Una fachada que es una central eléctrica y una garantía de bienestar

Cualquier persona que pase la mayor parte del día en interiores sabe la importancia de un ambiente cómodo para trabajar y vivir. Los investigadores del Laboratorio de Energía Solar y Física de Edificios de EPFL están buscando formas de maximizar la ganancia de energía de la fachada de un edificio y al mismo tiempo optimizar el confort interior de una manera respetuosa con el medio ambiente. Ellos están demostrando cómo se puede hacer esto con "SolAce", la mas reciente unidad en investigación de edificios de Empa y NEST de Eawag.

La fachada azul verdosa de la unidad "SolAce" en NEST brilla como el ala de una mariposa a la luz del sol. La última incorporación al edificio de investigación e innovación de Empa y Eawag en Dübendorf se inauguró oficialmente el 24 de septiembre de 2018. La unidad combina espacio de trabajo y espacio habitable de casi 100 metros cuadrados y está integrada en el lado sur de NEST, entre la segunda y tercera plataforma de la estructura tipo caja compartimentada.

"A través de su fachada," SolAce "producirá más energía de la que la unidad necesita a lo largo del año, mientras que al mismo tiempo proporciona el mejor confort posible a los usuarios". Así es como Jean-Louis Scartezzini explica el objetivo del proyecto. El investigador de la EPFL es el Director del Laboratorio de Energía Solar y Física de la Construcción, y la idea de la última unidad de NEST es su creación. 

Para lograr este objetivo, los investigadores combinan varios elementos de fachada activos y pasivos que presentan tecnologías desarrolladas en el laboratorio con sede en Lausana. Algunas de esas tecnologías están a punto de ser comercializadas por nuevas empresas y colaboraciones con socios de la industria, mientras que otras aún tienen mucho camino por recorrer. "NEST nos brinda la oportunidad única de examinar las distintas tecnologías en interacción entre sí y en un entorno de la vida real", dice Scartezzini.

Electricidad y agua caliente.
El balance positivo de energía de la unidad se logrará mediante la producción de electricidad solar y agua caliente directamente en la fachada. Para este fin se utilizarán módulos fotovoltaicos y colectores solares térmicos con un nuevo tipo de nano-barnizado coloreado. Con el objetivo de promover la integración de unidades fotovoltaicas en la envoltura del edificio ofreciendo un mayor alcance arquitectónico a través de diferentes colores, un equipo de EPFL ha estado investigando recubrimientos para la coloración durante casi 20 años.

El equipo de investigación, dirigido por Andreas Schüler, fue claro sobre el hecho de que el revestimiento tendría que causar la menor pérdida de energía posible. No había problema en utilizar pigmentos absorbentes de color. En cambio, las películas delgadas de entre 5 y 200 nanómetros crean lo que se conoce como "efectos de interferencia de color " en el interior del barnizado, no diferente a los que aparecen en una burbuja de jabón o en las alas de una mariposa, por ejemplo.

"Debido a que el nano-barnizado es muy transparente, prácticamente no hay efectos de absorción y solo pérdidas de energía muy pequeñas", explica Schüler. Esta tecnología ahora ha sido patentada y actualmente está siendo lanzada al mercado por la empresa escindida "SwissINSO", con la versión azul-verde utilizada en NEST.

¿Cómo monitorear el bienestar?
Además del espacio de oficinas para cuatro personas, "SolAce" también ofrece un área de estar para dos. Para mantener la promesa de un confort óptimo, los investigadores están intentando recrear la percepción individual de los usuarios mediante el uso de sensores ópticos innovadores. Los sensores prototipo miden las condiciones de iluminación y el resplandor desde la perspectiva del usuario, por ejemplo, una persona trabajando en una computadora. Este monitoreo sobre la marcha se utiliza para controlar la iluminación eléctrica y la protección solar de la mejor manera posible.

Esto significa que si se supera un cierto valor de resplandor, las persianas venecianas curvadas comienzan a dirigir los rayos de luz que entran al edificio hacia el techo. La iluminación circadiana también está destinada a mejorar el rendimiento laboral de los habitantes de “SolAce”, pero también a apoyarlos durante las fases de recuperación. La iluminación circadiana simula la luz solar a lo largo del día, promoviendo así nuestro ritmo natural de sueño y vigilia.

Barnizado microestructurado.
Del mismo modo, los paneles de ventanas innovadores contribuyen a crear un ambiente acogedor para vivir y trabajar, y sobre todo, a reducir el consumo de energía para calefacción en invierno y para ventilación en verano. Invisible para el ojo humano, un barnizado microestructurado en una película de polímero en el interior del vidrio dirige la luz del invierno hacia el techo de la unidad para una iluminación uniforme, lo que permite que el interior se caliente de manera natural. En verano, el mismo barnizado garantiza que los rayos del sol se alejen de las ventanas y, por lo tanto, las habitaciones no se calientan tanto. Este nuevo tipo de barnizado fue desarrollado en EPFL por Andreas Schüler y su equipo.

Los investigadores usaron un láser de precisión de Empa en Thun para fabricar los primeros prototipos. Ahora el equipo está trabajando con BASF / Suiza para desarrollar un proceso de fabricación industrial. Tan pronto como los primeros paneles de la ventana estén disponibles, se instalarán en la fachada "SolAce". Los investigadores del Laboratorio de Rendimiento Integrado en Diseño de EPFL medirán el confort visual de los nuevos paneles in situ. Hasta entonces, se utilizarán paneles de referencia que proporcionarán cifras de referencia.

Demostrando uso diario
Como es habitual en NEST, la unidad "SolAce" se usará y se habitará en la vida real. Durante la primera fase, son principalmente los investigadores de la EPFL quienes usarán las salas, monitorearán los sistemas y tecnologías y las ajustarán a las condiciones ambientales. “Una vez hecho esto, utilizaremos la unidad para que nuestros huéspedes trabajen y vivan", dice Rico Marchesi, gerente de innovación de NEST. El está encantado con la nueva incorporación al edificio de investigación e innovación y está convencido de que "SolAce" puede hacer una valiosa contribución al diseño futuro de las capas externas de construcción. "Gracias al barnizado de color que se muestra aquí, las preocupaciones estéticas sobre el uso de módulos fotovoltaicos en la fachada ya no son válidas", el está convencido.

Para Jean-Louis Scartezzini, el proyecto ya es un gran éxito: "Una y otra vez, La estrecha colaboración entre investigadores y socios de la industria, pero también entre los propios socios de la industria, dio lugar a ideas sorprendentes y un valioso intercambio de conocimientos ”. El arquitecto de la unidad, Fabrice Macherel, de Lutz Architects en Fribourg, también encontró que la colaboración entre los ámbitos de la investigación y los negocios fue enormemente enriquecedora: "Lograr el equilibrio entre la teoría y la práctica no siempre fue fácil, pero aprendimos muchas cosas nuevas y podemos usar este conocimiento en proyectos futuros". Para decirlo más brevemente: transferencia de tecnología en su forma más pura.

La fachada azul verdosa de la unidad "SolAce" en NEST. Foto: Roman Keller

Empa
24 Setiembre 2018

Reciclaje de aguas residuales en lugar de disposición.

Las aguas residuales huelen mal y están llenas de patógenos. Por estas razones, generalmente se retira y se desecha rápidamente. Sin embargo, la estrategia 'fuera de la vista fuera de la mente' es costosa y las oportunidades se pierden. En el Día de la Información de Eawag, los expertos en la práctica se reúnen con investigadores que buscan nuevas respuestas, por ejemplo, sobre cómo se pueden recuperar los nutrientes o el calor de las aguas residuales.

Suiza está orgullosa de su estrategia de tratamiento de aguas residuales. Ella garantiza la higiene en las comunidades, protege el agua como un recurso (por ejemplo, para el agua potable) y evita con éxito la fertilización excesiva de los ríos y lagos. Pero esto tiene un precio: el valor de reemplazo de la infraestructura de aguas residuales suizas asciende a más de 120 mil millones de francos. Los nuevos desafíos, por ejemplo, la eliminación de los micro contaminantes o el cambio climático, no hacen que el sistema sea menos costoso. Además, cada vez es más claro que las aguas residuales no son simplemente un peligro que debe eliminarse, sino que también incorpora recursos como el calor o los nutrientes que sería más sensato reciclar en lugar de eliminarlos literalmente.

La mejor manera de recuperar estos materiales, así como los límites de este reciclaje, es el tema de discusión hoy en el Eawag Info Day en Dübendorf entre ca. 200 expertos de campos científicos, administración, política y práctica. Se centran en el tema "Aguas residuales como recurso" e intercambiarán conocimientos sobre tecnologías orientadas al futuro para la recuperación de recursos valiosos de la desagradable bebida marrón. Más información disponible en el Tagungsband (pdf).

Por ejemplo, energía
Tomar energía, por ejemplo: hay una gran cantidad de energía en las aguas residuales que previamente se absorbió en el agua para duchas con agua caliente o lavado. En los edificios nuevos de hoy, esta es la principal fuente de fugas de energía. En ambas situaciones descentralizadas, antes de abandonar el edificio, y centralizadas, por ejemplo, en un canal principal de recolección, dicha energía puede recuperarse parcialmente.

El hecho de que las aguas residuales sean algo más frescas es, además, una ventaja en estos días de arroyos y ríos cada vez más cálidos. Dichas instalaciones de recuperación deben planificarse desde el principio, de lo contrario, otras fuentes de energía tienen una ventaja. La energía también está presente en las heces, que contienen una gran cantidad de carbono. Un proyecto de Eawag muestra cómo, en los países del sur del mundo, los pellets se fabrican a partir de lodos fecales y se utilizan para calentar los hornos utilizados en la fabricación de azulejos. La ventaja de este concepto es que puede convertirse en un pequeño negocio para emprendedores, con vistas a operar a largo plazo.

La electricidad se puede producir a partir de aguas residuales con una eficiencia cada vez mayor a través del gas de las plantas de purificación, producidas en procesos de degradación anaeróbica. A medida que las plantas de tratamiento de aguas residuales se convierten así en proveedores de energía, sus proveedores en un mercado liberalizado se enfrentan repentinamente a nuevas preguntas, tales como ¿Cuándo sería mejor usar la energía recuperada en la fuente y cuándo debería venderse para obtener ganancias?

Costos y valores - dos cosas diferentes
El reciclaje de aguas residuales suena bien, pero las oportunidades y los costos deben evaluarse de manera realista. El total de la eliminación de aguas residuales en Suiza cuesta c. 300 francos por residente al año. Por el contrario, la electricidad se puede producir a partir de lodos de aguas residuales por alrededor de tres francos por cabeza, y el fosfato en las aguas residuales actualmente se valora en alrededor de un franco por cabeza de la población a precios del mercado mundial. Nadie, en otras palabras, se enriquecerá con esta práctica. Solo cuando se examina el panorama completo y se establecen las prioridades respaldadas por la sociedad, el balance general comienza a verse mejor.

Un cambio de la eliminación actual de aguas residuales al reciclaje moderno de aguas residuales mantiene a los micro contaminantes dañinos fuera de las aguas más diversas y evita la emisión de gases de efecto invernadero. En áreas donde el agua escasea, puede valer la pena producir agua potable a partir de aguas residuales, y la producción innovadora de fertilizantes en las plantas de tratamiento puede generar nuevas oportunidades en la agricultura. Esto no se expresa fácilmente en toneladas o francos, pero debe formar parte de la ecuación de costo / ingreso.

La investigación sobre estas preguntas y el discurso entre la investigación y la práctica debe impulsarse para que la recuperación de energía, nutrientes y agua pueda ser un día tan exitosa y natural como lo ha sido hasta ahora el tratamiento convencional de aguas residuales. El Eawag Info Day 2018 contribuye a esta búsqueda.

Instalación de extracción de aire para la recuperación de nitrógeno en la planta de tratamiento de aguas residuales de Opfikon. (Foto: Eawag, Peter Schönenberger)

EAWAG: Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuática
11 Setiembre 2018

Braskem pagará cerca de $1,000 millones por su participación en el caso de sobornos mas grande la historia

La productora de resina Braskem SA y su matriz, la brasileña Odebrecht SA, pagarán un total de 3.500 millones de dólares en sanciones después de declararse culpable en lo que el Departamento de Justicia de Estados Unidos calificó de "el mayor caso de soborno extranjero en la historia".

El Departamento de Justicia anunció la resolución a una investigación de un año de duración, el 21 de diciembre, en la cual también participaron funcionarios de Brasil y Suiza.

"Odebrecht y Braskem usaron una unidad de negocio de Odebrecht oculta pero en pleno funcionamiento - un 'departamento de soborno' por así decirlo, que pagó sistemáticamente cientos de millones de dólares a corruptos funcionarios del gobierno en países de tres continentes", dijo Sung- Hee Suh, asistente del fiscal general, en un comunicado.

Braskem, el cual es el mayor fabricante de resina de polipropileno de América del Norte, pagará $ 957 millones después de declararse culpable de un recuento de información criminal presentada ante la corte federal del Distrito Este de Nueva York acusándolo de conspiración para violar las disposiciones anti-soborno de la Ley de Prácticas Corruptas en el Extranjero (FCPA). EUA y Suiza recibirán cada uno un 15 por ciento de esa penalidad, con Brasil recibiendo el 70 por ciento restante.

El honorario incluye una penalidad criminal de $ 632 millones y de $ 325 millones en el "desprendimiento de beneficios."

En una declaración en su sitio web, Braskem dijo que "reconoce su responsabilidad por los actos de sus antiguos miembros del equipo y agentes, y lamenta su conducta pasada. La empresa reafirma su compromiso para continuar cooperando con las autoridades y adoptar las medidas adecuadas y necesarias para reforzar su compromiso con las prácticas comerciales éticas y la transparencia en sus acciones.

"Como parte de la resolución, Braskem también ha acordado contratar un monitor externo e independiente contra el cumplimiento de la corrupción durante tres años, durante el cual la compañía continuará mejorando su programa de cumplimiento anticorrupción por encima y más allá de las extensas medidas correctivas ya tomadas. "

"Hemos superado esta fase y ahora vamos a concentrar nuestro enfoque en el futuro", dijo Fernando Musa, que fue nombrado CEO en mayo. "Estamos implementando prácticas, políticas y procesos más robustos en toda la organización para mejorar nuestro sistema de gobierno y cumplimiento".

Odebrecht pagará aproximadamente $ 2.600 millones por su parte, 10 por ciento para EUA, 10 por ciento para Suiza y 80 por ciento para Brasil.

Los cargos son el resultado de una investigación masiva llamada Lava Jato o "Operación Lava Carro", en la cual Odebrecht se involucró en un "sistema de soborno y arreglos de subastas sin paralelo" comenzando por lo menos en 2001 en el cual pagó aproximadamente $ 788 millones en sobornos a funcionarios gubernamentales, sus representantes y partidos políticos en varios países, dijo el Departamento de Justicia.

Documentos de la corte mostraron que los pagos de Odebrecht fueron más allá de Brasil hasta funcionarios de Angola, Argentina, Colombia, Ecuador, Guatemala, México, Mozambique, Panamá, Perú y Venezuela.

Como parte de ese esquema, Odebrecht creó una estructura financiera secreta dentro de la empresa para contabilizar y desembolsar pagos de sobornos. Para el 2006, se había desarrollado para crear la "División de Operaciones Estructuradas", la cual "funcionaba efectivamente como un departamento de sobornos independiente dentro de Odebrecht y sus entidades relacionadas".

La conducta dio lugar a pagos corruptos y/o ganancias por un total de aproximadamente $ 3.336 millones, dijo el departamento de justicia.

"En un intento de ocultar sus crímenes, los acusados ​​usaron el sistema financiero global - incluyendo el sistema bancario en los Estados Unidos - para disfrazar la fuente y los desembolsos de los pagos del soborno mediante el paso de fondos a través de una serie de compañías ficticias", dijo el fiscal federal Robert L. Capers del Distrito Este de Nueva York en un comunicado.

El Departamento de Justicia de EUA se involucró porque parte de la planificación se llevó a cabo en EUA. La declaración del departamento dijo que en 2014 y 2015, por ejemplo, mientras que en Miami dos empleados de Odebrecht participaron en conductas relacionadas con sus esquemas, incluyendo "reuniones con otros co -conspiradores para planificar las acciones a tomarse en relación con la División de Operaciones Estructuradas ".

Por su parte, la empresa petroquímica Braskem pagó 250 millones de dólares entre 2006 y 2014 dentro del sistema de pagos por sobornos de Odebrecht.

"Usando el sistema Odebrecht, Braskem autorizó el pago de sobornos a políticos y partidos políticos en Brasil, así como a un funcionario en el Petroleo Brasileiro SA (Petrobras) ... a cambio Braskem recibió varios beneficios incluyendo: tarifas preferenciales de Petrobras para la compra de materias primas utilizadas por la empresa; contratos con Petrobras; y legislación favorable y programas gubernamentales que redujeron las obligaciones tributarias de la compañía en Brasil ".

La conducta dio lugar a "pagos corruptos y/o ganancias por un total de aproximadamente $ 465 millones".

Braskem abrió el complejo petroquímico Ethylene XXI en Nanchital, México, a principios de este año. Braskem tiene una participación del 75 por ciento en la empresa conjunta y el Grupo IDESA SA de CV de México, el 25 por ciento restante.

La compañía tambien esta finalizando sus planes para una planta de polipropileno en EUA.

Rhoda Miel
Plastics Today
22 Diciembre 2016

Nuevo aerogel a base de yeso proporciona un mejor aislamiento: La tecnología espacial para edificios viejos

Los viejos edificios son hermosos - y difíciles de aislar. Empa y el fabricante suizo de remodelaciones Fixit AG han desarrollado en conjunto un nuevo aerogel a base de yeso que proporciona el doble de aislamiento que los aislantes utilizado actualmente prestan. El producto debe llegar al mercado el próximo año.

Hay un millón y medio de edificios antiguos en Suiza. Tenemos que vivir con estos edificios - en realidad queremos vivir con ellos. Sin embargo, al mismo tiempo el consumo de energía del país está aumentando. Según la Oficina Federal de Energía, 4.5 millones de toneladas de aceite combustible ligero y 3 millones de metros cúbicos de gas natural se importan cada año, el 43 por ciento se va por la chimenea para la calefacción. Cualquier persona que desee reducir los combustibles fósiles por lo tanto debe aislar su casa. Pero, ¿cómo puedo aislar mi edificio histórico? La protección del patrimonio no sería muy agradable si la histórica fachada se cubriera con modernos paneles aislantes.

La remodelacion es la forma más adecuada de mantener la apariencia de una casa antigua. Cortar los paneles aislantes al tamaño (y forma) también es un negocio complicado cuando se trata de forrar escaleras de caracol, arcos de medio punto y muros de soporte. "Un revestimiento interior de remodelado aislante es considerablemente más rápido de aplicar", dice Thomas Stahl físico de edificios de Empa. "La remodelación también va directamente en el ladrillo y no deja huecos donde la humedad pudiera condensarse.

Stahl y su colega Severin Hartmeier del laboratorio central de Fixit hicieron su tarea de tomar las propiedades aislantes del remodelado a un nuevo nivel, y para desarrollar un remodelado que proporcione tanto aislamiento como una plancha de poliestireno. Años de investigación han finalmente dado sus frutos: El producto ha llegado a través de pruebas de laboratorio y las pruebas iniciales en los edificios comenzarfon en julio de 2012. Si el nuevo remodelado aislante mantiene su promesa, el material podría llegar al mercado en el transcurso del próximo año.

Récord mundial para los aisladores
Pero, ¿en qué consistes este maravilloso remodelado de los laboratorios de Empa ? Stahl y sus colegas escogieron en el mejor material aislante que puede ser producido industrialmente: Aerogel. El material, que se conoce como "humo congelado" debido a su aspecto, se compone de alrededor de 5 por ciento de sílice - el resto es aire. El aerogel se utilizó en los años 1960 para el aislamiento de los trajes espaciales, y tiene 15 entradas en el Libro de los Récords Guinness , incluyendo "mejor aislante" y "el sólido mas liviano".

El aerogel ya está siendo utilizado en la industria de la construcción, como aislante pared de inyección en la cavidad o en forma de paneles aislantes hechos de tejidos fibrosos. Entonces, ¿dónde está el problema? ¿Por qué nadie todavia ha mezclado aerogel con remodelado? Thomas Stahl no pierde su tiempo en una larga explicación. Él toma una caja de plástico transparente del estante y abre la tapa: "mete tu mano y frótala un poco". Los glóbulos de aerogel son realmente muy livianos, casi ingrávidos, y se pueden sostener entre los dedos pulgar e índice. Pero tan pronto como se frota los dedos, se desmorona. Después de dos o tres masajes, un polvo fino es todo lo que queda del maravilloso material. "Y ese fue precisamente nuestro problema", dice Stahl, "si mezclamos el polvo con agua y aplicar el remodelado a mano, los resultados son buenos. Pero imagínese si el remodelado se bombea a través de la manguera de la máquina profesional de remodelación a una presión de 7 a 8 bar. No quedaria mucho de nuestro aerogel. "

Con el fin de hacer el remodelado "compatible con máquina", se requirio una gran cantidad de conocimiento sobre el contenido de las mezclas secas de remodelado y sus interacciones con aerogel. Y una serie de pruebas - a partir de muestras de laboratorio tamaño de la palma de la mano a pruebas de intemperie durando meses. Finalmente, los investigadores de Empa y Fixit encontraron una solución, que ahora quieren patentar.

Las muestras del remodelado de aerogel exhibió una conductividad térmica inferior a 30 mW / (mK) - doble de aislamiento que el remodelado aislante que se encuentra actualmente disponible en el mercado (véase el diagrama de barras de arriba). Si la innovación se impone en el mercado, los dueños de casa suizos pronto verán una reducción considerable en el consumo de combustible.

Empa
21 Agosto 2012

Polimero que se repara a si mismo instantaneamente

Un equipo liderado por Christoph Weder, un cientifico de materiales de la Universidad de Fribourg en Suiza, ha desarrollado un tipo de plástico que se "autocicatriza" cuando se expone a la luz ultravioleta.

La reparacion instantánea de rayaduras podrían aumentar la durabilidad de las piezas plásticas.

El material podria un dia ser incorporado e barnices, pinturas, o tapas de celulares.
"Solo tratemos de imaginar como podria prolongarse la vida útil de muchos productos si el daño pudiera arreglarse tan facilmente", dijo Weder.
Los materiales auto cicatrizantes no son totalmente nuevos. Muchos plasticos pueden calentarse hasta que comienzan a fundirse, de forma que el plastico liquido fluye dentro del area dañada antes volver a endurecerse. ero este es un enfoque crudo, anota Weder.Si el calentamiento y consecuente fundido no se puede dirigir y focalizar con exactitud, los componentes plasticos podrian quedar fuera de accion hasta que la reparacion sea completa. En algunas situaciones - por ejemplo si el plastico forma un elemento estructural en un dispositivo - podria ser imposible sacarlo de funcionamiento.

Weder y sus colegas usan un metodo mucho mas delicado. Habiendo hecho una rayadura profunda en el plastico, ellos simplemente lo iluminan con luz UV focalizada.La luz calienta solo la region alrededor de la rayadura, y despues de un minuto el daño has sido borrado. Los hallazgos han sido publicados en el numero actual de la revista Nature.

El truco de la capacidad autocicatrizante descansa en la estructura del polimero. Los polimeros convencionales consisten de moléculas de cadenas largas unidas por fuertes enlaces covalentes. El plástico de Weder esta compuesto de moléculas cortas enlazadas con iones de zinc o lantano.


En forma solida, las moléculas forman enlaces pegajosos "coordinados metálicos", con sus largas cadenas efectivamente unidas por los iones metálicos. Cuando la luz UV brilla sobre el plástico, es absorbido por los iones metálicos y convertidos a calor - suficiente para fundir el área local y reparar una fractura.

En las pruebas, el grupo de Weder hizo una rayadura de mas de 200 micrones de profundidad en una pieza plástica de 400 micrones. Después de dos exposiciones de 30 s de luz UV, la rayadura fue reparada.

Richard Wool, un ingeniero de materiales en la Universidad de Delaware, en Newark, dice que una desventaja con el método de Weder es que solo trabaja cuando el plástico es delgado, de manera que la luz pueda penetrarla. Pero Weder añade que en el futuro, los ingenieros podrían trabajar alrededor de esto creando un compuesto del plástico que contiene una red de cables de fibra óptica implantada para entregar luz a través de su volumen.

Barry Copping - PRW

21 Abril 2011