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El cambio climático está provocando una amplia gama de problemas y desafíos en todo el mundo. Uno de los impactos más significativos del cambio climático es el aumento de las temperaturas globales, que está provocando olas de calor y sequías más frecuentes e intensas. A nivel de edificios, a medida que aumenten las temperaturas, los edificios requerirán más energía para la refrigeración, lo que aumentará el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, muchos edificios carecen de sistemas de refrigeración, y como consecuencia, los problemas de sobrecalentamiento interior aumentaran. A nivel de ecosistemas, el cambio climático también afectará a la producción de alimentos y a la disponibilidad de agua.
Se espera que la agrivoltaica urbana sea crucial para (i) mitigar las emisiones, (ii) aumentar la resiliencia climática de los edificios bajo futuras condiciones meteorológicas extremas y (iii) promover ciudades más sostenibles, circulares y habitables.
Las cubiertas de los edificios constituyen áreas urbanas a menudo infrautilizadas y con exposición directa a la luz solar. Hasta ahora, y en el contexto de la transición hacia la energía limpia, se han utilizado para satisfacer parte de la demanda energética de los edificios mediante paneles solares fotovoltaicos. Sin embargo, las cubiertas verdes están convirtiéndose en una alternativa prometedora para aumentar el suministro local de alimentos y mejorar la seguridad alimentaria.
El proyecto WEF4Build impulsará la resiliencia climática de los edificios utilizando soluciones basadas en el nexo agua-energía-alimentos (WEF) en las cubiertas de los edificios. Las soluciones se definirán en un proceso de cocreación que incluirá:
- Paneles fotovoltaicos instalados en azoteas
- Sistemas básicos de cultivo hidropónico con diferentes sustratos
- Paneles fotovoltaicos cubriendo parcialmente el sistema de cultivo
- Sistemas avanzados de invernaderos integrados en cubiertas de edificios
- Invernaderos integrados en cubiertas con paneles fotovoltaicos semitransparentes o vidrio fotovoltaico
El proyecto WEF4Build evaluará el comportamiento energético actual y futuro de los edificios al implementar soluciones WEF en sus cubiertas, considerando diferentes proyecciones de cambio climático. Por este motivo, en primer lugar, se desarrollaran un conjunto de archivos meteorológicos futuros para realizar que permitirán simular los edificios teniendo en cuenta las proyecciones climáticas regionales de Cataluña. También se analizará el metabolismo hídrico de los edificios con el objetivo de evaluar el potencial de sostenibilidad de la recirculación de agua y explorar las sinergias entre la lluvia, las aguas residuales y la agricultura integrada en edificios. También se investigará la producción de alimentos en las cubiertas verdes urbanas y sus sinergias con paneles fotovoltaicos. Finalmente, las soluciones WEF4Build se avaluarán bajo criterios de resiliencia climática. También se evaluará la viabilidad, sostenibilidad, escalabilidad y aceptación social de los conceptos y estrategias del proyecto WEF4Build.
OBJETIVOS
El objetivo del proyecto WEF4Build es aumentar la resiliencia climática de los edificios mediante soluciones basadas en el nexo agua-alimentos- energía en las cubiertas de los edificios como estrategia de mitigación y adaptación.
Los objetivos específicos se enumeran a continuación:
Desarrollar un conjunto de archivos meteorológicos futuros para realizar simulaciones de edificios considerando las proyecciones climáticas regionales de Cataluña.
Desarrollar un conjunto de soluciones WEF para cubiertas que permitan aumentar la resiliencia climática del parque de edificios de Cataluña.
Modelar y evaluar el impacto de los conceptos WEF4Build en relación al ciclo corto del agua.
Determinar las sinergias entre los paneles fotovoltaicos y la agricultura urbana.
Modelar el comportamiento energético de las soluciones WEF en las cubiertas de los edificios.
Analizar la viabilidad y funcionalidad de los conceptos WEF4Build en términos de escalabilidad y sostenibilidad.
Demostrar cómo la simbiosis entre la agricultura urbana y los edificios puede hacer que las ciudades sean más sostenibles y resilientes al cambio climático.
Evaluar la aceptación social de los conceptos WEF4Build.
METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO
El plan de trabajo del proyecto está organizado en 8 paquetes de trabajo (WP):
El WP1 y WP8 son paquetes de trabajo transversales que aseguran la correcta coordinación del proyecto y la maximización del impacto de los resultados del proyecto en la sociedad.
El WP2 desarrollará archivos meteorológicos futuros basados en proyecciones climáticas. Además, determinará los indicadores cuantitativos de resiliencia climática (RKPI) para evaluar el comportamiento de las soluciones WEF en los edificios.
El WP3 identificará y caracterizará las soluciones WEF para cubiertas y determinará los edificios de referencia para evaluar el impacto de las soluciones propuestas.
Los WP4, WP5 y WP6 definirán, analizarán y modelarán los conceptos WEF4Build en los ámbitos del agua, la alimentación y la energía.
Finalmente, el WP7, se centrará en el análisis de los conceptos y las estrategias planteadas en el proyecto WEF4Build desde los puntos de vista de la viabilidad, la aceptación social y la sostenibilidad.
RESULTADOS
Los resultados esperados del proyecto son:
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Un conjunto de archivos meteorológicos de diferentes escenarios futuros de cambio climático para simular el comportamiento de los edificios, procedentes de la adaptación a escala regional de los modelos climáticos globales para Catalunya.
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Un conjunto de indicadores cuantitativos de resiliencia climática (RKPI) para evaluar el comportamiento de los edificios.
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Identificar y comprender las sinergias entre los flujos de residuos generados en los edificios y los invernaderos integrados, permitiendo establecer las bases para el desarrollo y la implementación de estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático en los edificios.
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Entender mejor cómo las aguas residuales grises y amarillas de los edificios se pueden reutilizar en el contexto de la agricultura urbana.
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Entender las sinergias entre la agricultura y los paneles fotovoltaicos, contribuyendo a definir el concepto de agrivoltaica a nivel filosófico, práctico y normativo.
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Entender el efecto del cambio climático en el consumo de energía y de agua en los edificios y sus costes asociados.
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Desarrollar soluciones basadas en el nexo agua-alimentos-energía a partir de sistemas de agricultura integrada en las cubiertas de los edificios, para aumentar la sostenibilidad y la resiliencia de los edificios y de las ciudades frente al cambio climático, y demostrar su viabilidad.
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Entender cómo los cultivos urbanos pueden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
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Desarrollar directrices sobre cómo implementar y operar soluciones basadas en sistemas agrivoltaicos en cubiertas.
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Desarrollar directrices sobre la organización y gobernanza de las experiencias de producción y distribución de alimentos urbanos en las ciudades.