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El objetivo global del proyecto pasa por conseguir un entorno urbano libre de emisiones y cubrir la demanda energética con fuentes 100% renovables

‘Smart Solar City’ Nivalis: un nuevo concepto de desarrollo urbano sostenible

Florencio Manteca González, director del Departamento de Energética Edificatoria y María Fernández Boneta, Project Manager del Centro Nacional de Energías Renovables (Cener)

Juan Antonio Cantalapiedra Álvarez, CEO, U·rb atelier

08/02/2019

Nivalis será la primera ciudad solar de España enmarcada en un desarrollo urbanístico sostenible e inteligente. Estará situada entre los municipios granadinos de Gójar y Dílar. La planificación energética integral de Nivalis, la estrategia de movilidad ‘cero emisiones’, el ciclo integral del agua, la cobertura de servicios con tecnologías de alta eficiencia o el respeto a los ecosistemas del lugar y su entorno, generarán múltiples sinergias para convertir Nivalis en un ejemplo paradigmático de sostenibilidad en Europa.

Rogers Stirk Harbour + Partners son los autores del master plan. La estructura conceptual y programática del proyecto y las estrategias de sostenibilidad, paisaje productivo, movilidad y diseño, se definen en los Planes Directores de Desarrollo elaborados por el equipo de arquitectura y urbanismo U·rb atelier. El concepto y la planificación energética integral para conseguir un desarrollo urbano 100% renovable y de cero emisiones ha sido desarrollado por el Centro Nacional de Energías Renovables (Cener).

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Boceto de Nivalis.

Nivalis dispone de una estructura de espacios verdes que apuesta por el máximo disfrute y el respeto a la naturaleza: la ‘espina verde’ es un paseo natural de 4 km de longitud que se proyecta como un parque lineal vertebrador de los usos proyectados; los ‘dedos verdes’ son también espacios públicos que engarzan las parcelas construidas con el paisaje natural de los parques de borde y de las plazas; los jardines y zonas estanciales de carácter comunitario y privado se proyectan rompiendo la estructura lineal de viviendas de cada manzana, liberando más de un 60% de la superficie de cada parcela; y los espacios verdes exteriores abrazan la actuación urbanística mediante un paisaje de tierra fértil, productiva, y de bosques de almendros, olivos, frutales o huertos, alineados entre cipreses o paños de aromáticas.

Se proyectan en el ámbito de actuación dos barrios urbanos que dialogan y se integran en el paisaje natural. Se da prioridad a los equipamientos, que hacen ciudad y fomentan interacciones entre residentes y visitantes, creando con esa mezcla núcleos de convivencia activos, guiados por las directrices de los Planes Directores, y vinculantes para los agentes que intervienen en el desarrollo.

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Plano con usos representativos; barrios residenciales y usos comerciales.

Los equipamientos se implantarán en la primera fase del desarrollo: hoteles, sectores comercial y terciario, iglesia, colegio, centros de salud y bienestar, áreas deportivas y de ocio, hípica o espacios de transformación de productos ecológicos. Las viviendas, flexibles, bioclimáticas y autosuficientes energéticamente, crecerán de forma gradual en un sistema de ciudad compacta que estimula un modelo de comunidad urbana equilibrada.

Los espacios públicos productivos y la granja vertical, situada entre los equipamientos hoteleros, eco-comerciales, de ocio y el área administrativa y de coworking, consiguen recuperar la capacidad eco-productiva del 5% de la huella que se ocupa en la finca por las edificaciones, mayoritariamente en plantas de B+I y B+II, y por los viales rodados de la actuación. El primitivo diseño de un campo de golf cede ahora el protagonismo a la comunidad y a los visitantes, mediante una atractiva superposición de talleres artesanales, refugios, recorridos botánicos, culturales y de land art, respetando la estructura natural.

Una actuación convencional de esta envergadura supondría emitir a la atmósfera aproximadamente 13.000 toneladas de CO2 anualmente, para cubrir los servicios básicos de los edificios residenciales y terciarios, movilidad y alumbrado público.

El objetivo en el que se fundamenta la filosofía energética de Nivalis es el de neutralizar este valor, tanto in situ como en origen, mediante la implementación de instalaciones basadas en tecnologías de generación térmica, libres de combustibles fósiles y en el aprovechamiento de los recursos renovables disponibles. La localización, topografía y orientación definida en el master plan de Richard Rogers, hacen óptima la captación solar como medio para la generación eléctrica in situ a través de la tecnología fotovoltaica, permitiendo la definición de Nivalis como una 'Smart Solar City'.

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Esquema de la estrategia energética global.

La planificación energética integral llevada a cabo por Cener permite la cuantificación energética de cada uno de los servicios que deben quedar cubiertos por la ciudad, mediante una estrategia energéticamente sostenible y libre de emisiones de CO2.

Para ello, la metodología diseñada por Cener para el desarrollo del modelo energético de Nivalis se ha fundamentado en cinco pilares tecnológicos: edificios, energía, movilidad eléctrica, automatización y control, y medida y verificación.

Las conclusiones de la planificación energética desarrollada y la definición del modelo energético final han quedado plasmadas en el documento de Planes Directores de Nivalis y en las guías desarrolladas, que sirven para apoyar a los proyectistas en la redacción de los proyectos de ejecución de cara a cumplir con el objetivo global de la actuación: cero emisiones.

Las directrices edificatorias se han basado en la aplicación de la metodología de coste óptimo aplicada a las tipologías de referencia, conforme a la metodología recogida en el documento de directrices que acompaña al Reglamento Delegado Nº244/2012 de la Comisión Europea.

Con el fin de cumplir con el objetivo global de Nivalis de entorno urbano libre de emisiones y cubrir la demanda energética con fuentes 100% renovables, se define la estrategia de generación térmica mediante bombas de calor, y en concreto se priorizan las bombas de calor geotérmicas.

La Directiva 2009/28/CE, relativa al fomento del uso de fuentes de energía renovable, fija los objetivos nacionales para los Estados miembros y establece que las energías aerotérmica y geotérmica capturadas por las bombas de calor se tendrán en cuenta como fuente de energía renovable, siempre que la producción final de energía supere de forma significativa el consumo de energía primaria necesaria para impulsar la bomba de calor.

En igualdad tecnológica, la bomba de calor geotérmica presentará una eficiencia estacional superior a la aerotérmica, puesto que la temperatura del terreno es más estable y próxima a la temperatura de los espacios que normalmente se desean climatizar, favoreciendo así el aprovechamiento de energía renovable almacenada en el terreno.

Por último, para la optimización de este sistema de generación, se combinará con sistemas de distribución y emisión a baja temperatura, que permitan la distribución tanto del calor como del frío a temperaturas más cercanas a la consigna de confort, mejorando así el rendimiento operacional del sistema.

En la planificación energética de Nivalis es tan importante el planteamiento técnico de la instalación como la definición del modelo de gestión comercial y administrativo bajo el cual estará sujeta, de forma que permita la viabilidad económica de la actuación. En este aspecto se ha estudiado la optimización del régimen de autoconsumo para el usuario final, de tal manera que no únicamente se obtengan los claros beneficios medioambientales, sino que también se busque el óptimo económico, maximizando el valor de la energía autoconsumida mediante la integración de dispositivos de gestión inteligente de la demanda. Todo ello teniendo en cuenta las directrices regulatorias para autoconsumo eléctrico, impuestas principalmente por el Real Decreto 900/2015 y el Real Decreto-ley 15/2018 de medidas urgentes para la transición energética.

El planteamiento en Nivalis es el aprovechamiento máximo de cubiertas y otras superficies para la instalación de tecnología fotovoltaica, generando electricidad in situ que pueda ser aprovechada en su mayor parte para cubrir los servicios de forma instantánea (generación térmica, iluminación, equipamiento y movilidad eléctrica), favoreciendo el autoconsumo, pero inyectando el excedente en la red, para su compensación estacional, alcanzando el objetivo de cero emisiones.

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Sección del sector residencial (Barrio 1).

En Nivalis se pretenden fomentar modalidades alternativas de transporte limpio y no contaminante, mediante medidas incentivadoras y la restricción del uso de los vehículos con motor de combustión.

El aparcamiento solar, situado en la entrada de Nivalis, permitirá estacionar los vehículos contaminantes, y elegir entre otras alternativas eficientes y de bajo impacto ambiental, como servicios de transporte público eléctrico, préstamo de bicicletas y patinetes eléctricos, o el alquiler de vehículo eléctrico en su modalidad de carsharing.

El aparcamiento contará con una infraestructura de recarga de vehículos eléctricos, mediante energía 100% renovable (marquesinas fotovoltaicas), para los servicios de transporte público, alquiler y préstamo, así como para vehículos privados, mediante el servicio de electrolinera.

En cuanto al sector residencial del barrio 1 de la actuación, asociado a 899 viviendas, la potencia media por vivienda instalada en cubierta fotovoltaica estará alrededor de 4 kWp, lo que implica 3,6 MWp para este sector, y una producción en torno a 5.200 MWh al año, que permitiría cubrir de forma neta los consumos domésticos, incluyendo la carga de un vehículo eléctrico por vivienda con un kilometraje anual de alrededor de 10.000 km. En la fase inicial se estima que la potencia instalada necesaria para cubrir todos los servicios en sus diferentes fases será de 14 MWp.

Para la optimización y supervisión de la gestión de Nivalis, se encuentra actualmente en proceso de definición una plataforma IoT (Internet of Things, por sus siglas en inglés) de gestión inteligente de todos los aspectos implicados, que actúe como un centro de control de la ciudad, recogiendo los datos obtenidos a partir de diferentes dispositivos que estarán conectados a través de una serie de sensores. Será capaz de gestionar los distintos servicios urbanos bajo reglas y modelos predictivos, transformándolos en información relevante, tanto para los ciudadanos como para los gestores, a los que ayudará en la toma de decisiones.

La plataforma IoT contará con distintos niveles de acceso en función de su perfil: gestor, responsable de mantenimiento, ciudadano residente o visitante ocasional. Será posible la gestión y la disponibilidad de la información relevante de los distintos servicios urbanos (energía, movilidad, alumbrado público, calidad del aire, agua, seguridad y turismo). Asimismo, los ciudadanos podrán acceder a esta información a través de una aplicación móvil interactiva.

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Concepto de la plataforma IoT; pantalla de visualización de la plataforma urbana y la aplicación móvil ciudadana.

Tras haber realizado el master plan y los Planes Directores de Nivalis, se concluye que con una planificación integrada es técnicamente posible la construcción de nuevos desarrollos urbanos libres de emisiones de CO2, con un balance energético positivo y con suministro de energía 100% renovable, que proporcionen una calidad de vida superior a la de otras urbanizaciones similares convencionales. La integración de los edificios, las infraestructuras energéticas y la movilidad, junto con las más avanzadas tecnologías TIC y la digitalización de la ciudad, lo hace técnicamente posible. La visión de los desarrolladores del proyecto y el compromiso de todos los agentes implicados lo convertirán en una realidad.

La metodología diseñada por Cener para el desarrollo del modelo energético de Nivalis se ha fundamentado en cinco pilares tecnológicos: edificios, energía, movilidad eléctrica, automatización y control, y medida y verificación.

Se define la estrategia de generación térmica mediante bombas de calor, y en concreto se priorizan las bombas de calor geotérmicas

El planteamiento en Nivalis es el aprovechamiento máximo de cubiertas y otras superficies para la instalación de tecnología fotovoltaica, generando electricidad in situ que pueda ser aprovechada en su mayor parte para cubrir los servicios de forma instantánea

Con una planificación integrada es técnicamente posible la construcción de nuevos desarrollos urbanos libres de emisiones de CO2, con un balance energético positivo y con suministro de energía 100% renovable

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