HOSPITAL GENERAL DE MOLLET DEL VALLÉS Mario Corea- Lluís Morán, arquitectos

Transcripción

1 07 Situación Ronda dels Pinetons, 8, Mollet del Vallès, Barcelona Tipología: Sanitaria HOSPITAL GENERAL DE MOLLET DEL VALLÉS Mario Corea- Lluís Morán, arquitectos Finalización: 2010 Superficie construida: m2 Presupuesto aprox.: Coautores Mario Corea Lluís Moran Jefe de Proyecto Agustin Arballo Marcelo Ranzini Arquitectos Colaboradores André Mota Maricel Aguilera María Soledad Díaz Patricia Sakata Consuelo Koch María Ceballos Nicolás Becchis Estructura David García / Bis Arquitectes Mario Corea Arquitectura SLP es un despacho profesional dedicado al proyecto y dirección de obras de edificios sanitarios, educativos, deportivos así como proyectos de diseño urbano, en Cataluña, España y Sudamérica. El Hospital General de Mollet del Vallés fue planteado como un volumen horizontal, que se despliega por el terreno procurando acomodarse a la topografía, para favorecer una contextualización adecuada del edificio con el entorno. Para controlar su gran escala frente a la escala urbana, la pendiente del solar se escalona, aligerando la volumetría, y, consecuentemente, se reduce el impacto visual del edificio. Los volúmenes se organizan alrededor de patios ajardinados que permiten la iluminación y ventilación naturales. El edificio se halla precedido de una plaza que se convierte en elemento fundamental en el diseño, ya que penetra hasta el interior del edificio, integrando una gran rambla de comunicación entre el interior y el exterior, y presidida por el Roble, símbolo del Hospital de Mollet.

2 Instalaciones Engynia /Serthi-Seteo Instaladora Emte Promotores Servei Català de la Salut i Consorci Sanitari Mollet Contsructora Acciona Publicaciones Hospital Design, Editorial: Artpower International Publishing Año 2012 Webs de interés El Hospital General de Mollet es un centro hospitalario público pionero en responsabilidad medioambiental y eficiencia energética. Da cobertura a más de habitantes de 10 municipios de las comarcas barcelonesas del Vallés Oriental y Vallés Occidental. El nuevo hospital ha supuesto una mejora considerable respecto al antiguo: cuenta con 160 camas, 42 despachos de consultas, 6 quirófanos y es un referente de especialidades médicas como l atención nefrológica, la fibromialgia y la fatiga crónica. Está dimensionado para atender cada año más de altas, consultas, urgencias y intervenciones quirúrgicas. MODELO Y REFERENCIA EN ESPAÑA Y EUROPA El nuevo centro sanitario es referencia y modelo de Funcionalidad, Eficiencia y Sostenibilidad en España y Europa: - cuenta con un perfil arquitectónico característico que intenta minimizar el impacto paisajístico. El solar presenta un desnivel medio del 8.5% y de aproximadamente unos metros en el sentido noreste/ suroeste. El proyecto se escalona en dos direcciones siguiendo el terreno natural. Así, en la dirección transversal al soler, el edificio pasa de dos plantas en la zona oeste a tres plantas en la zona este. - dispone de cuatro patios interiores, elementos fundamentales que garantizan tanto el aprovechamiento de luz natural como la ventilación de los espacios de hospitalización. Además, estas zonas verdes se convierten en agradables vistas, aumentando el bienestar de los pacientes y del personal sanitario. - la distribución interna se ha resuelto de tal modo que se evitan cruces entre pacientes, visitantes y personal sanitario. - la estructura, al estar planteada como un sistema repetitivo de módulos, permite una gran flexibilidad para organizar todos los programas funcionales y adaptación a los cambios de uso, de servicios, de tecnología y podrá crecer en una futura ampliación de servicios. - apuesta por la climatización geotérmica para la refrigeración en verano y la calefacción en invierno, cubriendo más de 1MW de potencia, y convirtiéndose así en el proyecto más grande de l estado español y pionero en climatización hospitalaria mediante geotermia de Europa. Esta técnica consiste en la extracción de energía del subsuelo a través de bombas de calor ubicadas en 144 pozos de 145 metros de profundidad y 145 mm de diámetro. La gran ventaja de este sistema es que supone un ahorro de hasta un 75% de la energía destinada a climatización y una reducción del 50% de emisiones de CO 2 a la atmósfera, respecto a los sistemas convencionales.

3 - además, incorpora otros criterios de sostenibilidad, ahorro energético y aprovechamiento de los recursos naturales, tales como los techos radiantes, que, mediante la colocación de unos circuitos impresos en placas de cartón yeso, evitan las corrientes de aire y aumentan el confort, así como placas solares, sistemas de aprovechamiento de aguas pluviales, incremento de inercias y aislamiento térmico optimizado en fachadas. CLIMATIZACIÓN GEOTÉRMICA: CENTRO PIONERO EN GEOTERMIA HOSPITALARIA El nuevo Hospital General de Mollet del Vallés ha apostado por la energía geotérmica para climatizar parte de sus dependencias. La instalación le ha convertido en uno de los edificios más sostenibles de España, al cubrir más de 1 MW de potencia de climatización solo mediante geotermia, y siendo, así, actualmente el proyecto más grande del estado español y pionero en climatización hospitalaria mediante geotermia en Europa. En este edificio se ha tratado de optimizar los rendimientos energéticos de los equipos y sistemas que han de satisfacer esta demanda energética, sin tener que recurrir a las torres de refrigeración y así evitar el riesgo asociado a la contaminación por legionela. Para cubrir las necesidades de climatización, se han realizado más de metros lineales de perforaciones para la construcción del intercambiador geotérmico vertical que cubrirá una potencia de kw para la calefacción y 1.000kW para refrigeración. El sistema cuenta con dos bombas de calor geotérmicas de 600kW en modo calefacción y 500 kw en modo refrigeración con las que se pretende satisfacer la demanda de calefacción y refrigeración base del hospital. El resto de potencia no cubierta mediante el sistema geotérmico será satisfecha con sistemas de climatización convencional, como chillers y calderas.

4 Principio del sistema geotérmico. El sistema de almacenamiento térmico subterráneo mediante sondeos geotérmicos se basa en el almacenamiento e intercambio geotérmico con el subsuelo con el fin de climatizar edificios de forma eficiente. El intercambio de energía térmica con el subsuelo se realiza por medio de la conexión de la bomba de calor con el intercambiador de calor terrestre. Es una tecnología que se ha desarrollado con anterioridad y con mucho éxito en países del norte de Europa y Estados Unidos, tanto en edificios o residenciales, comerciales e institucionales. Una de las principales ventajas es que permite una reducción de las demandas y consumos de energía eléctrica. Las etapas del proyecto, en este sentido, fueron las siguientes: Ensayo de respuesta térmica. El primer paso consistió en la realización de un sondeo geotérmico piloto y su correspondiente ensayo de respuesta térmico ERT, o TRT (thermal response test). Para ello, se realizó una perforación de sondeo exploratorio de 145 metros de profundidad. El ensayo consiste en producir la circulación de un fluido portador de calor a través de la sonda durante 72 horas y monitorizar la temperatura de entrada y salida al sondeo. El ERT es un procedimiento experimental que permite determinar in situ la conductividad térmica del subsuelo. Una condición importante es que durante todo el periodo del experimento la potencia de inyección de calor permanezca constante y sea conocida. Con los resultados obtenidos en el ensayo y el perfil de cargas y demandas de climatización, se realizó la simulación y modelización del sistema para dimensionar el proyecto. De esta forma, se optimiza al máximo el proyecto en función de las propiedades del terreno, evitando así posibles sobredimensionamientos y costes extras e innecesarios por posibles pérdidas de rendimiento. Una vez realizados todos os cálculos anteriores, se concretó el diseño final de la instalación y, finalmente, se inició la ejecución material del intercambiador geotérmico. Construcción del intercambiador de calor terrestre. El intercambiador de calor terrestre se realizó en el espacio que ocupa el Hospital. Durante la ejecución, llegaron a trabajar hasta tres equipos de perforación simultáneamente. Las operaciones de perforación convivieron con los trabajos de cimentación del Hospital, convivencia que fue posible gracias a una perfecta coordinación con los jefes de obra y el resto de subcontratas presentes en el Hospital. El diseño definitivo de intercambiador terrestre consiste en 144 sondeos de bucle cerrado de 145 metros de profundidad que están conectados en cuatro grupos de 36 pozos que se unen en arquetas de las que parten los colectores principales de la sala técnica.

5 Cada pozo tiene una profundidad media de 145 metros en los que se realizó la instalación de sondas de polietileno de alta densidad, de bucle sencillo de 40 mm de diámetro y 3,7 mm de espesor, certificadas y probadas en fábrica. En cada sonda instalada se realizaron dos pruebas de estanqueidad aplicando una presión de 3 bar en cada prueba. La primera prueba se realiza previa al momento de introducirlas en el terreno y una vez se han introducido en la perforación y antes de inyectar el pozo con el relleno de cemento (bentonita), se les realiza la segunda prueba con el fin de certificar que la sonda no ha sido dañada en la operación de la instalación. Posteriormente, se realiza el sellado de los pozos mediante la inyección de lechada de cemento (bentonita de alta conductividad térmica). La perforación del campo de sondeo se realizó de forma neumática, aunque las intercalaciones de arenas existentes en el terreno hicieron que en algunos pozos se requiriese la circulación de lodos naturales con adición de polímeros biodegradables. Así mismo, durante las labores de instalación de la red horizontal para conectar los sondeos con la sala técnica existió una perfecta coordinación con las subcontratas instaladoras de las redes de abastecimiento, saneamiento y drenajes, ya que fueron realizadas simultáneamente. Diseño y montaje de la sala técnica. Para un total éxito de la instalación geotérmica, el diseño es fundamental. Ay que prestar un especial cuidado al establecimiento de los puntos de partida definitivos y el cálculo de las principales dimensiones del sistema geotérmico. Los principales resultados que se deben obtener de la etapa de diseño son el diseño integrado del sistema, la explicación técnica del mismo y la planificación de los trabajos de montaje. Y para ello hay que conocer perfectamente la interacción entre el intercambiador geotérmico terrestre y el sistema de climatización del hospital, la localización exacta de los sondeos y de la sala técnica, recorrido de los tubos de conexión horizontal entre los sondeos y la sala técnica, organización y distribución de los equipos de la sala técnica y planificación de los trabajos. La sala técnica del Hospital contiene los siguientes elementos: -colectores de ida y retorno en la sala técnica para conectar el campo de sondeos, - colectores de frío y caliente, para conectar el sistema de climatización del Hospital, - bombas de calor geotérmicas, -tuberías y accesorios, incluyendo componentes, - bombas de circulación, -depósitos de inercia y vasos de expansión. El Hospital cuenta así con una potencia de 1.200kW para calefacción y kw para refrigeración cubierta mediante la instalación geotérmica.

6 Cuenta para ello con dos bombas de calor geotérmicas, de 600kW en modo calefacción y 500 kw en modo refrigeración con las que se pretende satisfacer parte de la demanda de calor y frío base del Hospital. Las condiciones que han de cumplir estas bombas son: -funcionamiento en modo calefacción y refrigeración, -funcionamiento en condiciones de carga parcial, hasta un 10% de la carga pico, - elevado COP en condiciones de carga parcial, tanto en modo calefacción como refrigeración. El sistema geotérmico del Hospital General de Mollet se ha diseñado buscando el máximo aprovechamiento energético, por lo que ofrece diferentes modos de funcionamiento: -Refrigeración directa o freecooling. El intercambio térmico se produce por medio de la circulación directa del fluido del intercambiador de calor desde el campo de sondeos hasta el interior del hospital, sin necesidad de funcionamiento de la bomba de calor. Así, se reduce el consumo eléctrico en la instalación ya que únicamente las bombas de circulación están en funcionamiento, pudiéndose alcanzar una elevada eficiencia energética. - refrigeración, utilizando las bombas de calor o refrigeración activa. En este caso, el frío se obtiene de las bombas de calor geotérmicas disipando el calor del condensador al subsuelo. - calefacción, utilizando las bombas de calor o calefacción activas. El calor para suministrar al Hospital se obtiene de las bombas de calor geotérmicas. La bomba de calor utiliza el subsuelo como fuente de calor del evaporador. - refrigeración y calefacción simultáneas. Cuando la carga dominante es la calefacción, el fluido del evaporador es utilizado como fuente de refrigeración para la zona del hospital que lo necesite. Cuando la refrigeración es la carga principal, el calor del condensador generado en la producción de frío es utilizado como fuente de calefacción para otras zonas del edificio. Además, en verano, el calor de condensación generado por el sistema será utilizado para el calentamiento del agua sanitaria del Hospital (ACS).

7 CONCLUSIONES El sistema geotérmico del nuevo Hospital General de Mollet del Vallés está diseñado para obtener los mejores rendimientos y eficiencia. Supone un ahorro de hasta un 75% de la energía destinada a climatización y una reducción del 50% de CO 2 en comparación con sistemas convencionales. Comparando con los equipos de climatización tradicionales, este sistema de energía geotérmica presenta varias ventajas, como un mayor ahorro energético, una menor dependencia del suministro eléctrico de la red, bajos costes de mantenimiento y un incremento de la vida útil de la instalación. El sistema geotérmico puede alcanzar rendimientos muy elevados, superiores a COP 4 en calefacción y a COP 6 en refrigeración. La instalación de aprovechamiento geotérmico para el Hospital de Mollet del Vallés es puntera en cuanto a diseño y optimización de uso, y es un referente para futuras instalaciones similares en el ámbito sanitario, tradicionalmente de gran consumo energético.