Diseño de una luminaria para la ciudad de Bogotá alimentada por energía eólica

DISEÑO DE UNA LUMINARIA PARA LA CIUDAD DE BOGOTÁ ALIMENTADA POR ENERGÍA EÓLICA

CATALINA QUINTERO CORTÉS

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO

CARRERA DE DISEÑO INDUSTRIAL Bogotá D.C.

DISEÑO DE UNA LUMINARIA PARA LA CIUDAD DE BOGOTÁ ALIMENTADA POR ENERGÍA EÓLICA

CATALINA QUINTERO CORTÉS

Presentado para optar al título de Diseñador Industrial

PATRICA PAREDES LOPEZ

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO

CARRERA DE DISEÑO INDUSTRIAL Bogotá D.C.

NOTA DE ADVERTENCIA

“La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus alumnos en sus trabajos de tesis. Solo velará por qué no se publique nada contrario al dogma y a la moral católica y por que las tesis no contengan ataques personales contra persona alguna, antes bien se vea en ellas el anhelo de buscar la verdad y la justicia”.

Reglamento de la Pontificia Universidad Javeriana

TABLA DE CONTENIDO

NOTA DE ADVERTENCIA... ii

ACTA DE JURADOS ... iii

CARTA DE AUTORIZACIÓN PARA LA CONSULTA, LA REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL, Y PUBLICACIÓN ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO... iv

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE GRADO... vi

RESUMEN... viii

ABSTRACT... ix

TABLA DE CONTENIDO ... x

ÍNDICE DE FIGURAS... xii

INDICE DE TABLAS, CUADROS Y FOTOGRAFIAS ... xiii

INTRODUCCIÓN... 1

1 OBJETIVOS ... 4

1.1 OBJETIVO GENERAL... 4

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS... 4

2 ALCANCE ... 5

3 MARCO CONCEPTUAL... 6

3.1 SOCIEDAD INDUSTRIAL Y SOCIEDAD DE INFORMACIÓN Y CONOCIMIENTO .. 6

3.2 CIUDAD DEL CONOCIMIENTO Y SU RELACIÓN CON EL DISEÑO... 13

3.3 PROCESO DE OCUPACIÓN DEL ESPACIO PÚBLICO, RENOVACIÓN URBANA PARA BOGOTÁ... 17

3.4 CALIDAD DE VIDA, CONDICIONES DE VIDA EN LA CIUDAD ... 18

3.5 ENERGÍA EÓLICA, COMO PROPUESTA PARA UN PROYECTO DE DISEÑO .... 19

4 MARCO DE REFERENCIA ... 22

4.1 AEROGENERADORES MICRO-EOLICOS PARA ENTORNOS URBANOS ... 22

4.2 LUMINARIAS PARA ALUMBRADO PÚBLICO... 24

4.3 USO DE ENERGIA EÓLICA PARA APLICACIONES EN LA CIUDAD... 25

4.4 RECURSO ENERGÉTICO DEL VIENTO EN COLOMBIA ... 27

4.5 CAPACIDAD INSTALADA DE ENERGÍA EÓLICA EN EL MUNDO ... 28

4.6 SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA EÓLICA... 30

4.7 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA EÓLICA ... 33

5 REQUERIMIENTOS Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO ... 37

5.1 ELECCIÓN DEL TIPO DE TURBINA A IMPLEMENTAR ... 37

5.2 CONSIDERACIONES DEL ALUMBRADO PÚBLICO... 39

5.3 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO ... 40

6 PROPUESTA PROYECTUAL ... 43

6.1 FORMA... 43

6.2 DETERMINACIÓN DEL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DEL MODULO DEL AEROGENERADOR ... 49

6.3 DETERMINACIÓN DE LOS ELEMENTOS PROPIOS DE ILUMINACIÓN ... 50

6.4 CONFIGURACIÓN LUMÍNICA E INTEGRACIÓN AL ESPACIO PÚBLICO... 52

7 PRODUCTO DESARROLLADO: EOLUM... 57

7.1 LOCALIZACIÓN DE LA LUMINARIA... 57

7.2 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y PARTES ESPECÍFICAS DE LA LUMINARIA 58 7.3 COMPROBACIÓN DEL MODELO ... 59

8 FUENTES DE INSPIRACIÓN ... 61

9 BIBLIOGRAFÍA ... 64

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Sistemas de conversión de energía eólica de eje horizontal……... 31

Figura 2. Sistemas de conversión de energía eólica de eje vertical………… 32

Figura 3. Turbina eólica típica………. 33

Figura 4. Disposición típica de elementos en un aerogenerador ………35

Figura 5. Alternativa 1………44

Figura 6. Alternativa 2………45

Figura 7. Alternativa 3………46

Figura 8. Alternativa 4………47

Figura 9. Alternativa 5 Planos……….48

Figura 10. Alternativa 5 Volúmenes………..48

Figura 11. Plano del Módulo, Volumen y Módulo en movimiento……….49

Figura 12. Configuraciones Lumínicas……….52

Figura 13. Configuración de redes de pequeño flujo lumínico………..53

Figura 14. Configuración lumínica convencional con eólica……….54

Figura 15. Configuración lumínica modular………54

Figura 16.Configuración Lumínica Definitiva……….55

Figura 17. Estática y en Movimiento……….56

Figura 18. Arquetipos………62

INDICE DE TABLAS, CUADROS Y FOTOGRAFIAS

Tabla 1. Capacidad Instalada de energía eólica……… 28

Tabla 2. Rotor de Savonius………. 38

Tabla 3. Requerimientos de Uso……… 40

Tabla 4. Requerimientos de Función……… 41

Tabla 5. Requerimientos de Forma……… 42

Cuadro 1. Tipologías de Aerogeneradores………..23

Cuadro 2 Tipologías De Luminarias Para Alumbrado Público………24

Cuadro 3. Tipologías de Luminarias de Energía Solar y Eólica para Alumbrado Público……….26

Cuadro 4. EOLUM ………. 58

Fotografías 1. Estructura de Postes en Bogotá……….…55

Fotografías 2. Foto Montajes en Bogotá………..57

INTRODUCCIÓN

En la actualidad países emergentes como Colombia se deben preocupar por satisfacer las necesidades con recursos que estén a su alcance y por sus propios medios. La adquisición de tecnologías e instalaciones costosas que implementan muchos países industrializados no siempre son compatibles con las carencias de aquellos en vía de desarrollo. En contraste, mientras unos van a la vanguardia del avance científico y tecnológico, países como Colombia en su afán por alcanzar estos modelos industrializados, no deben dejar a un lado la importancia de fortalecer su creatividad e ingenio, facultades que caracterizan la recursividad de estos países.

Como menciona el Diseñador Industrial español, André Ricard en su artículo “Diseño y Medioambiente”, es absurdo pretender que el Diseño salvará al mundo, pero sí puede considerarse como un medio para entender mejor las cosas que componen nuestro entorno y lograr a través de esta herramienta mejorar nuestra calidad de vida. Se trata de ubicar el diseño en su contexto habitual, pensando globalmente para actuar localmente. Eso es lo que quizás le hace falta a algunas propuestas de diseño colombianas, más visión local. Considero que hay un nivel y un potencial alto en el país, que vamos hacia prácticas de diseño con posturas enfocadas hacia problemáticas actuales, ya que se está pensando en términos y conocimiento más globales, no sólo se trata de la funcionalidad, para entender el Diseño, hay que empezar por relacionarlo con aspectos culturales y prácticas sociales, como diría Ricard: “PEQUEÑAS soluciones puntuales que estén al alcance de una mayoría contribuyen mucho en resolver GRANDES problemas.”

considerando las necesidades locales y los recursos disponibles. No se trata que la ciudad y sus habitantes se adapten a los nuevos usos de la energía eólica sino que la ciudad misma logre absorber y aprovechar de la mejor forma el uso y aplicación de este tipo de iniciativas medioambientales que permitan el mejoramiento de ciertos espacios públicos y/o los servicios que ofrece la ciudad.

La innovación del diseño permite finalmente mejorar la relación de la tecnología con el medio ambiente, los ciudadanos y el contexto urbano específico para construir propuestas de diseño pensadas para y en Colombia:

“veamos en qué podemos ayudar con nuestra imaginación creadora a resolver problemas tan vitales y no por ello menos interesantes creativamente. Es así que el diseño puede, si no salvar al mundo, cuanto menos contribuir a paliar muchos de lo problemas que lo aquejan.” (Ricard, 2007, párr. 11)

La energía es imprescindible en el desarrollo de las comunidades y la vida actual en sociedad, y para satisfacer esta demanda el ser humano ha utilizado principalmente fuentes de energía no renovables y en menor cuantía otras renovables. En Colombia las principales fuentes para la generación de energía eléctrica son el agua y combustibles fósiles, como lo son el carbón, el diesel, el fuel oil y el gas, empleados en las centrales hidroeléctricas y térmicas. En los centros de producción termoeléctricos las emisiones de material particulado y de gases efecto invernadero a la atmósfera constituyen el mayor impacto ambiental y existe consenso en que la emisión de gases de efecto invernadero contribuye al cambio climático

generación de electricidad, libre de polución como la que presentan la mayoría de las formas convencionales de generación, es una alternativa que en los últimos años ha aumentado el interés general para su implementación como fuente de generación eléctrica.

El proyecto busca contribuir al uso del viento como recurso natural, de instalación de generación micro-eólica, es decir de baja potencia para producir energía eléctrica para abastecer medianos y pequeños consumos. La decisión de implementar generación micro-eólica para el desarrollo del proyecto no sólo está determinado por tamaño y potencia sino también por las mismas condiciones climáticas del entorno urbano como los flujos del viento, y además las necesidades de alumbrado público donde objetivamente se debe pensar en aprovechar el recurso del viento al máximo teniendo en cuenta que a diferencia de las grandes granjas eólicas, en la ciudad la velocidad del viento es más reducida, pero se puede generar la energía en el mismo lugar que se demanda, con aplicación en alumbrado público.

El proyecto se adapta fácilmente como apoyo energético a la red de alumbrado público pero también podría proveer energía eléctrica a sitios aislados de la red eléctrica, con bajos consumos, o podrían instalarse combinados con otros tipos de fuentes de energía como es la solar fotovoltaica.

Una luminaria que emplee el viento como fuente de generación de energía contribuiría igualmente a disminuir la huella de carbono de la ciudad, entendida ésta como el total de las emisiones de gases de invernadero, expresadas como CO2 (dióxido de carbono), ya sea directamente e indirectamente por individuos,

1 OBJETIVOS

1.1

Diseñar una luminaria que se incorpore a la red de alumbrado público de la ciudad de Bogotá para brindar un servicio de iluminación de referencia, autosuficiente y modular que acumule energía y genere fluido eléctrico, con base en el principio de la energía eólica.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Suministrar una contribución al desarrollo del uso de energía eólica como alternativa complementaria en el alumbrado público.

2 ALCANCE

El diseño de una luminaria, como punto de partida de un trabajo interdisciplinario, para el uso de energía eólica que complemente la red de alumbrado público en Bogotá.

3 MARCO CONCEPTUAL

Desde el diseño es interesante implementar la capacidad creativa de intervenir en lo cotidiano, poder combinar la observación con la imaginación y poder aplicarlo en un entorno específico, para la creación de un hábitat que a futuro incorpore la tecnología y el desarrollo desde la práctica del Diseño.

3.1 SOCIEDAD INDUSTRIAL Y SOCIEDAD DE INFORMACIÓN Y

CONOCIMIENTO

Los individuos están cambiando su manera de pensar frente al consumismo y la industrialización, están experimentando cierta transición hacia una manera más reflexiva, comprensiva y considerada de vivir y entender todo a su alrededor. Las nuevas propuestas de diseño con una mirada hacia la implementación de prácticas y actividades más sostenibles apuntan a la búsqueda de un equilibrio y no al derroche o al gasto innecesario de productos o recursos.

La intención de reflexionar en torno a lo anterior educa al usuario pensando hacia el futuro teniendo en cuenta el bienestar social. Es interesante pensar en el Diseño como generador de conciencia, de nuevas estrategias a partir de planteamientos cotidianos que sirven para entender la naturaleza de una manera más sensible.

cómo los productos que consumimos empiezan a convertirse en un suplemento a nuestra vida diaria para satisfacer nuestras necesidades. El diseño genera de esta manera, la posibilidad de experimentar nuevas formas de interactuar con nuestro entorno. Esta es una fase, donde se busca el máximo beneficio a partir de una relación equilibrada con el medio ambiente, tratando de re-adaptar la conciencia de los usuarios, dándoles la oportunidad de analizar su propio estilo de vida desde una perspectiva medio ambiental. Este proceso de transformación surge en la transición de la sociedad industrial a la sociedad del conocimiento.

Mientras la sociedad industrial comprende el funcionamiento de las masas la sociedad de la información y el conocimiento abarca una visión interconectada que se centra en la manera de pensar, abstraer y generar formas de conocimiento:

La sociedad del conocimiento absorbe un nivel alto de información que permite un enriquecimiento cultural mas avanzado de las personas quienes ya no son vistas como simples consumidores sino como productores activos de sus propios proyectos, ideas dándoles la posibilidad de desarrollarse personalmente en un ámbito de interacción social más amplio y diverso:

El factor diferencial que introduce la Sociedad de la Información (a la industrial) es que cada persona u organización no solo dispone de sus propios almacenes de conocimiento, sino que tiene también una capacidad casi ilimitada para acceder a la información generada por los demás y el potencial para convertirse el mismo en un generador de información para otros. Lo peculiar de la Sociedad de la Información es precisamente el carácter general e ilimitado que en ella tiene el acceso a la información. La expresión Sociedad de la información designa una forma nueva de organización de la economía y la sociedad…Las tecnologías se materializan en nuevas infraestructuras con las que se mejoran los procesos con un nuevo enfoque. Se modifica as formas de actuar, es decir las herramientas. Al cambiarse muchas formas de actuar, se ve afectada la propia forma de ser. A medida que se transforman los valores y las actitudes, podemos decir que, en última instancia, están cambiando la cultura y a la propia sociedad. (Castells, 1998, Pág. 1)

Traigo a consideración una metáfora interesante del sociólogo polaco Zygmunt Bauman, quien habla de la transición de las sociedades como una clasificación de estados de la materia:

“Modernidad Líquida”, Zygmunt Bauman explora cuáles son los atributos de la sociedad capitalista que han permanecido en el tiempo y cuáles las características que han cambiado. El autor busca remarcar los trazos que eran levemente visibles en las etapas tempranas de «la acumulación» pero que se vuelven centrales en la fase tardía de la modernidad. Una de esas características es el individualismo que marca nuestras relaciones y las torna precarias, transitorias y volátiles. (Vásquez Roca, 2004, p.1).

La anterior cita describe la manera en que la condición humana reacciona a todo tipo de información, es capaz de transformarla y adoptarla, es por esto que pienso que el diseño como una forma de conocer, siempre tendrá algo por mostrar. La cita recrea un ser humano capaz de adquirir y desarrollar conocimiento, que reinventa las relaciones consigo mismo. La interpretación que se puede hacer ahora de la sociedad de información y conocimiento es que puede ser vista como una forma de abordar comportamientos en la sociedad, la cual contempla la posibilidad de producir y distribuir conocimiento y no solo centrase en el exceso de bienes materiales, mercancía y publicidad.

ecológico que abarca el Diseño a partir de la cultura, la sostenibilidad y los recursos naturales.

Junto con lo anterior es importante comprender ese constante cambio y reinvención del consumismo para poder ver la tecnología como una relación social que involucra tiempo, espacio, comunicación, conocimiento y experiencias vividas y no como un invasor de nuestro entorno natural.

Actualmente se han replanteado las pautas del Diseño y la comunicación en general, sin embargo identificar necesidades de la vida cotidiana, como ejercicio de diseño exige explorar nuestro entorno, innovar a partir de esas necesidades que surgen en una sociedad que cada vez indaga más frente a lo que consume y apropia como parte de su vida.

La cita a continuación resume las posibles visiones del Diseño permitiendo el desarrollo de nuevas oportunidades que estimulan un modo de vida diferente frente al consumismo en la ciudad junto a un proceso creativo, metódico y racional. De esta manera, el diseño amplía las fronteras de interacción entre el espacio público, el medio ambiente y el individuo:

Nos comprometemos a constituir sociedades de la información y la comunicación centradas en la gente, incluyentes y equitativas. Sociedades en las que todas y todos puedan crear, utilizar, compartir y diseminar libremente la información y el conocimiento, así como acceder a éstos, con el fin de que particulares, comunidades y pueblos sean habilitados y habilitadas para mejorar su calidad de vida y llevar a la práctica su pleno potencial (CMSI 2003). Construir sociedades de la información que atiendan a las necesidades humanas. (Declaración de la Sociedad Civil, 2003)

El que el diseño se pueda acomodar a ésta transición implica cierto tipo de relaciones y cambios como la mezcla entre lo ambiental y la tecnología, el uso y el desarrollo conceptual de un proyecto, lo colectivo y el urbanismo. Se puede decir también que gracias a esas necesidades existentes en la ciudad de participación y reflexión es que se justifica la existencia de un proceso de diseño que surge a partir de una observación de la gente, sus comportamientos, aprendizaje, actitudes y de la dinámica de la ciudad en sí.

pautas de distribución del espacio: pudiendo ser abordados y resueltos muchos de los más difíciles desafíos medioambientales del planeta. (B. Tato, 2007, párr. 2)

Tomando como reflexión la anterior cita se puede decir que si se habla de diseño sostenible aplicado a la sociedad de conocimiento e información, el término se concentra en su contenido y el impacto que este genera entre las personas y el medio ambiente, usándolo como una nueva visión de lo que nos rodea. La libertad de diseñar en un mundo de muchas combinaciones es lo que hace que el usuario valore y apropie las diversas propuestas de diseño, siendo este un eje para la concepción y el entendimiento de muchas actividades, de la implementación de tecnología, de la información y la integración de uso, forma y contenido.

… su origen se remonta a los setenta, cuando comenzó a percibirse que la sociedad industrial empezaba a evolucionar hacia un modelo de sociedad distinta, en la que el control y la optimización de los procesos industriales, en tanto que claves económicas, es reemplazado por el procesamiento y manejo de la información. (Castells, 1998, Pág. 1)

3.2 CIUDAD DEL CONOCIMIENTO Y SU RELACIÓN CON EL DISEÑO

Si empezamos a entender la ciudad como un espacio de relación podríamos reinterpretar la noción del consumismo. Lo interesante podría ser entenderlo como una necesidad, no sólo de bienes materiales sino de información, de conocimiento, de cultura. Poder hablar del consumismo como una necesidad implica considerar que el ser humano interactúa no solo con la gente a su alrededor sino también con su entorno, con la ciudad que transita, que habita y que por medio de sus relaciones también construye. “el consumo no es un acto compulsivo individual sino un conjunto de procesos colectivos” (García Canclini, 1995, Pág. 2) Una vez logremos considerar la ciudad como un espacio de creación evitaremos que estas crezcan de modo insostenible ya que por fin le daríamos paso a soluciones pensadas no solo para el bien del ciudadano sino de la ciudad en si, podríamos empezar en adaptar la ciudad a un proceso de retroalimentación donde compartimos lo que consumimos.

“La ciudad ideal, sostenible y ecológica, es aún una ilusión; sin embargo, en todas partes del mundo surgen iniciativas encaminadas a convertir las urbes en lugares sanos y seguros donde vivir. El concepto de sostenibilidad urbana ha impulsado el desarrollo de diversas disciplinas dirigidas a establecer una relación hombre-ciudad que atenúe los graves errores cometidos hasta ahora.” (Fernández, 2000, Pág.1)

rescatar la naturaleza de la ciudad, ese es el mensaje que queda, hay que hacerla mas visible, darle un respiro a sus habitantes, recuperar sus edificios enfermos, los espacios públicos olvidados, su movimiento, la circulación, sus recorridos. Al ciudadano hay que generarle información práctica, hay que hacerle entender, pensar e imaginar en una ciudad a futuro con la idea de incluir nuevos elementos urbanos, reorganización, adaptabilidad, contribución todo esto pensando en la calidad de vida que puede llegar a brindar la ciudad.

El hombre crea conexiones, manipula lo natural para crear lo artificial. La influencia del hombre sobre la naturaleza es tan grande que cada vez hay mas artificial y menos natural. Lo que hace falta es que esa conexión tenga una sincronía. Que lo artificial no derrumbe lo natural. El equilibrio esta en las manos del hombre. Desde esa transformación que le estamos haciendo a la naturaleza, cambiándola para nuestro beneficio, hay que empezar a preguntarse como podríamos mezclarnos, convivir mejor.

Proponemos una ciudad densa en interacciones. Con espacios públicos equipados. Que garanticen la redistribución social de las herramientas culturales… Un espacio público con capacidad para convertirse en punto de paso obligado del día a día de los individuos y grupos que forman la ciudad. (Jaque, 2007, Párr. 5)

2008, Párr. 4). De esta forma se le puede ver a la ciudad como un lugar familiar, construido, donde nos refugiamos, que se llena cuando lo vivimos y el cual determina relaciones sociales con espacios determinados. No se trata de de diseñar para controlar sino diseñar para la concepción de ciudad como un espacio abierto.

La noción de espacio abierto desde el diseño implica retomar la idea inicial de sociedad del conocimiento donde vivimos la necesidad de ser creadores, de establecer redes de conocimiento, donde surge la inquietud frente a nuevas herramientas e interfaces tecnológicas y surge también la posibilidad de encontrar espacios y oportunidades inspiradoras para generar nuevos tipos de conocimiento.

¿Pero podemos considerar el conocimiento bajo una óptica diferente, como diseño en vez de información? Esto significaría ver fragmentos de información como estructuras adaptadas a un propósito, de la misma manera en que un destornillador o una coladera son estructuras adaptadas a un propósito. (Perkins, 1985, Pág. 2)

El conocimiento se transmite, y más aún ahora de una forma casi inmediata “el conocimiento es poder” (K. Nordström, J. Ridderstrale, 1999) y no radica en qué tanto se puede conocer, sino de qué manera ese conocimiento es aprovechado, para poner en evidencia y comprender la existencia de prácticas colectivas en la vida del ser humano (diseño, arte, literatura, ciencias) que requieren de un modo material para expresarse.

La idea es ver el diseño como un medio no excluyente que evidencie la interdisciplinariedad y la construcción de conocimiento que permita adquirir una posición más crítica frente a nuestro entorno. Hablando de diseño, éste permite una conexión e interacción con el sujeto, permite que él dentro de su contexto entre en una interpretación de su realidad, de lo que le relata o le inspiran determinadas interacciones, productos o actividades. Lo anterior se da gracias a esa conexión que puede llegar a existir entre el sujeto y el conocimiento, como estos dos le dan vida a esa herramienta de entendimiento e interpretación que desarrolla el ser humano (el diseño).

3.3 PROCESO DE OCUPACIÓN DEL ESPACIO PÚBLICO, RENOVACIÓN URBANA PARA BOGOTÁ

Bogotá se empieza a entender como una ciudad intuitiva, competitiva, dinámica y reconstruida.

Las élites urbanas tienden a retirarse del ámbito público, tanto en términos geográficos como en su compromiso con la ciudad, y los actores de la nueva economía utilizan la infraestructura urbana pero carecen de un proyecto de sociedad y una idea de ciudad. (Ezquiaga, 2007, Párr. 2)

Los espacios públicos deben estar preparados para ciudadanos con diferentes tipos de necesidades, uno de los desafíos mas grandes para la ciudades hoy en día es el de buscar la manera de almacenar la energía de fuentes alternativas, puesto que el consumo excesivo de recursos no renovables es una fuerte amenaza. La ciudad vista como una red invita al ciudadano a conectarse a través del aprovechamiento de fuentes alternativas de energía. La idea es pensar en una integración entre la tecnología y los ciudadanos que interconecte y abra posibilidades de crear acceso a información y comunicación en la ciudad. La necesidad surge a partir de los pocos beneficios que recibimos del espacio público en Bogotá. La ciudad esta pensada como un espacio de tránsito donde prácticamente solo nos desplazamos, está tiende a privatizar todo espacio de entretenimiento o área de comunicación.

ciudad, sus lugares de encuentro y la colectividad para darle así un nuevo sentido al espacio público. Intervenir los límites en la forma en que usamos o quizás hasta abusamos de la de la ciudad invita a entender un nuevo conjunto de relaciones: comunicación, ciudadanía, sostenibilidad, espacio público.

Para empezar hay que enfocarse en ese conjunto de prácticas que conviven con el ciudadano en los espacios comunes de una ciudad de contrastes que tiene diferentes puntos donde se aprecia la Bogotá del siglo XXI, donde se encuentran entre muchas otras cosas, distintos estilos arquitectónicos, pero por otra parte concentra un gran número de sitios marginales o espacios reprimidos donde se ve la urbe subdesarrollada que crece de manera desproporcionada. Lo anterior sirve a manera de reflexión para entender que el diseño tiene como función hallar soluciones a problemas que afectan el diario vivir de la inmensa mayoría de personas.

3.4 CALIDAD DE VIDA, CONDICIONES DE VIDA EN LA CIUDAD

Según el último documento del concejo de administración de UN-HABITAT “Se estima que la población en las zonas urbanas del mundo aumenta a razón de 70 millones de personas cada año.” Quienes buscan aprovechar las posibilidades de desarrollo que ofrece el entorno urbano, muchos adaptan sus modos de vida a las exigencias de cada ciudad, buscan a través de diferentes patrones de explotación del medio ambiente natural sobrevivir y modificar ambientes que satisfagan sus necesidades y mejoren en cierta medida su calidad de vida.

Hablar de esa Bogotá de la época colonial, hacia el año 1570 donde se le denominaba entre otras como una ciudad “diseñada” bajo el sistema de un damero de control como trazado urbano, ya no queda mucho que decir. Hoy en día, a pesar de ser aun una ciudad desarrollada bajo muchos intereses de poder ha logrado igualmente que conceptos como la identidad, la cultura, la expansión de territorio, lo público y lo privado sean reformulados. Conceptos que en un principio existían de forma separada, se combinan para generar nuevas prácticas de ciudad, nuevos procesos culturales, paisajes urbanos los cuales para muchos le han dado otra visión a la ciudad, le han permitido marcar un estilo de vida para sus ciudadanos. La ciudad en una alianza con las diferentes políticas culturales que a propuesto junto con diferentes actores sociales como lo son el gobierno, la misma comunidad y muchas otras empresas tanto publicas como privadas han permitido la construcción de una ciudad con procesos sociales contemporáneos, basados en la cultura y el cambio social, desarrollando perspectivas de ciudad mas integradas relacionadas con la economía, el medio ambiente y la implementación de nuevas tecnologías.

3.5 ENERGÍA EÓLICA, COMO PROPUESTA PARA UN PROYECTO DE

DISEÑO

Las fuentes renovables de energía, como la eólica, han sido aprovechadas desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas y hoy en día son valiosas fuentes de energía más limpias que las originados en las fuentes fósiles. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores.

de generación, es una alternativa que en los últimos años ha aumentado el interés general para su implementación como fuente de generación eléctrica.

Desde 1980 el uso del viento para producir electricidad ha aumentado con rapidez y ahora es el recurso energético de mayor crecimiento en todo el mundo. La energía eólica es una fuente de energía prácticamente ilimitada en los emplazamientos favorables, el potencial mundial de energía eólica es unas cinco veces mayor que el consumo de electricidad actual…con avances tecnológicos y producción en serie, los descensos previstos en los costos pueden hacer que la energía eólica sea una de las formas mas baratas del mundo de producir electricidad en la próxima década. (G. Tyler Miller Jr, 2002, Capítulo 4, Energía)

3.6 HABITAT Y DISEÑO SOSTENIBLE

El proyecto propone ampliar la visión de sostenibilidad en la ciudad, que promueva el entendimiento de la diversidad social y que a su vez aporte al desarrollo económico y ambiental de la ciudad.

Se rescata un diseño mas humano pero a las vez ambicioso, satisfaciendo necesidades sirviéndose de iniciativas más atractivas al usuario, que prevalezca un sentido de identidad y pertenencia con la ciudad misma y con el espacio habitado.

Quienes aprovechan las posibilidades de desarrollo que ofrece el entorno urbano, adaptan sus modos de vida a las exigencias de cada ciudad, buscan a través de diferentes patrones de explotación del medio sobrevivir y modificar ambientes que satisfagan sus necesidades y mejoren en cierta medida su calidad de vida.

4 MARCO DE REFERENCIA

La inclusión del producto de éste proyecto en un contexto comercial real, implica conocer y evaluar las características de productos existentes en el mercado, los Cuadros 1, 2 y 3 a continuación hacen parte de ésta búsqueda. La información permite hacer la diferenciación del producto en base al uso de energía limpia como propuesta de alumbrado público, clasificándolo así: “eólico - lumínico - urbano”, además permite conocer la relación de este tipo de producto con el entorno urbano.

4.1 AEROGENERADORES MICRO-EOLICOS PARA ENTORNOS

URBANOS

Por su diseño el aerogenerador puede cubrir el rango de niveles micro-eólicos para abastecer medianos y pequeños consumos, como el de las luminarias para el alumbrado público. En el Cuadro 1 se muestran algunos de los aerogeneradores encontrados en el mercado. Entre las ventajas de la energía micro-eólica aplicada en entornos urbanos se pueden mencionar:

Producción y disponibilidad de energía eléctrica en el lugar de demanda, con aplicación en iluminación de casas de campo, carreteras, vallas, y parques o jardines.

No necesitan grandes espacios, son de fácil instalación en entornos urbanos. Genera energía eléctrica, a menor inversión y para diferentes aplicaciones

con las especificaciones de potencia requeridas.

Reducción del impacto visual que normalmente causan las turbinas de gran escala.

Adaptabilidad como apoyo energético a la red de alumbrado público, específicamente en el caso del presente proyecto.

Ideales para suministrar energía eléctrica a sitios aislados de la red eléctrica. Pueden instalarse combinados con otro tipo de fuentes de energía como la

solar fotovoltaica.

Cuadro 1. TIPOLOGÍAS DE AEROGENERADORES

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4.2 LUMINARIAS PARA ALUMBRADO PÚBLICO

El alumbrado público comprende los sistemas de iluminación exterior, tanto de uso ordinario como iluminación ornamental. En el cuadro siguiente se observan diferentes luminarias empleadas para este fin.

Cuadro 2. TIPOLOGÍAS DE LUMINARIAS PARA ALUMBRADO PÚBLICO

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La luminaria es el soporte de las lámparas para su conexión a la red eléctrica, se requiere que cumpla ciertas características ópticas, mecánicas y eléctricas. En cuanto a la óptica, la luminaria es responsable del control y la distribución de la luz emitida por la lámpara; incidiendo en esto la forma y distribución de la luz, y el rendimiento del conjunto lámpara-luminaria.

Otros requisitos que deben cumplir las luminarias son el ser de fácil instalación y mantenimiento.

4.3 USO DE ENERGIA EÓLICA PARA APLICACIONES EN LA CIUDAD

La energía eólica es la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.

Las siguientes son algunas ventajas de la energía eólica que se pueden mencionar:

Fuente de energía renovable, que amplía las alternativas de suministro y optimización de la “canasta energética” de una ciudad.

Energía limpia y compatible con el medio ambiente, no contamina y puede parcialmente frenar el uso de combustibles fósiles, ya que genera energía eléctrica sin emisiones de gases efecto invernadero.

La distribución espacial de aerogeneradores se adapta fácilmente a las condiciones, restricciones y usos del terreno

Tecnología madura de aprovechamiento que ofrece grandes posibilidades de desarrollo para mejorar y abaratar su desempeño.

En comparación con proyectos energéticos convencionales, la planificación y construcción de instalaciones eólicas requieren períodos muy cortos de formación.

(Parte del texto adaptado de la pagina web de las Empresas Públicas de Medellín, Gestión Social, Energía Eólica, 2007, párr. 3)

Cuadro 3. TIPOLOGÍAS DE LUMINARIAS DE ENERGÍA SOLAR Y EOLICA PARA ALUMBRADO PÚBLICO

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El Cuadro 3 muestra diferentes luminarias de alumbrado público que emplean una combinación de energía eólica y solar, la importancia de éste es poder entender el constante desarrollo y avance en torno a la utilización de recursos renovables integrados a la ciudad, teniendo en cuenta que debe suplir servicios satisfactorios a los ciudadanos, por esta razón una propuesta que se integre a los servicios que brinda la ciudad debe ser recurrente con las demandas y la capacidad de autoabastecimiento.

4.4 RECURSO ENERGÉTICO DEL VIENTO EN COLOMBIA

En Colombia, 60% de los 40 millones de habitantes vive en zonas no conectadas a la red energética nacional, y el país está en capacidad de implementar el uso de fuentes de energía alternativas a la petrolera, la térmica y la hidroeléctrica.

El “ATLAS DE VIENTO Y ENERGÍA EÓLICA DE COLOMBIA” (2006), es el resultado del trabajo realizado por la Unidad de Planeación Minero Energética-UPME, del Ministerio de Minas y Energía y el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM, cuyo contenido es una base técnica y científica útil que suministra una aproximación de la disponibilidad del recurso energético del viento y me permitió en primera instancia definir los sitios para aplicación del proyecto de diseño de la luminaria, así como un conocimiento de la circulación general de los vientos en Colombia. De éste documento se tomaron las siguientes conclusiones:

En otros sectores del país, aunque no se presenta la misma persistencia de vientos en el ciclo anual, si la hay para una determinada época del año especialmente en zonas de Norte de Santander, límites entre Risaralda, Quindio y Tolima, límites entre Cundinamarca y Boyacá, límites entre Cundinamarca, Tolima y Huila sobre la Región Andina, así como sobre el Piedemonte Llanero y Casanare para los Llanos Orientales.

Localmente, se destacaron 16 lugares de Colombia donde las intensidades del viento son importantes para el aprovechamiento del recurso eólico; tres sitios donde los vientos son persistentes y superiores a 5m/s durante todo el año: Galerazamba en Bolívar, Gachaneca en Boyacá y la isla de San Andrés en el Mar Caribe Colombiano. Otros tres sitios donde las velocidades son persistentes pero en el rango entre los 4 y 5 m/s: La Legiosa en el Huila, Isla de Providencia en el Mar Caribe y Riohacha en La Guajira. Los restantes diez lugares guardan una gran persistencia en la velocidad del viento en determinadas épocas del año como son: Villacarmen en Boyacá, Obonuco en Nariño, Cúcuta y Abrego en Norte de Santander, Urrao en Antioquia, Soledad en el Atlántico, Santa Marta en Magdalena, Bucaramanga en Santander, Anchique en Tolima y Bogotá en Cundinamarca.

4.5 CAPACIDAD INSTALADA DE ENERGÍA EÓLICA EN EL MUNDO

Fuente: GWEC- Global Wind Energy Council- Belgica (http://www.gwec.net)

Tabla 1. Capacidad Instalada de energía eólica

Africa y Oriente Medio Total a 2008 (MW)

Egipto 365

Marruecos 134

Iran 85

Tunisia 54

Otros (1) 31

Total 669

Norte America Total a 2008 ( MW)

Estados Unidos 25,170

Canada 2,369

Total 27,539

America Latina y el Caribe Total a 2008 (MW)

Brasil 341

Méjico 85

Costa Rica 70

Islas del Caribe 56

Argentina 29

Otros (4) 45

Total 625

Asia Total a 2008 (MW)

China 12,210

India 9,645

Japón 1,880

Taiwan 358

Sur Corea 236

Filipinas 33

Otros (2) 6

Total 669

Europa Total a 2008 (MW)

Alemania 23,903

España 16,754

Francia 3,404 Reino Unido 3,241

Dinamarca 3,180

Portugal 2,862

Holanda 2,225

Suecia 1,021

Irlanda 1,002

Austria 995

Grecia 985

Polonia 472

Noruega 428

Turquía 433

Resto de Europa (3) 1,305

Total 65,946

Región Pacífico Total a 2008 (MW)

Australia 1,306

Nueva Zelanda 326 Islas del Pacífico 12

Total 1,644

Total Mundial MW

2008 120,791

(1) Sur Africa, Cabo Verde, Israel, Líbano, Nigeria, Jordania (2) Tailandia, Bangladesh, Indonesia, Sri Lanka

(3) Belgica, Bulgaria, Croacia, Republica checa, Estonia, Islas Faroe, Finlandia, Hungría, Latvia, Lituania, Luxemburgo, Romania, Rusia, Slovaquia, Suiza, Ucrania

(4) Colombia, Chile, Cuba

4.6 SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA EÓLICA

utiliza para operar maquinaria como bombas de agua y generadores de electricidad.

El “Manual de Aplicación de la Energía Eólica” (1997) del Ministerio de Minas y

Energía - INEA, en el Capítulo 4 describe los dos tipos de equipos eólicos existentes, los Sistemas de Conversión de Eje Horizontal (SCEH) (figura 1), y los Sistemas de Conversión de Eje Vertical (SCEV), (figura 2).

Los equipos eólicos de eje horizontal basan su principio de extracción de energía del viento en el fenómeno de sustentación que se presenta en alabes y formas aerodinámicas, como son los perfiles en las alas de los aviones.

Figura 1. Sistemas de conversión de energía eólica de eje horizontal.

Fuente: OLADE No 10 – 1980

Figura 2. Sistemas de conversión de energía eólica de eje vertical.

Fuente: Olade No 10 - 1980

Ambos sistemas presentan una eficiencia de conversión similar, sin embargo el equipo de eje vertical puede captar el viento en cualquier dirección, mientras que los equipos de eje horizontal requieren de un sistema de control para enfrentar el rotor con la dirección de viento. En los de eje vertical se pueden localizar los subsistemas como caja de cambios, generador eléctrico, frenos, controles, etc. en la base de la torre facilitándose su mantenimiento.

4.7 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA EÓLICA

Las dos aplicaciones típicas de la energía eólica, se diferencian por emplear turbinas eólicas diferentes. Se describirán los componentes de los equipos de conversión de energía eólica limitándolos a los aplicables al proyecto como lo son los de eje vertical para aerogeneración eléctrica. Los componentes principales de un sistema de conversión típico de la energía eólica en general incluyen la turbina eólica, el generador, el aparato de interconexión, los sistemas de control.

Las turbinas eólicas se pueden clasificar en el tipo de eje vertical y de eje horizontal. Los componentes principales en la barquilla de una turbina eólica típica se ilustran en la Figura 3. Una turbina eólica se puede diseñar para una operación de velocidad constante o de velocidad variable, estas últimas pueden producir el 8% al 15% más de salida de energía que las de velocidad constante, sin embargo, requieren de convertidores electrónicos de energía para proporcionar una energía de frecuencia fija y de voltaje fijo a sus cargas.

ROTOR

El rotor de una turbina eólica, es la parte esencial para la conversión de energía, el rotor convierte la energía cinética del aire en energía mecánica rotacional útil en un eje.

TORRE

Para maximizar la eficiencia de extracción de energía del viento, las turbinas eólicas deben estar localizadas por encima de obstrucciones que perturban el flujo del aire. Es típico observar, pequeños aerogeneradores eólicos en torres entre 24 y 42m de altura.

SISTEMA DE SEGURIDAD

Todos los equipos eólicos poseen algún tipo de sistema de seguridad para protegerlo de incrementos inadecuados en la velocidad. Generalmente en equipos pequeños (esto es hasta 10 Kw de potencia nominal) el sistema de seguridad esta asociado con el sistema de orientación; y este consiste de una cola o veleta detrás del rotor y el eje vertical del rotor esta descentrado con respecto al eje central de la torre (figura 4).

GENERADOR

Figura 4. Disposición típica de elementos en un aerogenerador

Fuente: Wind power for home & business - 1993

Los elementos del aerogenerador que se muestra en la figura 4 son: 1- Eje principal

2- Freno de disco 3- Caja de cambios 4- Generador eléctrico

5- Carcaza de soporte estructural 6- Mecanismo de giro vertical 7- Carcaza para cubrir elementos.

Los generadores de imanes y los de inducción son más comúnmente empleados por turbinas eólicas pequeñas a medianas debido a sus ventajas de confiabilidad y costos; mientras que los generadores de inducción y los síncronos de magnetos permanentes se utilizan para turbinas eólicas de alta energía.

CONEXIONES ELECTRICAS Y CONTROLADORES

Las conexiones eléctricas y los controladores son todos los elementos necesarios para acondicionar y controlar la energía eléctrica producida por el aerogenerador. Esto incluye el barraje, contadores, interruptores de carga, inversores y baterías. Estos equipos son los que permiten controlar la calidad de suministro de energía eléctrica.

5 REQUERIMIENTOS Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO

5.1 ELECCIÓN DEL TIPO DE TURBINA A IMPLEMENTAR

“Si alguien tuviese que dibujar un aerogenerador, seguramente lo pintaría como un gran mástil, con tres aspas enormes pintadas de blanco girando en su punta, y encaramado en la cresta de una loma o una montaña.” (Puente Fernando, El País, 2006, Párr. 2)

Sin embargo la intención de este proyecto es cambiar esa idea que tienen las personas al pensar en energía eólica o aerogeneradores. Esta propuesta no pretende continuar con diseños convencionales a gran escala, lo que se quiere lograr es poder inspirarse en creaciones que surgieron desde principios del siglo XX, construcciones de aerogeneradores que rotan sobre un eje vertical, conocidos como SAVONIUS inventado en 1922 por el ingeniero finlandés, Sigurd J. Savonius, para darle un nuevo sentido a estas construcciones que con propuestas formales de diseño, explorando sus principios mecánicos y funcionales.

Tabla 2. Rotor de Savonius

VENTAJAS

Tiene una larga duración. Necesita poco mantenimiento. De fácil construcción.

Gira a bajas velocidad del viento.

No necesita orientarse en la dirección del viento. Necesita menor velocidad del viento para empezar a

girar.

Estructura que sirve para construir a pequeña escala y puede ser instalada en diferentes ambientes del entorno urbano (edificios, parques, zonas públicas).

5.2 CONSIDERACIONES DEL ALUMBRADO PÚBLICO

El objetivo de un diseño de luminaria para alumbrado público es el de proporcionar una iluminación suficiente y de calidad que permita que los ciudadanos perciban la sensación de seguridad al transitar un espacio iluminado. Toda luminaria empleada en alumbrado público, debe ser diseñada y construida específicamente para los requerimientos y necesidades propias del alumbrado público y debe ser resistente a la intemperie.

Las consideraciones de diseño según el Manual Único de Alumbrado Público (MUAP) de la Alcaldía Mayor de Bogotá, Unidad Ejecutiva de Servicios Públicos, 27 de Septiembre de 2001

Visibilidad : Confiabilidad y Comodidad visual

Valor Económico: Costo: Inicial, de operación y mantenimiento

Costos Energéticos: Ahorros energéticos por diferentes fuentes utilizadas. Requerimientos estéticos: considerar el estilo arquitectónico en la ciudad y

para el espacio público mantener el estilo y una distribución concordante. Condiciones Ambientales.

“Entiéndase por alumbrado público el servicio público consistente en la iluminación de las vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación que no se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurídica de derecho privado o público, diferente del municipio, con el objeto de proporcionar la visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades.” Definición tomada de http://www.creg.gov.co.

5.3 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO

Es preciso enunciar los requerimientos del producto a desarrollar para asegurar que el diseño cumpla satisfactoriamente las necesidades locales teniendo en cuenta variables cualitativas generales aplicables al proyecto. La información contenida en las tablas a continuación establece los requerimientos que el producto debe cumplir en base a un desarrollo proyectual, que se define en el siguiente numeral. El modelo de las tablas de requerimientos se basó en un aparte de consideraciones y enunciados guía tomando como referente al diseñador industrial alemán, Gui Bonsiepe, quien en su libro “Diseño Industrial, Tecnología y Dependencia” con introducción de A. Fernandez.Alba, Mexico: Edicol, 1978., da lineamientos para definir las características de uso, función y forma de productos.

Tabla 3. Requerimientos de Uso

USO Comprende características del producto a partir de su relación con el usuario y el contexto

Practicidad/Funcionalidad Que pueda ser incorporado a la red de alumbrado público o ser utilizado como

alternativa de ahorro energético y almacenamiento.

Conveniencia (comportamiento del producto en el contexto)

Para usos adicionales de energía en la ciudad como alumbrado navideño, considerando su valor estético, para parques metropolitanos donde no es posible la instalación de postes a gran altura o cableado aéreo debido al alto riesgo e impacto ambiental. También para áreas periféricas de difícil acceso y deficiencia en el alumbrado público.

Seguridad (posibles riesgos)

Se debe escoger un acumulador de energía apropiado para asegurar que se almacene y se pueda utilizar después para la aplicación y eficiencia lumínica requerida. La energía generada debe ser de corriente alterna, tensión y frecuencia constante debido a la inconsistencia del viento. Se necesita un regulador de voltaje que prevenga un posible daño en la conexión a los LEDs, para que estos no se fundan si los picos del viento suben o bajan frecuentemente alterando el flujo del circuito. La instalación de la luminaria debe proveer un sistema eléctrico que proteja el producto contra un posible choque o descarga eléctrica y un sistema de protección que evite que los LEDs entren en contacto con el polvo y la humedad.

Percepción

(como capta el producto el usuario)

El ambiente urbano esta constituido por su mobiliario e infraestructura urbana el cual determina su organización, ornamentación, funcionalidad y dinamismo. Tiene como fin último ofrecer a sus ciudadanos un servicio confiable, amigable y seguro desde una perspectiva psicológica, definiendo la ciudad como un territorio que comprende lo comercial, residencial, administrativo y cultural como ambientes necesarios para el hábitat y desarrollo del ser humano. La importancia de mencionar todo lo anterior recae en la necesidad de construir propuestas de diseño que apunten o complemente el aspecto funcional y estético de la ciudad.

Tabla 4. Requerimientos de Función

FUNCIÓN Comprende los principios fisicotécnicos del producto

Mecanismos Principios de funcionalidad del producto

MECÁNICOS: La estructura modular debe aprovechar la fuerza del viento para girar, la rotación del módulo permitirá que el dinamo (generador eléctrico) se mueva para producir electricidad. Se necesita un regulador de voltaje, una batería de 12 voltios para acumular la electricidad, unos LEDs de alta luminancia, aproximadamente 20 o una cantidad que prenda 50W. También un dinamo con un voltaje de 12v y una corriente de 2 amperios que esté en la capacidad de prender alrededor de 50W. La conexión eléctrica junto con la luminaria en si, se almacenará y construirá en la parte inferior del modulo.

ELÉCTRICOS: El tipo de luminaria mas apropiada podría catalogarse como “luz para ver”, un tipo de iluminación uniforme para las calles, expandida hacia le las zonas peatonales en forma de luz blanca, con ángulo de irradiación ancho para mayor eficiencia energética y confort visual. Se debe considerar de gran importancia que las luminarias puedan ser empotradas justo después del aerogenerador pero a un nivel independiente con el fin de poder optimizar la orientación de la luz y acentuar el flujo directo de luz.

Confiabilidad La configuración en conjunto de la luminaria debe complementar el servicio de

alumbrado público ofrecido y a los que están acostumbrados los ciudadanos, que oriente y promueva la seguridad de ciertas zonas públicas y espacios abiertos de flujo peatonal. La luminaria se activa con una foto celda a determinada hora del día según requerimientos de luz. Entre tanto durante todo el día la luminaria estará acumulando la energía producto del movimiento del aerogenerador para asegurar que la batería cargue y descargue la energía eléctrica al requerirse. Su funcionamiento debe permitir la percepción estética adecuada y acorde con el lugar de instalación permitiendo reconocer la importancia de nuevas propuestas de equipamiento urbano.

Versatilidad (desempeño de diferentes funciones)

Tabla 5. Requerimientos de Forma

FORMA Comprende los caracteres estéticos

Estilo “Todo objeto artístico es al mismo tiempo un objeto de uso”, se pueden utilizar

visualmente para satisfacer necesidades estéticas, ya que también que existe un consumo visual de objetos. El producto debe comunicar ese entorno influenciado por el hombre que busca la intervención de la naturaleza y los recursos naturales en correspondencia con las necesidades humanas. También es importante considerar este producto como una propuesta de fuente móvil de energía con un diseño compacto que se pueda instalar en Bogotá que pueda ofrecer alternativas de captación de energía eólica, dispositivos de transformación y ofrecer mensajes visuales más dinámicos.

Unidad Hay que incluir cualidades formales como la simplicidad, la proporción, la repetición

formal, la ligereza en cuanto a la forma, la creación de contrastes y ciertas características constructivas.

La turbina + el componente tecnológico (eléctrico) + la estructura de montaje (estructura principal) + la luminaria, deben estar agrupados en un único concepto formal. Lo anterior permite una jerarquía perceptiva de todos los componentes del producto.

Interés El color de la superficie debe complementar la intención del efecto óptico que

propone la forma al empezar a girar, donde el color se vuelve una herramienta de comunicación visual que juegue con efectos cinéticos y/o ilusiones ópticas que pueden cautivar la atención visual del usuario en forma de señal de flujo peatonal, de tránsito, información, publicidad o simple percepción e impresión visual del producto, debe agradar para que éste pueda destacarse, que el color fluya.

Equilibrio Se necesita que el viento actúe sobre la forma para permitir contemplar la armonía

6 PROPUESTA PROYECTUAL

6.1 FORMA

La etapa de desarrollo de la propuesta proyectual surgió a partir de una serie de exploraciones formales. Como punto de partida se experimentó con diferentes formas geométricas apropiando patrones de la naturaleza que se pudieran transcribir o traducir en formas físicas reales adaptables a las características necesarias con las que debía contar el producto.

Surgieron alternativas que variaban tanto en su geometría como en su simetría, construcción y disposición modular, las cuales se ven en las figuras de las cinco alternativas planteadas.

Para hacer de los cambios un proceso consecuente se determinó que se empezaría por evaluar la eficiencia del producto a partir de la construcción del aerogenerador pues seria el diseño de este el que permitiría aprovechar al máximo la fuerza del viento.

6.1.1 ALTERNATIVA 1

Figura 5. Alternativa 1

MODELO HEXAGONAL

Inspirado en una figura geométrica primaria, que fue la base para crear otras propuestas

Construcción

Se dividió el hexágono en tres áreas iguales de 120°, (modelo A) y se elaboraron dos modelos iguales en cartulina, con los pliegues del modelo C.

Uniendo los dos modelos por los extremos de cada una de las tres aspas, se forma una figura semiesférica por tres bandas con un vértice de 120°, que se unieron por los polos. (modelo B).

Experiencia

Las aspas se tornaron curvas, haciendo un giro de 60° entre los ejes superior e inferior de forma curva.

Se elaboraron varios tipos de dobleces rectilíneos y curvos y se comprobó su eficacia con un ventilador.

Conclusión

6.1.2 ALTERNATIVA 2

MODELO DE TRES ASPAS

Inspirado en una figura tetraédrica fue la variante de la experimentación 1 A B

Figura 6. Alternativa 2

Construcción:

Se unieron dos tetraedros por los bordes creando unas aspas curvas 120°, (ver A) y se elaboraron dos modelos iguales en cartulina.

Uniendo los modelos por los extremos de cada una de las tres aspas, se forma una figura semiesférica por tres bandas con un vértice de 120°, que son unidas por cada polo. (ver B).

Experiencia

Las aspas se tornaron curvas, haciendo un giro de 60° entre los ejes superior e inferior de forma curva.

Se hicieron varios tipos de dobleces rectilíneos y curvos y se comprobó su efectividad con un ventilador.

Conclusión

6.1.3 ALTERNATIVA 3

MODELO DE LA SEMILLA DEL ARCE

Modelo Inspirado en la semilla de arce, que al desprenderse del árbol desciende haciendo giros, parece posee principios aerodinámicos.

Experiencia

Tres bandas de cartulina que se unían desde el mismo vértice, pero la comprobación se baso en hacer 3 variantes en los dobleces para ver cual giraba más.

Forma: hélice de tres aspas con un vértice de 120°

Se elaboraron tres modelos idénticos en cartón: modelo A, B, y C. Se les hizo a cada modelo pliegues diferentes.

Se lanzó cada uno de los modelos desde una altura de 2m.

Conclusión

Modelo A: descendió sin hacer giros

Modelo B: descendió girando relativamente lento Modelo C: descendió girando rápidamente

La forma del modelo C se tomó como base de modelos posteriores.

6.1.4 ALTERNATIVA 4

MODELO PODADORA

Inspirado en las cuchillas de una podadora de pasto, con los principios aerodinámicos del modelo C anterior.

Figura 8. Alternativa 4

Construcción

Se elaboraron dos modelos idénticos en cartulina, con los pliegues del modelo C de la Alternativa 3

Uniendo los dos módulos por los extremos de cada una de las 3 aspas, se forma una figura semiesférica por tres bandas con un vértice de 120°, que se unen por los polos.

Experiencia

Las aspas se tornaron curvas, haciendo un giro de 60° grados entre los ejes superior e inferior de forma curva (fig.2).

Se hicieron varios tipos de dobleces rectilíneos y curvos y se comprobó su efectividad con un ventilador (fig.3).

Conclusión

Ambos modelos giraron sin problema aparente, sin embargo, se podría aprovechar mejor en su totalidad la fuerza del viento.

6.1.5 ALTERNATIVA 5

geométrica, simétrica y armónica con ángulos y diagonales bien definidas que permiten un movimiento diferente a los demás, a su vez los ángulos pronunciados permiten que el viento pegue en cualquier punto, empuje la figura para la rotación y salga con rapidez lo cual permite que gire más ágilmente. Las variantes desarrolladas no presentan mayor diferencia en su efectividad, sin embargo como es natural a mayor área en los módulos, mayor aprovechamiento del viento.

MODELO DE FORMAS MODULARES

Figura 9.

6.1.6 ALTERNATIVA SELECCIONADA

Figura 11. Plano del Módulo, Volumen y Módulo en movimiento

6.2 DETERMINACIÓN DEL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DEL

MODULO DEL AEROGENERADOR

Las características que debe cumplir el material para construcción del modulo son: bajo peso

aislante térmico y eléctrico

fácil de trabajar, moldear y termoformar

Se evaluaron las propiedades de los polímeros termoplásticos mas comúnmente utilizados y se definió que entre los posibles estarían los policarbonatos (carbonatos poliaromáticos) y el polimetil metacrilato (PMMA). Se escogió el PMMA del cual se evaluaron los siguientes: Plexiglas (Rohm&Haas), Lucite (ICI) e Impacta (Plastiglas) para tomar la decisión de fabricar el módulo en láminas de "IMPACTA"de Plastiglas de México, cuyas características son

bajo peso

Control de filtro UV por ambas caras Resistencia a la intemperie

200 veces más resistente que un vidrio y 20 mas resistente que un acrílico normal,

No experimenta amarillamiento, no produce hongos ni se mancha Fácil limpieza

Se puede perforar sin presentar quebrantamiento o rotura y puede utilizar en su aseguramiento tornillos o remaches

Totalmente atoxica Fácil de termoformar

6.3 DETERMINACIÓN DE LOS ELEMENTOS PROPIOS DE

ILUMINACIÓN

de los elementos sin generar ninguna alteración en la percepción de las formas que la componen.

Se consideró necesario adecuar la carcasa para que ésta permitiera la concentración de luz en punta lo cual permite acentuar y realzar la superficie a iluminar direccionando el flujo luminoso de una forma mas uniforme, protegiéndola de las condiciones de la intemperie. El cuerpo de la luminaria en aluminio fundido a presión y la cubierta de la luminaria en polimetil metacrilato de seguridad y transparente.

Las lámparas escogidas corresponden a “LEDs” (diodo emisor de luz) de alta intensidad para vías y alumbrado público, ya que presentan las siguientes ventajas sobre lámparas de vapor de sodio:

EFICACIA: la iluminación LED consume un 75-85% menos electricidad que una lámpara común de similares características.

LARGA VIDA: La vida útil de una lámpara LED es de 60000 horas, frente a las 3000/6000 horas de una lámpara común.

ECOLOGICAS: no contienen tungsteno como las lámpara comunes, ni mercurio como la iluminación fluorescente, son reciclables

NO EMITE CALOR: el LED no desperdicia energía calórica, esto permite su instalación en sitios muy complejos, con poco espacio o en lugares no aptos para el calor.

6.4 CONFIGURACIÓN LUMÍNICA E INTEGRACIÓN AL ESPACIO PÚBLICO

Se debe considerar que los sistemas no deben consumir energía en exceso ni debe ser necesaria una instalación y adecuación costosa. La complejidad de su instalación afectaría la cantidad y la calidad del suministro eléctrico.

Esta figura presenta las tres variaciones de configuración que se plantearon y se explican en los siguientes numerales de este capítulo.

Figura 12. Configuraciones Lumínicas

La luminaria debe estar dispuesta cuidadosamente y darle un trato amistoso y seguro al transeúnte. El producto estará en operación continua y permanente, como valor agregado dará una sensación de seguridad al ciudadano, reduciendo la accidentalidad. Por otra parte debe contrarrestar la ocupación y degradación del terreno, uso del suelo, la contaminación lumínica del entorno procurando un bienestar social y un saldo pedagógico que permita reflexionar en torno a las maneras de vivir y consumir ciudad.

6.4.1 RED DE PEQUEÑO FLUJO LUMINOSO

después internamente la energía eléctrica a los focos alineados en el piso. Puede ser una aplicación pensada para parques metropolitanos donde no se permite la instalación de postes lumínicos por razones medioambientales. La configuración se observa en la figura 13.

Figura 13. Configuración de redes de pequeño flujo lumínico

6.4.2 ALUMBRADO CONVENCIONAL CON EÓLICA

Figura 14

6.4.3 ILUMINACIÓN MODULAR

El objetivo es poder desplazar y adaptar la luminaria a diferentes alturas de un poste. De igual forma como primera opción puede proponerse que el aerogenerador se ilumine a si mismo, que sea la forma modular la que resalte y no un haz de luz independiente. Seria la propuesta mas adecuada para aplicaciones de tipo publicitario, ornamentación y/o de señalización. Se jugaría con el efecto óptico de la geometría modular en movimiento.

6.4.4 CONFIGURACIÓN LUMÍNICA ESCOGIDA

La presentación de la alternativa final seleccionada según determinantes de configuración lumínica e instalación a escala urbana, se observa en las ilustraciones de la Figura 16 a continuación, que se instalarían en postes como los que muestran las fotografías 1.

Figura 16.Configuración Lumínica Definitiva

El interés principal es lograr que el sistema lumínico, el componente tecnológico y el aerogenerador se integren como un solo sistema producto, utilizando la infraestructura existente en la ciudad para reducir costos de instalación.

Montar una solución de instalación que permita ubicar la Luminaria Eólica en cualquier poste de alumbrado público de la Ciudad a la altura de la secundaria que complemente la luminaria principal, como se muestra en la Fotografías 1. La luminaria alimentada por energía eólica quedaría en la posición de la secundaria convencional, siendo un complemeto sin necesidad de contar con nuevas redes de distribución ya que se podría adaptar a la red existente., como está ilustrado en la Figura 16.

Figura 17.

7 PRODUCTO DESARROLLADO: EOLUM

El modelo del producto desarrollado corresponde a una luminaria autosuficiente, con lámparas de LEDs, alimentada por energía producida por un aerogenerador, para montaje sobre postes para alumbrado público existentes.

7.1 LOCALIZACIÓN DE LA LUMINARIA