PRESENTACIÓ
El Museu de les Ciències Príncep Felip 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
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
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
Se selecciona un intercambiador geotérmico DCL® de alto rendimiento preparado para ser utilizado en pozos habilitados para tecnología DCL®. La sonda geotérmica está compuesta por un haz de tubos de pequeño diámetro.
La potencia de la instalación geotérmica es de 4.000 kW cuando la planta de climatización funcione en modo frío y de 4.320 kW funcione en modo calor.
Planta geotérmica
Desde 2005 la planta de producción de climatización del Museu disipa el calor generado con agua de mar, extraída en la dársena del puerto y bombeada hasta el Museu, y devuelta al mar tras el intercambio térmico con el circuito de disipación.
Sin embargo, esta instalación presenta los siguientes inconvenientes:
- Elevado coste de funcionamiento.
- Criticidad de la instalación, que depende del correcto funcionamiento de los dos equipos de bombeo ubicados en el puerto, equipos no convencionales y de difícil sustitución en caso de avería repentina.
- Baja eficiencia energética, mermada en los últimos años por el incremento de la temperatura del agua del mar en la zona de captación.
- Coste de mantenimiento elevado por el envejecimiento de la instalación tras 20 años de funcionamiento en régimen continuo en contacto con el agua de mar.
Como consecuencia de todo ello, se propuso una alternativa consistente en la implantación de una planta de condensación geotérmica, planta formada por una serie de pozos en los que se realiza el intercambio del calor mediante la sonda geotérmica con el agua existente en el subsuelo.
La planta, instalada en los terrenos del Jardín del Turia, de propiedad municipal, ubicados en el antiguo cauce del río en el sector adyacente al Museu, está compuesta por 32 pozos donde se alojarán las sondas geotérmicas, con una profundidad de entre 50-70 metros y unas interdistancias que oscilarán entre los 15-16 metros.
Con esta instalación se consigue:
- Reducir el volumen del trasiego de agua, lo que lleva aparejado un menor coste de funcionamiento de la instalación.
- Mejorar la eficiencia energética de la instalación, por la reducción de consumos eléctricos y por las condiciones del terreno, que mantiene una temperatura constante durante todo el año, muy por debajo de las registradas en el agua de mar en verano.
- Reducir la dependencia de los equipos de bombeo de agua, que son mucho más pequeños, y que en caso de fallo de alguno de ellos no resultan críticos para el funcionamiento de la instalación y pueden ser fácilmente sustituidos.
- Incrementar la eficiencia del proceso, dado que los equipos de bombeo funcionan proporcionalmente a las necesidades de condensación de la planta.
- Implantar una fuente de energía limpia, dado que el agua de climatización no altera el agua del terreno, sino que únicamente se produce un intercambio térmico sin contacto de ambos fluidos a través de paredes de las conducciones, por lo que no genera ningún tipo de afección al acuífero.
Millora de les condicions d'eficiència energètica
- Optimización del funcionamiento modernizando la planta de producción de agua de climatización, así como de los sistemas de bombeo de agua tratada térmicamente
- Mejora de los climatizadores mediante la incorporación de equipamiento de alta eficiencia energética y tecnología más avanzada.
- Instalación de unidades de renovación de aire exterior con recuperación de calor.
- Ejecución de instalaciones de retorno de aire interior en aquellos espacios que carecían de los mismos, favoreciendo la recirculación del aire.
- Modernización del sistema de control automatizado de la instalación, permitiendo obtener información del comportamiento del edificio en tiempo real.
- Sistema de ventilación bioclimática mediante aireadores en fachadas y cubierta del edificio con apertura automática gracias a sensores de temperatura.
Renovació de l'equipament obsolet de l'edifici
Con carácter general se ha renovado la totalidad del equipamiento de la instalación de climatización cuya vida útil se encontraba finalizada, mediante la adquisición de un equipamiento con mejores prestaciones energéticas y tecnológicas que el existente
Adequació d'instal·lacions
Se ha adecuado la instalación original del edificio para alcanzar las condiciones de confort en los espacios que, tras un uso asentado, presentaban carencias o aspectos mejorables.
Las acciones realizadas son:
De acuerdo con el proyecto se han desarrollado equipos de forma exclusiva para estos espacios: un equipamiento tipo tótem, que distribuyen el aire en una franja de 2 metros de altura aproximadamente.
Dada la densidad de los elementos expositivos y su disposición creando pasillos, que impiden una correcta circulación del aire tratado, se ha desarrollado un sistema de climatización integrado en los propios elementos que distribuyen el aire en una franja de 2 metros de altura aproximadamente
En diferentes espacios con posibilidad de mejora en las condiciones de climatización, se instalan equipos de tipo fan-coil ubicados en los cerramientos, que mejoran la distribución del aire tratado.
UN PROYECTO INNOVADOR
La actuación ha supuesto el diseño y desarrollo de soluciones altamente innovadoras para dar respuesta a los diferentes retos planteados en el Museu de les Ciències.
La innovación la constituye el propio material de captación, que son baldosas de vidrio con las células fotovoltaicas en su interior, y que ofrecen las prestaciones normativas exigidas a un pavimento estándar en cuanto a resbaladicidad, dureza al rayado, etc., con lo que no eliminan la posibilidad de uso de los espacios en los que se ubican. Por tanto, permiten disponer de la totalidad de la superficie tanto para su ocupación por los usuarios del edificio como para la captación solar.
Cabe destacar que en todos los casos de trata de productos tecnológicos de fabricantes españoles que, además, tiene la virtud de encajar perfectamente con la singularidad del edificio.
Las sondas geotérmicas constituyen una innovación tecnológica por cuanto son una energía limpia y muy eficiente con respecto a la instalación anterior de disipación con agua de mar.
La principal innovación de este tipo de sondas consiste en la forma en que se transmite la energía entre el agua procedente de la planta de condensación y el agua del terreno, tradicionalmente las sondas geotérmicas funcionan de modo que el circuito cerrado que proviene de la planta de condensación realiza una transmisión de calor por conducción con el terreno o agua colindante de forma estática. La tecnología seleccionada en este proyecto DCL consigue hacer circular el agua del subsuelo a través del haz de tubos de la sonda geotérmica provocando un incremento del intercambio energético 10 veces superior a la mayoría de sistema con tecnología tradicional
Se trata de una tecnología, además, en un continuo proceso de desarrollo que, de hecho, ha experimentado mejoras durante el periodo transcurrido desde la redacción del proyecto hasta su ejecución. Esto ha permitido sustituir las sondas previstas en el proyecto por nuevos equipos, recientemente incorporados al mercado, que presentan una mayor potencia y son más eficientes en el intercambio de calor, y que han dado como resultado que se pueda reducir el número de pozos originales previstos en el proyecto (45) en una cuarta parte (finalmente se ejecutarán 32), obteniendo una mayor capacidad de intercambio de calor.
A nivel de afección al entorno, al tratarse de una instalación que discurre íntegramente enterrada, no supone ningún tipo de alteración estética más allá de las tapas de registro de los pozos. La instalación no genera residuos ni tampoco molestias de ningún tipo (ruidos, vibraciones), por lo que el entorno del Jardín del Turia no se verá afectado una vez finalizada la ejecución de las obras.
Cabe destacar que en todos los casos de trata de productos adquiridos a fabricantes españoles.
Se trata de equipos desarrollados específicamente para este proyecto, con dos tipologías diferentes para los espacios de la planta 1 y 3 del Museu.
Para el diseño del equipo se tuvieron en cuenta las premisas en cuanto a la necesidad de circulación y difusión del aire climatizado:
- Generando una climatización por desplazamiento en su parte inferior sin molestias para los usuarios y con toberas de largo alcance en su parte superior
- Fácil operatividad y mantenimiento.
- Equipos preparados para poder cambiar de ubicación fácilmente en el caso de un hipotético cambio de ubicación del Museu por necesidades expositivas.
Se trata de equipos desarrollados específicamente para este proyecto, con dos tipologías diferentes para los espacios de la planta 1 y 3 del Museu.
Para el diseño del equipo se tuvieron en cuenta las premisas en cuanto a la necesidad de circulación y difusión del aire climatizado:
- Generando una climatización por desplazamiento en su parte inferior sin molestias para los usuarios y con toberas de largo alcance en su parte superior
- Fácil operatividad y mantenimiento.
- Equipos preparados para poder cambiar de ubicación fácilmente en el caso de un hipotético cambio de ubicación del Museu por necesidades expositivas.
La gestión de las soluciones implantadas mediante aireadores en las fachadas y la cubierta se realiza automáticamente a través del sistema de gestión de la instalación, teniendo en cuenta la temperatura máxima del aire del Museu, los niveles de CO2 en el ambiente del aire interior y la temperatura del aire acumulado bajo la cubierta del Museu, en cuyo caso se puede activar también automáticamente una extracción forzada, que extrae dicho aire sobrecalentado y favorece la entrada de aire renovado.
CONTRIBUCIÓN A LOS OBJETIVOS DE TRANSICIÓN ENERGÉTICA
El objeto del proyecto ejecutado constituye en sí mismo una contribución a los objetivos de transición energética, puesto que su principal objetivo es una mejora en la eficiencia de la instalación basada en la reducción de consumos y el aprovechamiento de fuentes de energía renovables, mediante tecnologías no dañinas para el medio ambiente, como son el agua del subsuelo, el aire exterior del edificio y la radiación solar.
De este modo, se ha conseguido que el edificio mejore sustancialmente las condiciones de confort que ofrece a sus usuarios no solo no incrementando el coste energético de la instalación, sino reduciendo el mismo.
Es uno de los requisitos para la financiación del programa PIREP, que esta reducción se cuantifique en una reducción de como mínimo el 30% del consumo de energía primaria del edificio, lo que queda reflejado en los certificados energéticos inicial y final del proyecto (previsión teórica) incluidos en el expediente:
📉 De 89,27 kWh/m²·año
➡️ A 52,73 kWh/m²·año
UN PROYECTO REPLICABLE
El planteamiento de la actuación en ejecución en el Museu de les Ciències resulta exportable a la totalidad entidades que afrontan la necesaria renovación por obsolescencia de las instalaciones de sus edificios. En este sentido, ha sido muy importante la premisa inicial para la definición de la actuación y que como se ha indicado con anterioridad, debía dar respuesta a estas tres necesidades:
Renovar el equipamiento cuya vida útil ha finalizado.
Adecuar la instalación para alcanzar las condiciones de confort en aquellos espacios con carencias.
Mejorar las condiciones de eficiencia energética mediante la instalación de un equipamiento tecnológicamente avanzado y la implantación de energías renovables.
Aunque por su configuración singular el Museu de les Ciències ha necesitado que parte de las soluciones técnicas adoptadas hayan sido desarrolladas de forma expresa para este edificio (como en el caso de los tótem de climatización de las plantas expositivas), estos objetos son comercializables a futuro por parte del fabricante para soluciones de climatización en espacios con necesidades análogas. Del mismo modo, cabe decir que la Ciutat de les Arts i les Ciències ya ha comenzado a trabajar en replicar este estudio con las soluciones pormenorizadas que de él se extraigan al Hemisféric, edificio singular que también forma parte del complejo.
La actuación de adecuación y mejora de la instalación de climatización del Museu de les Ciències, que actualmente se encuentra en su fase final de ejecución, supondrá una mejora evidente de su comportamiento energético.
Esta reducción es posible gracias a las líneas de actuación fijadas en el proyecto de ejecución, tras la auditoría técnica realizada de forma previa, y que han sido:
Renovación de todo el equipamiento obsoleto de la instalación por soluciones técnicas más eficientes y con un dimensionado acorde a las necesidades actuales del edificio.
Adecuación de la instalación de climatización original para la mejora de las condiciones de confort de los espacios, que redunda en un mejor comportamiento del edificio en su conjunto.
Implantación de energías renovables en el edificio
Generación de energía eléctrica mediante la instalación fotovoltaica para autoconsumo del edificio.
Soluciones de arquitectura bioclimática mediante la apertura de huecos de ventilación en la envolvente del Museu, para la extracción del calor acumulado en el interior.
Implantación de una planta geotérmica en el Jardín del Turia, para el intercambio del calor de disipación térmica en el terreno, sin afección al mismo ni al acuífero.
Implantación de equipamiento de mejora de la eficiencia energética de la instalación, para una conducción de la misma ajustada a la demanda en cada momento, evitando consumos de energía innecesarios.
