PRESENTACIÓN
El Museu de les Ciències Príncipe Felipe forma parte de la Ciutat de les Arts i les Ciències de València. Diseñado por Santiago Calatrava, y abierto al público en noviembre de 2000, este año su celebra 25 aniversario consolidado como uno de los museos de ciencia de referencia en España, con una vocación eminentemente divulgativa destinada al público escolar y familiar y un dato de 1.125.954 entradas vendidas en 2024.
A nivel constructivo, el edificio está inspirado en los grandes pabellones de las exposiciones universales de principios del siglo XX. Con un gran espacio abierto en su interior cuyo volumen único de aproximadamente 62.000 m3 acoge las tres plantas expositivas a modo de bandejas suspendidas de los pilares y fachadas que componen la estructura y generan superficies abiertas a las grandes fachadas acristaladas, permitiendo el máximo aprovechamiento de la luz natural.
Este proyecto de adecuación y mejora de la instalación de climatización del Museu de les Ciències da respuesta a tres necesidades:
Renovar el equipamiento original del edificio tras la finalización de su vida útil, a fin de garantizar un correcto funcionamiento de la instalación.
Mejorar las condiciones de eficiencia energética mediante la instalación de un equipamiento tecnológicamente avanzado que ofrece mejores prestaciones energéticas, así como la implantación de energías renovables que permiten reducir el consumo de energía exterior manteniendo los objetivos de confort.
Adecuar las instalaciones para alcanzar las condiciones de confort, mediante ampliación o modificación de las instalaciones en los espacios que, tras un uso asentado, presentan carencias o aspectos mejorables, inherentes a sus características e instalaciones de origen.
Todo esto sin obviar que la singularidad y particularidad arquitectónica del edificio requirió un estudio preliminar exhaustivo. En este sentido, es importante remarcar que la dificultad añadida a la que tuvo que dar respuesta el proyecto, fue plantear la implantación de todas las actuaciones sin que la estética de un edificio emblemático como el Museu de les Ciències se viese afectada. Para ello, se estudió pormenorizadamente la afección de cada actuación, tanto en la ubicación de los equipos como en el trazado de las canalizaciones y conducciones, debiendo integrarse completamente sin alterar la obra arquitectónica original de Santiago Calatrava, respetando a la vez, la finalidad divulgadora y educativa del recinto.
Las obras contenidas en el proyecto forman parte de las actuaciones a desarrollar por CACSA en virtud del Convenio entre el Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana y la Comunidad Autónoma Valenciana, para la ejecución del Programa de Impulso a la Rehabilitación de edificios Públicos (PIREP), incluido en el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, para su financiación a través de los fondos del NextGeneration EU, con una dotación superior a los 16 millones de euros.
La ejecución de las obras, divididas en cuatro fases diferenciadas, se inició en febrero de 2023, con fecha de finalización prevista dentro del primer trimestre de 2026.
EL PROYECTO
La modernización de la instalación de climatización del Museu de les Ciències, mejorando su eficiencia energética e implementando fuentes de energías renovables que permitan mantener unas condiciones óptimas de funcionamiento disminuyendo la huella de carbono del edificio.
Para ello, el proyecto plantea actuaciones de diferentes tipos, que dan respuesta a las necesidades detectadas en el edificio:
Uso de energías renovables
Mejora de las condiciones de eficiencia energética
Renovación del equipamiento obsoleto del edificio
Adecuación de instalaciones
Uso de energías renovables
Planta fotovoltaica
La instalación de una planta fotovoltaica en el Museu de les Ciències constituye el mayor reto a nivel de integración estética en el edificio. Tras barajar diferentes opciones de ubicación de las placas para la captación solar y descartar aquellas que afectaban de forma ostensible a la envolvente del edificio, especialmente en la cubierta del mismo, se propuso la instalación de un pavimento fotovoltaico, un material novedoso que incorpora de forma encapsulada células fotovoltaicas que ofrecen las prestaciones de un material de construcción, para sustituir el pavimento original de granito de los voladizos norte y sur del Museu. De este modo, se consigue cubrir una gran superficie con una instalación fotovoltaica con nula afección a la imagen del Museu.
La energía eléctrica producida por la planta fotovoltaica es para autoconsumo, esto es, se vierte directamente en la red eléctrica del edificio y lo abastece parcialmente, reduciendo así la demanda de energía de la red exterior.
A lo largo de los dos voladizos se han instalado 7.664 unidades de baldosas fotovoltaicas de dimensiones 750×750 mm alcanzando una superficie fotovoltaica en el edificio cercana a los 4.300 m2.
Las baldosas están dotadas de tecnología de silicio cristalino con tecnología del fabricante español ONYX-SOLAR (más detalle en onyxsolar.es/ciudad-de-las-artes-y-las-ciencias) alcanzando una potencia pico de 553kWp. En la ejecución se han distribuido 5 zonas que alimentan a los inversores ubicados en el sótano de Museu, encargados de inyectar la energía eléctrica generada por los mismos a la red eléctrica interior.
Una de las particularidades de la instalación fotovoltaica es que su máxima producción viene a coincidir con las horas de máxima demanda de climatización del edificio, y por tanto esta instalación se convierte en un perfecto aliado en materia de reducción de consumo de electricidad importada de la red exterior y como consecuencia de la reducción de la huella de carbono del edificio
Los datos procedentes de los cálculos prevén una producción de energía eléctrica anual de 744.823 kWh/año que serán consumidos por el edificio en su totalidad, lo que supone cubrir cerca de un 10% de la demanda de energía.
Como dato destacable y dado que la planta ya está en funcionamiento, durante el mes de marzo se han registrado picos de producción de electricidad que han supuesto el 55% del total de la energía demanda en el edificio en ese momento.
A la izquierda, imagen captada del programa que gestiona la planta fotovoltaica el miércoles 26 de marzo a las 13h, donde se aprecian que el Museu está consumiendo 639,91 kW de los cuales 284,00 kW provienen de la red exterior y 355,91 kW es decir el 55,62% provienen de la planta fotovoltaica.
🔋 Cifras clave:
Superficie total instalada: 4.300 m² (7.664 baldosas de 750×750 mm)
Tecnología: Silicio cristalino | Fabricación española (ONYX-SOLAR)
Potencia pico: 553 kWp
Producción estimada anual: 744.823 kWh/año
Cobertura de demanda: hasta un 10% del consumo anual del edificio
Pico registrado: marzo de 2024 → hasta el 55% del consumo cubierto
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.
Mejora de las condiciones de eficiencia energética
- 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.
Renovación del equipamiento obsoleto del edificio
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
Adecuación de instalaciones
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.
