniciales de su implementación, logró ahorros del agua potable utilizada en la vivienda del 25%, de la energía embebida del 26% y el abatimiento de los gases de efecto invernadero en un 27%. Esto fue obtenido con apenas un 22,4% de la capacidad nominal de diseño del prototipo, en un periodo de estudio de 56 meses. En este periodo se logró recuperar la inversión a partir de los ahorros económicos producto de la sustitución del agua potable por agua lluvia. Los resultados sugieren que la EAB podría desarrollar un programa de implementación de SCALL eficientes por parte de sus usuarios, lo que le permitiría obtener cerca de un ingresos y ahorros dinerarios que representarían cerca del 2% del total de ingresos que produciría cada SCALL residencial. El grado de éxito dependería de la masificación del programa. Esto sin contabilizar los beneficios que obtendría al aplazar las inversiones por ampliación de infraestructura, seguridad de abastecimiento y confiabilidad que proporciona la implementación de los SCALL eficientes. Conclusiones: Los resultados de la evaluación de la eficiencia energética arrojan la completa viabilidad tecnológica, económica, ambiental y social del prototipo SCALL de un usuario residencial en Bogotá. A la vez se dispone de una nueva metodología para la evaluación del potencial de eficiencia energética y sus beneficios múltiples cuando es escrutado un servicio energético provisto por un recurso distribuido como es el agua lluvia. Para el Distrito Capital de Bogotá resulta conveniente tanto social y ambientalmente desarrollar una política de promoción del SICCALL como medida de gestión eficiente de la demanda de agua y energía. Esta medida puede ser posibilitada por el desarrollo de economías de red y colaborativas, alrededor de recursos distribuidos de agua y energía, en la vía del cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible y participación ciudadana, de las llamadas ciudades inteligentes.
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