PRESENTACIÓ
El Museu de les Ciències forma part de la Ciutat de les Arts i les Ciències de València. Dissenyat per Santiago Calatrava, i obert al públic al novembre de 2000, enguany el seu celebra 25 aniversari consolidat com un dels museus de ciència de referència a Espanya, amb una vocació eminentment divulgativa destinada al públic escolar i familiar i una dada d’1.125.954 entrades venudes en 2024.
A nivell constructiu, l’edifici està inspirat en els grans pavellons de les exposicions universals de principis del segle XX. Amb un gran espai obert en el seu interior el volum únic del qual d’aproximadament 62.000 m³ acull les tres plantes expositives a mode de safates suspeses dels pilars i façanes que componen l’estructura i generen superfícies obertes a les grans façanes envidrades, permetent el màxim aprofitament de la llum natural.
Este projecte d’adequació i millora de la instal·lació de climatització del Museu de les Ciències dona resposta a tres necessitats:
- Renovar l’equipament original de l’edifici després de la finalització de la seua vida útil, a fi de garantir un correcte funcionament de la instal·lació.
- Millorar les condicions d’eficiència energètica mitjançant la instal·lació d’un equipament tecnològicament avançat que oferix millors prestacions energètiques, així com la implantació d’energies renovables que permeten reduir el consum d’energia exterior mantenint els objectius de confort.
- Adequar les instal·lacions per a aconseguir les condicions de confort, mitjançant ampliació o modificació de les instal·lacions en els espais que, després d’un ús assentat, presenten mancances o aspectes millorables, inherents a les seues característiques i instal·lacions d’origen.
Tot això sense obviar que la singularitat i particularitat arquitectònica de l’edifici va requerir un estudi preliminar exhaustiu. En este sentit, és important remarcar que la dificultat afegida a la qual va haver de donar resposta el projecte, va ser plantejar la implantació de totes les actuacions sense que l’estètica d’un edifici emblemàtic com el Museu de les Ciències es vera afectada. Per a això, es va estudiar detalladament l’afecció de cada actuació, tant en la ubicació dels equips com en el traçat de les canalitzacions i conduccions, havent d’integrar-se completament sense alterar l’obra arquitectònica original de Santiago Calatrava, respectant alhora, la finalitat divulgadora i educativa del recinte.
Les obres contingudes en el projecte formen part de les actuacions a desenrotllar per CACSA en virtut del Conveni entre el Ministeri de Transports, Mobilitat i Agenda Urbana i la Comunitat Autònoma Valenciana, per a l’execució del Programa d’Impuls a la Rehabilitació d’edificis Públics (PIREP), inclòs en el Pla de Recuperació, Transformació i Resiliència, per al seu finançament a través dels fons del NextGeneration EU, amb una dotació superior als 16 milions d’euros.
L’execució de les obres, dividides en quatre fases diferenciades, es va iniciar al febrer de 2023, amb data de finalització prevista dins del primer trimestre de 2026.
EL PROJECTE
Ús d'energies renovables
Planta fotovoltaica
La instal·lació d’una planta fotovoltaica en el Museu de les Ciències constituïx el major repte a nivell d’integració estètica en l’edifici. Després de remenar diferents opcions d’ubicació de les plaques per a la captació solar i descartar aquelles que afectaven de manera ostensible a l’envolupant de l’edifici, especialment en la coberta d’este, es va proposar la instal·lació d’un paviment fotovoltaic, un material nou que incorpora de forma encapsulada cèl·lules fotovoltaiques que oferixen les prestacions d’un material de construcció, per a substituir el paviment original de granit dels voladissos nord i sud del Museu. D’esta manera, s’aconseguix cobrir una gran superfície amb una instal·lació fotovoltaica amb nul·la afecció a la imatge del Museu.
L’energia elèctrica produïda per la planta fotovoltaica és per a autoconsum, això és, s’aboca directament en la xarxa elèctrica de l’edifici i el proveïx parcialment, reduint així la demanda d’energia de la xarxa exterior.
Al llarg de les dos volades s’han instal·lat 7.664 unitats de rajoles fotovoltaiques de dimensions 750×750 mm aconseguint una superfície fotovoltaica en l’edifici pròxima als 4.300 m².
Les rajoles estan dotades de tecnologia de silici cristal·lí amb tecnologia del fabricant espanyol ONYX-SOLAR aconseguint una potència pique de 553kWp. En l’execució s’han distribuït 5 zones que alimenten als inversors situats en el soterrani de Museu, encarregats d’injectar l’energia elèctrica generada pels mateixos a la xarxa elèctrica interior.
Una de les particularitats de la instal·lació fotovoltaica és que la seua màxima producció ve a coincidir amb les hores de màxima demanda de climatització de l’edifici, i per tant esta instal·lació es convertix en un perfecte aliat en matèria de reducció de consum d’electricitat importada de la xarxa exterior i a conseqüència de la reducció de la petjada de carboni de l’edifici
Les dades procedents dels càlculs preveuen una producció d’energia elèctrica anual de 744.823 kWh/any que seran consumits per l’edifici íntegrament, la qual cosa suposa cobrir prop d’un 10% de la demanda d’energia.
Com a dada destacable i atés que la planta ja està en funcionament, durant el mes de març s’han registrat pics de producció d’electricitat que han suposat el 55% del total de l’energia demanda en l’edifici en eixe moment.
A l’esquerra, imatge captada del programa que gestiona la planta fotovoltaica el dimecres 26 de març a les 13h, on s’aprecien que el Museu està consumint 639,91 kW dels quals 284,00 kW provenen de la xarxa exterior i 355,91 kW és a dir el 55,62% provenen de la planta fotovoltaica.
🔋 Xifres clau:
- Superfície total instal·lada: 4.300 m² (7.664 rajoles de 750×750 mm)
- Tecnologia: Silici cristal·lí | Fabricació espanyola (ONYX-SOLAR)
- Potencia pic: 553 kWp
- Producció estimada anual: 744.823 kWh/any
- Cobertura de demanda: fins a un 10% del consum anual de l’edifici
- Pic registrat: març de 2024 → fins al 55% del consum cobert
Geotèrmia
Se selecciona un bescanviador geotèrmic DCL® d’alt rendiment preparat per a ser utilitzat en pous habilitats per a tecnologia DCL®. La sonda geotèrmica està composta per un feix de tubs de xicotet diàmetre.
La potència de la instal·lació geotèrmica és de 4.000 kW quan la planta de climatització funcione en mode fred i de 4.320 kW funcione en mode calor.
Planta geotèrmica
Des de 2005 la planta de producció de climatització del Museu dissipa la calor generada amb aigua de mar, extreta en la dàrsena del port i bombada fins al Museu, i retornada a la mar després de l’intercanvi tèrmic amb el circuit de dissipació.
No obstant això, esta instal·lació presenta els següents inconvenients:
- Elevat cost de funcionament.
- Criticitat de la instal·lació, que depén del correcte funcionament dels dos equips de bombament situats en el port, equips no convencionals i de difícil substitució en cas d’avaria sobtada.
- Baixa eficiència energètica, minvada en els últims anys per l’increment de la temperatura de l’aigua de la mar en la zona de captació.
- Cost de manteniment elevat per l’envelliment de la instal·lació després de 20 anys de funcionament en règim continu en contacte amb l’aigua de mar.
A conseqüència de tot això, es va proposar una alternativa consistent en la implantació d’una planta de condensació geotèrmica, planta formada per una sèrie de pous en els quals es realitza l’intercanvi de la calor mitjançant la sonda geotèrmica amb l’aigua existent en el subsol.
La planta, instal·lada en els terrenys del Jardí del Túria, de propietat municipal, situats en l’antic llit del riu en el sector adjacent al Museu, està composta per 32 pous on s’allotjaran les sondes geotèrmiques, amb una profunditat d’entre 50-70 metres i unes interdistancias que oscil·laran entre els 15-16 metres.
Dades destacades del proyecte:
32 pous geotèrmics verticals
Potència tèrmica instal·lada: 4.050 kW
Estalvi energètic estimat: més d’1 milió de kWh a l’any
Reducció d’emissions de CO₂: 335 tones anuals
Finalització prevista: primer trimestre de 2026
Eficiència energètica, un projecte integral en el Museu de les Ciències
La planta geotèrmica se suma a altres millores ja en marxa dins del pla d’eficiència energètica del Museu de les Ciències, entre elles:
- Planta solar fotovoltaica instal·lada en els voladissos
- Solucions d’arquitectura bioclimàtica per a afavorir la ventilació natural
- Optimització de l’ús de l’aigua en els sistemes de tractament
- Renovació d’equips de climatització i lluminàries per tecnologia de baix consum (LED)
Un projecte amb suport europeu
Esta actuació és possible gràcies a l’aposta de la Generalitat per les energies renovables i al conveni entre el Consell i el Ministeri de Transports, Mobilitat i Agenda Urbana (MITMA), dins del Programa d’Impuls a la Rehabilitació d’Edificis Públics (PIREP), finançat amb fons Next Generation EU a través del Pla de Recuperació, Transformació i Resiliència.
Amb esta instal·lació s’aconseguix:
- Reduir el volum del tràfec d’aigua, la qual cosa porta aparellat un menor cost de funcionament de la instal·lació.
- Millorar l’eficiència energètica de la instal·lació, per la reducció de consums elèctrics i per les condicions del terreny, que manté una temperatura constant durant tot l’any, molt per davall de les registrades en l’aigua de mar a l’estiu.
- Reduir la dependència dels equips de bombament d’aigua, que són molt més xicotets, i que en cas de fallada d’algun d’ells no resulten crítics per al funcionament de la instal·lació i poden ser fàcilment substituïts.
- Incrementar l’eficiència del procés, atés que els equips de bombament funcionen proporcionalment a les necessitats de condensació de la planta.
- Implantar una font d’energia neta, atés que l’aigua de climatització no altera l’aigua del terreny, sinó que únicament es produïx un intercanvi tèrmic sense contacte dels dos fluids a través de parets de les conduccions, per la qual cosa no genera cap mena d’afecció a l’aqüífer.
La modernització de la instal·lació de climatització del Museu de les Ciències, millorant la seua eficiència energètica i implementant fonts d’energies renovables que permeten mantindre unes condicions òptimes de funcionament disminuint la petjada de carboni de l’edifici.
Per a això, el projecte planteja actuacions de diferents tipus, que donen resposta a les necessitats detectades en l’edifici:
Ús d’energies renovables
Millora de les condicions d’eficiència energètica
Renovació de l’equipament obsolet de l’edifici
Adequació d’instal·lacions
Millora de les condicions d'eficiència energètica
- Optimització del funcionament modernitzant la planta de producció d’aigua de climatització, així com dels sistemes de bombament d’aigua tractada tèrmicament
- Millora dels climatitzadors mitjançant la incorporació d’equipament d’alta eficiència energètica i tecnologia més avançada.
- Instal·lació d’unitats de renovació d’aire exterior amb recuperació de calor.
- Execució d’instal·lacions de retorn d’aire interior en aquells espais que mancaven d’estos, afavorint la recirculació de l’aire.
- Modernització del sistema de control automatitzat de la instal·lació, permetent obtindre informació del comportament de l’edifici en temps real.
- Sistema de ventilació bioclimàtica mitjançant airejadors en façanes i coberta de l’edifici amb obertura automàtica gràcies a sensors de temperatura.
Renovació de l'equipament obsolet de l'edifici
Amb caràcter general s’ha renovat la totalitat de l’equipament de la instal·lació de climatització la vida útil de la qual es trobava finalitzada, mitjançant l’adquisició d’un equipament amb millors prestacions energètiques i tecnològiques que l’existent.
Adequació d'instal·lacions
S’ha adequat la instal·lació original de l’edifici per a aconseguir les condicions de confort en els espais que, després d’un ús assentat, presentaven carències o aspectes millorables.
Les accions realitzades són:
D’acord amb el projecte s’han desenrotllat equips de manera exclusiva per a estos espais: un equipament tipus tòtem, que distribuïxen l’aire en una franja de 2 metres d’altura aproximadament.
Donada la densitat dels elements expositius i la seua disposició creant passadissos, que impedixen una correcta circulació de l’aire tractat, s’ha desenrotllat un sistema de climatització integrat en els propis elements que distribuïxen l’aire en una franja de 2 metres d’altura aproximadament.
En diferents espais amb possibilitat de millora en les condicions de climatització, s’instal·len equips de tipus ventiloconvector situats en els tancaments, que milloren la distribució de l’aire tractat.
UN PROJECTE INNOVADOR
L’actuació ha suposat el disseny i desenrotllament de solucions altament innovadores per a donar resposta als diferents reptes plantejats en el Museu de les Ciències.
La innovació la constituïx el propi material de captació, que són rajoles de vidre amb les cèl·lules fotovoltaiques en el seu interior, i que oferixen les prestacions normatives exigides a un paviment estàndard quant a resbaladicidad, duresa al ratllat, etc., amb el que no eliminen la possibilitat d’ús dels espais en els quals se situen. Per tant, permeten disposar de la totalitat de la superfície tant per a la seua ocupació pels usuaris de l’edifici com per a la captació solar.
Cal destacar que en tots els casos de tràfic de productes tecnològics de fabricants espanyols que, a més, té la virtut d’encaixar perfectament amb la singularitat de l’edifici.
Les sondes geotèrmiques constituïxen una innovació tecnològica ja que són una energia neta i molt eficient respecte a la instal·lació anterior de dissipació amb aigua de mar.
La principal innovació d’esta mena de sondes consistix en la forma en què es transmet l’energia entre l’aigua procedent de la planta de condensació i l’aigua del terreny, tradicionalment les sondes geotèrmiques funcionen de manera que el circuit tancat que prové de la planta de condensació realitza una transmissió de calor per conducció amb el terreny o aigua confrontant de manera estàtica. La tecnologia seleccionada en este projecte DCL aconseguix fer circular l’aigua del subsol a través del feix de tubs de la sonda geotèrmica provocant un increment de l’intercanvi energètic 10 vegades superior a la majoria de sistema amb tecnologia tradicional
Es tracta d’una tecnologia, a més, en un continu procés de desenrotllament que, de fet, ha experimentat millores durant el període transcorregut des de la redacció del projecte fins a la seua execució. Això ha permés substituir les sondes previstes en el projecte per nous equips, recentment incorporats al mercat, que presenten una major potència i són més eficients en l’intercanvi de calor, i que han donat com a resultat que es puga reduir el nombre de pous originals previstos en el projecte (45) en una quarta part (finalment s’executaran 32), obtenint una major capacitat d’intercanvi de calor.
A nivell d’afecció a l’entorn, en tractar-se d’una instal·lació que discorre íntegrament enterrada, no suposa cap mena d’alteració estètica més enllà de les tapes de registre dels pous. La instal·lació no genera residus ni tampoc molèsties de cap mena (sorolls, vibracions), per la qual cosa l’entorn del Jardí del Túria no es veurà afectat una vegada finalitzada l’execució de les obres.
Cal destacar que en tots els casos de tràfic de productes adquirits a fabricants espanyols.
Es tracta d’equips desenrotllats específicament per a este projecte, amb dos tipologies diferents per als espais de la planta 1 i 3 del Museu.
Per al disseny de l’equip es van tindre en compte les premisses quant a la necessitat de circulació i difusió de l’aire climatitzat:
Generant una climatització per desplaçament en la seua part inferior sense molèsties per als usuaris i amb toveres de llarg abast en la seua part superior
Fàcil operativitat i manteniment.
Equips preparats per a poder canviar d’ubicació fàcilment en el cas d’un hipotètic canvi d’ubicació del Museu per necessitats expositives.
El projecte executat aprofita l’existència d’alternatives per a la dissipació tèrmica de la planta de producció de climatització, eliminant disminuint així la possibilitat que una parada per avaria o manteniment d’una instal·lació única de dissipació afecte el funcionament de la planta. D’esta manera, contempla mantindre actives les tres alternatives existents en l’edifici per a aportar l’aigua necessària per a la dissipació tèrmica, prioritzant sempre la geotèrmia per ser l’energèticament més avantatjosa i, en cas de necessitat per alta demanda de la instal·lació o per parada tècnica de la geotèrmia, arrancant les següents.
La gestió de les solucions implantades mitjançant airejadors en les façanes i la coberta es realitza automàticament a través del sistema de gestió de la instal·lació, tenint en compte la temperatura màxima de l’aire del Museu, els nivells de CO₂ en l’ambient de l’aire interior i la temperatura de l’aire acumulat sota la coberta del Museu, i en este cas es pot activar també automàticament una extracció forçada, que extrau este aire sobrecalfat i afavorix l’entrada d’aire renovat.
CONTRIBUCIÓ ALS OBJECTIUS DE TRANSICIÓ ENERGÈTICA
L’objecte del projecte executat constituïx en si mateix una contribució als objectius de transició energètica, ja que el seu principal objectiu és una millora en l’eficiència de la instal·lació basada en la reducció de consums i l’aprofitament de fonts d’energia renovables, mitjançant tecnologies no nocives per al medi ambient, com són l’aigua del subsol, l’aire exterior de l’edifici i la radiació solar.
D’esta manera, s’ha aconseguit que l’edifici millore substancialment les condicions de confort que oferix als seus usuaris no sols no incrementant el cost energètic de la instal·lació, sinó reduint el mateix.
És un dels requisits per al finançament del programa PIREP, que esta reducció es quantifique en una reducció de com a mínim el 30% del consum d’energia primària de l’edifici, la qual cosa queda reflectit en els certificats energètics inicial i final del projecte (previsió teòrica) inclosos en l’expedient:
📉 De 89,27 kWh/m²·año
➡️ A 52,73 kWh/m²·año
UN PROJECTE REPLICABLE
El plantejament de l’actuació en execució en el Museu de les Ciències resulta exportable a la totalitat entitats que afronten la necessària renovació per obsolescència de les instal·lacions dels seus edificis. En este sentit, ha sigut molt important la premissa inicial per a la definició de l’actuació i que com s’ha indicat amb anterioritat, havia de donar resposta a estes tres necessitats:
- Renovar l‘equipament la vida útil del qual ha finalitzat.
- Adequar la instal·lació per a aconseguir les condicions de confort en aquells espais amb carències.
- Millorar les condicions d’eficiència energètica mitjançant la instal·lació d’un equipament tecnològicament avançat i la implantació d’energies renovables.
Encara que per la seua configuració singular el Museu de les Ciències ha necessitat que part de les solucions tècniques adoptades hagen sigut desenrotllades de manera expressa per a este edifici (com en el cas dels tòtem de climatització de les plantes expositives), estos objectes són comercialitzables a futur per part del fabricant per a solucions de climatització en espais amb necessitats anàlogues. De la mateixa manera, cal dir que la Ciutat de les Arts i les Ciències ja ha començat a treballar a replicar este estudi amb les solucions detallades que d’ell s’extraguen al Hemisféric, edifici singular que també forma part del complex.
L’actuació d’adequació i millora de la instal·lació de climatització del Museu de les Ciències, que actualment es troba en la seua fase final d’execució, suposarà una millora evident del seu comportament energètic.
Esta reducció és possible gràcies a les línies d’actuació fixades en el projecte d’execució, després de l’auditoria tècnica realitzada de manera prèvia, i que han sigut:
- Renovació de tot l’equipament obsolet de la instal·lació per solucions tècniques més eficients i amb un dimensionament concorde a les necessitats actuals de l’edifici.
- Adequació de la instal·lació de climatització original per a la millora de les condicions de confort dels espais, que redunda en un millor comportament de l’edifici en el seu conjunt.
- Implantació d’energies renovables en l’edifici
- Generació d’energia elèctrica mitjançant la instal·lació fotovoltaica per a autoconsum de l’edifici.
- Solucions d’arquitectura bioclimàtica mitjançant l’obertura de buits de ventilació en l’envolupant del Museu, per a l’extracció de la calor acumulada a l’interior.
- Implantació d’una planta geotèrmica al Jardí del Túria, per a l’intercanvi de la calor de dissipació tèrmica en el terreny, sense afecció al mateix ni a l’aqüífer.
- Implantació d’equipament de millora de l’eficiència energètica de la instal·lació, per a una conducció de la mateixa ajustada a la demanda a cada moment, evitant consums d’energia innecessaris.
