EXPERIENCIAS FLIPPED [4]: – Rafael Royo

EXPERIENCIAS FLIPPED [4]: – Rafael Royo

  • Rafael Royo Pastor
  • Departamento de Termodinámica Aplicada
  • Instituto Universitario de Ingeniería Energética
  • Universidad Politécnica de Valencia
  • Proyecto de Implantación de Clase Inversa en la asignatura “Nuevas tecnologías energéticas en edificios. Edificios de consumo mínimo de energía” del Master de Tecnologías Energéticas para el Desarrollo Sostenible”,
  • Desarrollado en toda la impartición de la asignatura, de febrero a junio de 2016.
  • Descripción de la asignatura:

Descriptores: Simulación energética de edificios, Edificios de consumo mínimo de energía, Mini-co- y trigeneración, Sistemas avanzados de climatización: geotermia, ruedas desecantes, sistemas híbridos… Gestión energética de edificios inteligentes.

La contribución de los edificios al consumo energético global se cuantifica en el 30-40% en función de su uso y ubicación.
Por sus características específicas, constituye uno de los sectores en que la propia Comunidad Europea reconoce uno de los mayores potenciales de ahorro de energía.
La asignatura que nos ocupa trata de incidir en esta cuestión, presentando las tecnologías más representativas y reconocidas en la actualidad en la consecución de edificios con el mínimo consumo energético.
Se comienza estudiando el comportamiento térmico del edificio desde un punto de vista global y avanzado.
A continuación se presentan los principios básicos de la edificación sostenible en su aspecto térmico más ampliamente reconocidos en el plano internacional.
Como ejemplo, se presenta uno de los estándares energéticos para edificios más avanzado: el Passivhaus
Se introduce y se explica la termografía infrarroja para la evaluación térmica del edificio, junto con el ensayo de Blower Door para el estudio experimental de las infiltraciones de aire
Finalmente se presentan diferentes tecnologías de gran interés aplicadas en la actualidad en los edificios: geotermia, microgeneración y ruedas desecantes.

  • El temario pormenorizado es el siguiente:
  1. COMENTARIO DE NATURAL CAPITALISM Y PRIMER CAPITULO DE HOW BUILDING WORKS, (ENCARGARLO PREVIAMENTE ANTES DE LA PRIMERA CLASE)
  2. COMPORTAMIENTO TERMICO DEL EDIFICIO: CONDICIONES ESTACIONARIAS
  3. DETERMINACION DEL COEFICIENTE GLOBAL U. DIFERENTES POSIBILIDADES
  4. COMPORTAMIENTO TERMICO EN CONDICIONES TRANSITORIAS
  5. SOFTWARE DE SIMULACION FEHT Y UTILIZACION PRACTICA (ALUMNOS)
  6. PRINCIPIOS BÁSICOS EDIFICACION SOSTENIBLE
  7. EJEMPLOS DE ESTÁNDARES DE CONSUMO CASI CERO: ESTANDAR PASSIVHAUS (ALUMNOS)
  8. INFILTRACIONES Y BLOWER DOOR (ALUMNOS)
  9. APLICACIÓN TERMOGRAFÍA INFRARROJA AL ANÁLISIS DE EDIFICIOS
  10. PRÁCTICA: INSPECCION REAL DE EDIFICIOS
  11. PRÁCTICA: ANALISIS RESULTADOS DE LA INSPECCION DE EDIFICIOS
  12. EJEMPLOS DE SIMULACION DE EDIFICIOS
  13. PRÁCTICA: REALIZACION DE BLOWER DOOR REAL EN ALQUERIA
  14. SISTEMAS ACTIVOS SOSTENIBLES (DE MÁXIMA EFICIENCIA):
    1. ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO (ALUMNOS)
    2. ENFRIAMIENTO POR RADIACION AL CIELO (ALUMNOS)
    3. GEOTERMIA (ALUMNOS)
    4. BOMBA DE CALOR (ALUMNOS)
    5. DESECANTES
    6. MICROGENERACION
  15. BUILDING SYSTEM MANAGEMENT (BSM) (ALUMNOS)

CHARLAS DE PROFESIONALES: FRANK PIMAT SOBRE SATE (SISTEMAS DE AISLAMIETO TERMICO EXTERNO) Y CARLOS ZEHNDER (SOBRE RECUPERADORES DE CALOR) Y VISITAS A EDIFICIOS SOSTENIBLES

 

  • Descripción del grupo de alumnos a los que se dirigió la experiencia. Fue un grupo de once alumnos, la mayoría procedentes del Grado de Ingeniero de la Energía, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Constituyó la primera edición, y fueron alumnos muy motivados por sí mismos.

 

  • Metodología utilizada:

En todos los casos se ha intentado la participación activa del alumno en el aprendizaje al máximo.

Lo primero que el profesor trata de comunicar a los alumnos es su máximo interés e implicación en la filosofía y los objetivos de la asignatura: la consecución de edificios pasivos, de mínimo consumo energético implica un compromiso personal, un compromiso ético de ahorro energético y sostenibilidad, que no implica en absoluto el egoísmo personal o el enriquecimiento económico, y que supone pensar en el bienestar de las generaciones venideras.

Para introducir al alumno en los objetivos de la asignatura se les encarga que lean, comenten y debatan públicamente dos libros:

El primero es el libro “Natural Capitalism, creating the Next Industrial Revolution”, un libro de 1999 cuyos coautores son Paul Hawken, Amory Lovins and Hunter Lovins, los apóstoles y padres de la sostenibilidad en Estados Unidos. Ha sido traducido a doce idiomas, y es una referencia en el mundo de la sostenibilidad energética. En la lectura del libro, al alumno se le transmite la idea de que otro mundo más humano y más justo es posible, con mayor igualdad desde el punto de vista social y también energético.

El segundo libro es “How buildings work”, de nuevo otro paradigma acerca del comportamiento de los edificios y de la sostenibilidad en el sector.

Como se ha comentado, el objetivo ha sido la participación activa en el aprendizaje de los alumnos. Estos debían de preparar y exponer en clase la mayoría de temas que componen la asignatura, así como realizar trabajos en los que debían de profundizar en temas relacionados con la asignatura de su propia elección. Para dar tiempo a dicha preparación, durante el primer mes el profesor expuso los temas iniciales sobre comportamiento térmico del edificio y principios básicos de la edificación pasiva y sostenible. A partir de ese momento y hasta final de la asignatura, los temas teóricos fueron presentados por los propios alumnos con el seguimiento del profesor y las puntualizaciones que se estimaron oportunas.

Los trabajos de presentación de los alumnos están disponibles a disposición de cualquier interesado para su consulta bajo petición por correo electrónico al responsable del presente artículo.

Hay que destacar por su interés dos temas que merecieron un tratamiento especial. El profesor que suscribe es experto en termografía infrarroja y en su aplicación a los edificios, con lo que durante varias clases se realizó una experiencia real de inspección termográfica con cámaras térmicas en el entorno más próximo, el propio campus de la Universidad Politécnica de Valencia. Previamente, para obtener el mayor provecho del trabajo de campo, los alumnos tuvieron que obtener las características constructivas de los cerramientos que componían los edificios que a posteriori se iban a inspeccionar. Después de la visita, realizada con varios equipos térmicos, durante las clases siguientes se analizaron las imágenes infrarrojas con objeto de obtener la máxima información posible. Se acabó este capítulo práctico con la redacción de un informe termográfico de la inspección realizada. Antes de la inspección se desarrolló una clase de introducción a la termografía infrarroja, en la que en la propia clase se utilizaron los equipos en diferentes equipos demo. El contacto directo con la técnica y la cámara térmica en sí misma constituye una potente herramienta docente para todos los conceptos relacionados con la transmisión de calor.

Además de esto, se enseñó a los alumnos la utilización de un programa de simulación térmica, el FEHT, acrónimo de Finite Elements Heat Transfer. Durante dos clases: en la primera se introdujeron los conceptos básicos de la simulación térmica mediante elementos finitos y el funcionamiento básico del programa. En la siguiente clase, el profesor propuso ejercicios prácticos cada vez de mayor interés pero más complejos para solventarlos con la utilización de la herramienta de simulación, modelos básicos del comportamiento térmico de los componentes usados en edificación. Una de las alumnas realizó un trabajo sobre modelado de un cerramiento compuesto de diferentes materiales, con condiciones de contorno transitorias de disipación de calor por convección y radiación, teniendo en cuenta también el aporte de la radiación solar.

La comunicación con los alumnos se realiza mediante correo electrónico, con total fluidez y en el caso de que se considere necesario se planean tutorías bajo demanda, que si es necesario se transforman en taller cuando se detecta que la duda es común a varios alumnos.

La evaluación de la asignatura fue totalmente continua, pero se dejó a los alumnos la máxima flexibilidad. En concreto hubo un alumno Erasmus italiano que prefirió examinarse de forma tradicional, mediante una prueba en este caso de tipo test. En todos los demás casos la evaluación fue directa y continua, a partir de todos los trabajos desarrollados por los alumnos en clase. Hay que decir que los resultados fueron excelentes y las notas finales han sido todas por encima de notable, excepto la del alumno que realizó el test, y que evidentemente tuvo un nivel de participación activa muy inferior. No se castigó esto de ningún modo, simplemente sus resultados fueron claramente peores.

 

  • Competencias, habilidades, destrezas y conocimientos que se ven mejorados:

Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

Tener conocimiento y comprensión adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos en el ámbito de la tecnología energética

Que los estudiantes posean conciencia crítica de los conocimientos de vanguardia en el ámbito de la tecnología energética

Tener la capacidad para resolver problemas fuera de las pautas estándar en el ámbito de la tecnología energética, definidos de forma incompleta o que tengan especificaciones inconsistentes, y capacidad para trabajar con información incompleta, compleja e incertidumbre técnica.

Que los estudiantes sean capaces de formular y resolver problemas en nuevas áreas emergentes relacionadas con las tecnologías energéticas

Comprensión e integración

Aplicación y pensamiento práctico

Análisis y resolución de problemas

Responsabilidad ética, medioambiental y profesional

Pensamiento crítico

Conocimiento de problemas contemporáneo

Instrumental específica

 

  • Valoración de la experiencia

Se dispone de diferentes documentos para la valoración de la experiencia. En primer lugar las propias encuestas que la Universidad realiza a los alumnos de la asignatura, y cuyos resultados se adjuntan. Hay que decir que estos resultados no muestran una diferencia muy significativa con los resultados obtenidos en otros años, en los que no se aplicó estrictamente una estructura de clase inversa. De cualquier modo hay que decir que esta asignatura siempre se ha impartido de una forma muy activa y participativa.

En reuniones posteriores realizadas con los alumnos cuando ya acabaron el Master, estos manifestaron un nivel elevado de satisfacción con la asignatura, como atestigua el Director del Instituto Universitario de Ingeniería Energética. En muchos casos la reflexión sobre los estudios viene a posteriori.

 

Rafael Royo










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