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Análisis de sostenibilidad y propuesta de mejora de una institución educativa privada: Estudio de caso del colegio Salesiano San Francisco de Sales en Breña
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-08) Cirilo Yactayo, Jose Manuel; Cuyubamba Soto, Aramis Gabriel; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
La presente tesis tiene como principal sustento, la urgencia de implementar medidas sostenibles en instituciones educativas, las cuales son edificaciones con una alta demanda de recursos tanto hídricos como energéticos. Debido a ello, es relevante realizar cambios y adaptar estas edificaciones existentes para mejorar su desempeño ambiental, sobre todo para mitigar los efectos del calentamiento global. En este contexto, para la sección secundaria del colegio particular Salesiano “San Francisco de Sales” se analiza algunos aspectos de su sostenibilidad durante el año 2019 en base a estándares ambientales de edificaciones y proponer medidas para mejorar el desempeño sostenible. El análisis se centra en tres factores principales: la energía eléctrica, los recursos hídricos y la interacción infraestructura - usuario. La metodología consiste en la recolección de datos relacionados al consumo de luz, agua y diversos parámetros ambientales relacionados a la ventilación y al confort térmico de las aulas del colegio. A partir de la información recolectada, se proponen alternativas de mejora que contribuyen a la reducción del consumo de luz y agua, así como a una mayor ventilación y confort. Estas alternativas consisten en implementar un sistema de paneles fotovoltaicos, que abastecen un 30% de la demanda energética. Además, se plantea la instalación de una planta de tratamiento de aguas grises y urinarios secos, lo que genera un ahorro de 46.2% del consumo hídrico. Finalmente, se propone reducir en un 35% el aforo de usuarios en las aulas con el objetivo de garantizar una adecuada ventilación y confort acorde a estándares internacionales. En conclusión, es posible implementar sistemas de energía renovable y ahorro de agua en una institución educativa privada en Lima, así como regular el aforo en las aulas para optimizar la ventilación y confort. En ese sentido, otras instituciones educativas pueden adoptar medidas similares a las expuestas para mejorar su desempeño sostenible.
Caracterización geoespacial del stock de materiales de construcción del sector residencial en el distrito limeño de San Isidro
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-23) Gutiérrez Medina, Matías Javier; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
El sector construcción representa, en el Perú, una de las actividades económicas más importantes. En el año 2018, el PBI del sector significó S/.31 666 millones – el 5.9% del PBI nacional anual – y registró crecimiento a nivel nacional, en gran medida debido a los proyectos inmobiliarios desarrollados en diversos distritos de Lima Metropolitana. La actividad constructiva preocupa a gran parte de la población capitalina, que piensa que no existe un plan de desarrollo urbano coherente. En diversas partes del mundo existía el mismo sentimiento de falta de rumbo, lo cual ha hecho popular la noción de que las políticas públicas deberían basarse y evaluarse sobre evidencias concretas, no sobre opiniones individuales. El estudio del building stock intenta resolver precisamente dicho problema, pues tiene como objetivo generar conocimiento sobre las características del entorno construido. En el Perú, la investigación sobre stocks urbanos todavía no ha sido muy desarrollada, evidenciando que todavía no se le da la importancia necesaria. Como respuesta a dicho contexto, el presente estudio buscó caracterizar y cuantificar el stock de materiales de construcción del sector residencial de San Isidro. Para poder realizar el análisis, se obtuvo y validó información catastral de autoridades distritales, se definieron tipologías estructurales del sector residencial y se definieron índices de intensidad material (IM) para las tipologías definidas. El stock urbano se estimó como el producto de las intensidades materiales con el área construida de cada edificación, variables que fueron almacenadas y analizadas con el software ArcGIS Pro. Los resultados revelaron que, en el 2018, el sector residencial de San Isidro poseía 9.8 Mton de stock material o 162 ton/cap, donde la mayor proporción (97%) corresponde a materiales minerales como concreto, mortero y ladrillos. El análisis de IM reveló que las edificaciones de albañilería confinada presentan un índice de 1547 kg/m2, mientras que las de concreto armado presentan uno de 1224 kg/m2. Finalmente, se concluyó que existe una fuerte correlación entre la zonificación distrital y la distribución espacial de stock urbano, evidenciándose que las zonas de mayor intensidad de stock suelen ser las de zonificación residencial alta y muy alta.
Análisis del ciclo de vida de una vivienda unifamiliar de bambú
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-16) Guerra Jesús, Betsy Norma; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
El 2015 se lleva a cabo un acuerdo internacional importante relacionado a las emisiones antrópicas de gases de efecto invernadero. En dicho acuerdo, el de Paris, se establecieron objetivos para fortalecer la respuesta mundial al inminente cambio climático. En respuesta a estos, países en vías de desarrollo como Perú vienen reformulando sus políticas medioambientales que incluyen la promoción de materiales sostenibles de bajo impacto ambiental, como el bambú. Si bien este material es usado en algunas partes del mundo, en el país existe investigación en curso para ser considerado un material de construcción de bajo impacto ambiental. Por ello, la presente investigación lleva a cabo el Análisis del Ciclo de Vida (ACV) de la vivienda unifamiliar de bambú que propone el Instituto de Vivienda, Urbanismo y Construcción con la finalidad de medir los impactos ambientales que genere la vivienda en todo su ciclo de vida. El estudio, considera las etapas de pre-uso, uso y fin de vida en dos escenarios de vida útil: 25 y 50 años y, además, en caso del pre-uso, se incluye las siguientes fases: extracción de materias primas, manufactura y construcción. El desarrollo del ACV contempla las siguientes metodologías de evaluación de impacto ambiental: IPCC 2013, Cumulative Energy Demand y ReCiPe. Los resultados muestran que las etapas más importantes son el pre-uso y uso. Siendo que el pre-uso emite 123 kg CO₂ eq/m² o 16 ton CO₂ eq y tiene un consumo de energía de 3,250 MJ/m² o 430 GJ. De los cuales el bambú, dentro de la especialidad de estructuras, tiene una emisión de CO₂ eq del 7% y un consumo de energía del 5% de la especialidad. Finalmente, los resultados de la vivienda de bambú en comparación con resultados de la literatura, viviendas de bambú y viviendas de material convencional, presenta los menores impactos en las categorías de evaluación. Por ello, se recomienda el uso del bambú como material estructural de bajo impacto ambiental.
El tratamiento de aguas residuales como oportunidad para el desarrollo sostenible en el parque científico, tecnológico y social de Santa María del Mar - Punku
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-02) García Fernández, Larissa Lisbeth; Medina Ormachea, Renzo Edu; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
Actualmente, las plantas de tratamiento de aguas residuales se enfrentan a problemas de sostenibilidad de gran importancia como la reutilización de las aguas, el balance energético, las emisiones de gases de efecto invernadero y la eutrofización (Tchobanoglous et al., 2014; Organización de las Naciones Unidas, 2017). En torno de esta problemática, el objetivo de este trabajo es proponer y analizar alternativas de tratamiento de aguas residuales para el proyecto Parque Científico, Tecnológico y Social PUNKU (PCTS-PUNKU) desde un enfoque sostenible. De acuerdo a las necesidades del proyecto, se analizan diferentes tecnologías de tratamiento según sus características ambientales, energéticas, económicas y funcionales. Luego, se diseña preliminarmente los principales componentes de cada alternativa, los cuales se verifican mediante el simulador Biowin. Por último, se realiza un análisis multicriterio de las alternativas propuestas mediante un modelo analítico jerárquico, el cual evalúa los criterios ambientales, energéticos, económicos y funcionales de cada alternativa. Entre los resultados se proponen tres alternativas para el PCTS-PUNKU: lodos activados, biorreactor de membrana (MBR), y biorreactor anaerobio de membrana (AnMBR). De acuerdo con el diseño preliminar, las alternativas propuestas presentan la capacidad de cumplir con los Estándares de Calidad Ambiental para el riego de áreas verdes y las recomendaciones de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos para algunos usos urbanos en edificaciones. El análisis multicriterio no muestra una preferencia marcada entre las alternativas, pero resalta sus principales fortalezas: la funcionalidad y economía de los lodos activados; la alta calidad del efluente del MBR; y la eficiencia energética del AnMBR. En conclusión, las alternativas propuestas representan oportunidades para la sostenibilidad del PCTS-PUNKU mediante la recuperación de recursos, enfoque de desarrollo en el tratamiento de las aguas residuales.
Caracterización geoespacial del stock de materiales en edificios de ciudades altoandinas: caso de estudio de Abancay, Perú
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-03) Cucchi Quispe, Claudia Melanie; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
El stock de materiales (SM) en edificaciones consume y acumula grandes cantidades de recursos para su mantenimiento y expansión, lo cual se ve agravado por desastres naturales en los que la reconstrucción a gran escala debe ocurrir rápidamente. La estimación y análisis del SM favorece notablemente la planificación del riesgo de desastre, pues proporciona las posibles pérdidas de materiales de construcción y, por consiguiente, estima la cantidad de material necesario para la rehabilitación de las áreas afectadas, según la tipología de las estructuras del asentamiento urbano. Esta investigación describe la aplicación de un enfoque metodológico bottom-up desarrollado para calcular el stock de materiales en edificios y su distribución espacial a lo largo de la ciudad de Abancay, ciudad altoandina situada al sur del Perú. La metodología incluyó datos de sistemas de información geográfica (SIG) para el análisis espacial como parte del desarrollo de la tipología del entorno construido, y la evaluación del stock de materiales de construcción en edificios utilizando datos recopilados de diversas fuentes. En consecuencia, se creó una base de datos que proporcione información sobre las dimensiones físicas y la composición material de cada edificio. El SM general en los edificios se estima en 6,5 millones de toneladas (Mt), o 110 toneladas per cápita. La mayor parte del material es mineral (97%), mientras que los materiales orgánicos y metálicos tienen un pequeño aporte con un 2,7%. Asimismo, el adobe (34%) y el concreto (28%) son reconocidos como materiales principales con mayor proporción del SM en 2012. Además, información censal disponible, datos de la cuantificación de los materiales de construcción y proyecciones se utilizaron para analizar los cambios en el SM de 1993 a 2019. Los resultados muestran un aumento del 254% del SM en los últimos 26 años y la transición de materiales donde el concreto, por ejemplo, toma protagonismo luego de muchos años de predominio de materiales locales y tradicionales, al menos en estos últimos 6 años. Este estudio contribuye con información esencial para apoyar las decisiones de planificadores y administradores de ciudades hacia una optimización de recursos del metabolismo urbano y, por tanto, lograr una ciudad mucho más sostenible.
Análisis del confort térmico en escuela modelo de la sierra peruana y evaluación de mejoramiento térmico mediante el uso de principios bioclimáticos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-01) Chumbiray Alonso, Ivan Noel; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
La investigación consiste en la evaluación del confort térmico en las aulas de una escuela modelo tipo Sierra, ubicada en la ciudad de Cusco, así como una propuesta de mejora térmica basada en un diseño bioclimático. En la introducción, se presentan los antecedentes de la arquitectura vernácula. Se explica la problemática energética producto de la masificación de sistemas constructivos y la aparición de sistemas de aire acondicionado cuyo fin se justifica en satisfacer requerimientos de confort interno. La revisión de literatura presenta los estudios relacionados al confort interno de edificaciones así como estrategias bioclimáticas que permitan alcanzar la zona de confort según las variables climáticas de los emplazamientos. Para la evaluación del confort en el caso práctico se utiliza el programa computacional “Design Builder” que brinda resultados del confort para ser analizados. Finalmente, en la evaluación de resultados se discute el análisis del confort del caso práctico y cómo la propuesta de diseño bioclimático contribuye a alcanzar los niveles de confort deseados en la escuela.
Análisis del ciclo de vida de un edificio de oficinas en Lima (Perú)
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-11) Calle Cabrera, Vania Vanessa; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
En Lima, actualmente se observa una tendencia al alza de la construcción de edificios de oficinas debido al incremento de la inversión privada en el país. A pesar del impacto positivo que posee la industria de la construcción en la economía, los edificios son responsables de una demanda energética considerable y la emisión de sustancias contaminantes al ambiente desde su construcción hasta su demolición. Por eso, tomando en cuenta la importancia de su presencia y la falta de estudios que analicen todas sus etapas, se optó por emplear la metodología de Análisis del ciclo de vida (ACV) según la ISO 14040 e ISO 14044. El objetivo principal del estudio fue identificar la etapa más relevante en el ciclo de vida de un edificio de oficinas ubicado en la ciudad de Lima (Perú) con el fin de contribuir con información sobre la huella ambiental de este tipo de edificaciones. Las etapas consideradas fueron el pre-uso (manufactura y construcción), el uso (operación y mantenimiento) y el fin de vida (demolición y transporte de escombros). El software SimaPro y la base de datos Ecoinvent fueron empleados en conjunto con las metodologías TRACI 2.1 y Cumulative energy demand 1.10. Los resultados mostraron que la etapa de uso es la más importante en cuanto a energía primaria, porque demandó el 85% del total debido principalmente a la demanda eléctrica durante la operación del edificio. Por otro lado, la etapa de pre-uso destacó en seis de las diez categorías de impacto analizadas y demandó el 15% de la energía primaria como consecuencia de la manufactura de materiales como el acero de refuerzo, el concreto premezclado y el vidrio. Por último, las etapas de construcción, mantenimiento y fin de vida no resultaron tan considerables como las anteriores, aunque si destacaron por el uso de combustibles fósiles para el transporte. El estudio también encontró que existen algunas variaciones con respecto a edificios de oficinas de otras partes del mundo y que la importancia de las etapas del ciclo de vida varía en comparación con un edificio residencial ubicado también en Lima. El tiempo de vida útil, las fuentes de generación eléctrica, el equipamiento y el contexto climático del lugar donde está situado el edificio fueron los factores que influyeron más durante la operación del edificio. Por otra parte, la tecnología para la fabricación de los materiales, el tamaño del edificio, el tipo de sistema estructural y la sismicidad de cada país tuvieron un rol importante en la manufactura.
Mitigación de los impactos ambientales de un edificio existente mediante la mejora de la gestión del agua y energía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-03) Barbarán Barbarán, Johanna Stephanie; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
En las últimas décadas la construcción de edificios de viviendas, oficinas, centros comerciales y demás se incrementó notablemente alrededor del mundo, y con ello, su impacto sobre el medio ambiente. Todos los edificios requieren energía y agua para satisfacer las necesidades de sus usuarios, este consumo se presenta en todas las etapas del ciclo de vida del edificio: extracción de recursos, manufactura de materiales, construcción, operación y demolición. Siendo las etapas de manufactura y operación las más importantes respecto al consumo de energía (Ochoa et al., 2005). El objetivo de este proyecto es desarrollar una propuesta de conversión de un edificio ya operativo para mitigar los impactos ambientales de su configuración inicial, mediante mejoras en la gestión de la energía y el agua. El objeto de estudio será el Mac Gregor, edificio ubicado dentro de las instalaciones de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Para ello la metodología utilizada fue la siguiente: Se realizaron visitas al edificio para reconocer las oportunidades de mejora de los sistemas de agua y energía. En base a ello se analizó la situación actual de la gestión de agua y la energía en el edificio a través de simulaciones realizadas con el método de Hunter y el software de modelamiento EnergyPlus, respectivamente. Luego, se presentaron las propuestas de cambio, para nuevamente ser simuladas en una versión mejorada del edificio y obtener información cuantificable de las mejoras en términos de ahorro. Finalmente, se realizó un análisis de las mejoras ambientales representadas por una cantidad de emisión de GEI evitadas y un análisis de factibilidad económica del proyecto completo. Con este proyecto, se logró reducir la cantidad de gasto energético en 14%, como de gasto hídrico en 20%; de este modo, se evita la emisión potencial de 34.5 tCO2eq anuales y se aminoraron los costos de mantenimiento anuales en los mismos porcentajes de ahorro. Asimismo, se concluye que convertir un edificio de oficinas administrativas ya operativo en uno de menores impactos ambientales resulta económicamente factible, con un periodo de retorno de la inversión de 9 años y una ganancia que asciende a 512,543 USD para un periodo de análisis de 30 años, en este caso.
Evaluación ambiental por medio del análisis de ciclo de vida del relleno sanitario del distrito de Nauta, en Loreto
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-29) Ziegler Rodríguez, Kurt Eduardo; Vázquez Rowe, Ian; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
La generación y tratamiento de los residuos sólidos municipales es un problema con el que ha tenido que lidiar toda civilización desde sus inicios. Desde el siglo XX el manejo y control de ellos se fue perfeccionando a lo largo de Europa de modo que los impactos a la salud humana y al ambiente se vean minimizados. Por ello, se inició la migración del uso de rellenos sanitarios a sistemas de tratamiento más avanzados e integrales, de modo que se pueda optimizar el consumo energético y mejorar el desempeño socio-económico y ambiental de estos. Sin embargo, la realidad al día de hoy en el Perú es muy distante de esto. Actualmente, el país está buscando hacer la transición de la disposición en botaderos informales a rellenos sanitarios, por lo que se están abriendo nuevos emplazamientos a lo largo y ancho del país. Por esto y con el fin de poder identificar los principales impactos ambientales y tomar medidas de mitigación adecuadas, se ha realizado una evaluación ambiental por medio del Análisis de Ciclo de Vida de un relleno sanitario ubicado en la ciudad de Nauta (Loreto), en la selva amazónica. El ciclo de vida del relleno sanitario incluyó las etapas desde la extracción de los materiales, construcción del emplazamiento y operación, hasta el cierre del relleno. La unidad funcional estudiada fue de 1 tonelada de residuos sólidos municipales generados en la ciudad de Nauta y su desempeño a lo largo de 100 años. Se utilizó el software de cálculo especializado en sistemas de tratamiento de residuos sólidos EASETECH para llevar a cabo el modelado del sistema. Se modelaron 5 escenarios: un botadero abierto poco profundo, un botadero abierto profundo, el relleno sanitario actual, en el que no se realiza tratamiento de biogás, y dos escenarios de mejora: uno en el que se realiza combustión del biogás y otro en el que se realiza recuperación de energía. Para evaluar los impactos se emplearon 9 categorías de impacto, siendo 1 de ellas Cambio Climático con el método IPCC 2013 y las restantes del método ReCiPe 2008. Los principales resultados muestran que el impacto total del relleno en la categoría de Cambio Climático asciende a 1376 kg CO2-eq por unidad funcional, y se reduce a 696 y 355 kg CO2-eq si se implementa la quema de biogás y recuperación de energía, respectivamente. Asimismo, la mayor parte de las emisiones se generan a lo largo de los primeros 5 años debido a las condiciones climáticas calurosas y húmedas de la selva amazónica. En cuanto a las categorías de impacto restantes, estas se ven incrementadas en gran medida por las elevadas precipitaciones de la región. Además, la migración de botadero informales a rellenos sanitarios, si bien incrementa el impacto en Cambio Climático, reduce en hasta 4 órdenes de magnitud los impactos en la mayoría de categorías restantes, lo que implicaría definitivamente un beneficio ambiental significativo. Finalmente, se concluye que se deben realizar mejoras en la infraestructura actual y en el manejo del relleno para lograr reducir impactos en eutrofización y toxicidad. De igual manera, para poder reducir el impacto en la categoría de Cambio Climático se deben implementar sistemas de tratamiento de biogás. El Ministerio del Ambiente debe tomar en consideración estos hallazgos para poder mejorar la propuesta de las Contribuciones Nacionales Determinadas ante el Acuerdo de París, para así poder cumplir el compromiso tomado. Esto se debe a que la transición de botaderos abiertos a rellenos sanitarios sin tratamiento de biogás no reduce el potencial de calentamiento global, sino lo incrementa. Por último, se puede afirmar que los resultados de la presente investigación marcan un hito en el rubro de los residuos sólidos y deben formar la base de futuras investigaciones a desarrollar en el país.
La sostenibilidad de un edificio LEED. Estudio de caso del edificio Leuro, Miraflores
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-12) Merino Salazar, Ana Lucía; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
Existe una crisis ambiental, la cual empezó a evidenciarse desde los años sesenta, cuando inició la producción masiva y el consumo excesivo de los recursos naturales. Científicos advierten sobre la amenaza inminente y los efectos irreversibles que el cambio climático tendría sobre la humanidad y su hábitat en general. El sector construcción genera una cantidad importante de impactos ambientales, que no solo están relacionados con la actividad misma, sino también con la cadena de suministro de los materiales que son requeridos. Asimismo, existen impactos ambientales relacionados a la operación, mantenimiento y fin de vida de la infraestructura que es desarrollada. Para mitigar dichos efectos negativos del sector, se han creado herramientas para evaluar el comportamiento ambiental de los proyectos. Una de ellas es la certificación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). En Lima existen más de 60 proyectos certificados por LEED y 200 inscritos. Sin embargo, dicha certificación no cuenta con una adaptación local. En este contexto, el objetivo del presente trabajo es evaluar la sostenibilidad de la aplicación de la certificación LEED en el diseño y ejecución de nuevos edificios, destinados para el uso de oficinas en la ciudad de Lima, Perú. Para ello, se analizó el impacto de las acciones llevadas a cabo por el caso de estudio del edificio Leuro, Miraflores. Los resultados obtenidos en la investigación, demuestran que el caso de estudio a pesar de ser premiado como el primer edificio LEED nivel Platinum en la categoría Core and Shell versión 2009, posee características que no generan beneficios al contexto local pero que aun así LEED le ha otorgado puntos. Del mismo modo, se demostró que el marco de prioridades locales no ha sido satisfecho por los aportes del caso de estudio. Esto se debe a las diferencias de clima, cultura y entorno entre EEUU, país donde se origina LEED, y Lima. Por lo tanto, la certificación LEED no determina el nivel de sostenibilidad de un proyecto, bajo un contexto similar al limeño, pero si representa un inicio para que los inversionistas generen conciencia de los efectos negativos del sector construcción.

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