Papers by ESTEBAN FELIPE ZALAMEA LEON
International Journal of Strategic Property Management, 2009
This paper examines 23 recent case studies of post‐disaster settlement and shelter across Africa,... more This paper examines 23 recent case studies of post‐disaster settlement and shelter across Africa, Asia, and Latin America to provide examples of implementing transitional settlement and shelter as a process and how to build more capacity for such programmes. The case studies are examined by using a four‐part framework: (i) Safety, security, and livelihoods; (ii) the question “Transition to what?” in order to understand better how to connect post‐disaster programmes to permanent communities and housing; (iii) fairness and equity; and (iv) connecting relief and development, which also explores root causes of vulnerability. The main lessons identify six specific activities that should be highlighted for capacity building in transitional settlement and shelter: site selection, good governance, participatory and consultative processes, land ownership, logistics, and monitoring and evaluation. Santruka Šiame darbe analizuojami 23 neseniai atliktu nelaimes ištiktu žmoniu apgyvendinimo ir p...
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Influence of dweelings roofs geometry in order to incorporate active solar technologies BIPVTa [Influencia de la geometría de techumbres de vivienda unifamiliar para integración de energía solar activa (BIPVTA)]
Architectural integration of active solar energy systems (hybrid collectors with air) on dwelling... more Architectural integration of active solar energy systems (hybrid collectors with air) on dwelling´s roofs is reviewed, in recent single housing of Concepcion, Chile. Influence of volumetric configuration of roof and sides is identified. Also roof azimuth incidence was reviewed establishing that considerable deviations are allow without losing high irradiation rates. It is concluded that irradiation levels between 73% and 39% of the domestic demand in a winter day is available on average Largest Roof Section (LRS) or Second Larger Roof Section (SLRS) indexes. Then, Building Integration Photovoltaic & Thermal with Air Cooling technology was hypothetically displayed in the highest LRS house and in the lower SLRS house. These analysis showed that, LRS case production reach a 585% of the electricity demand an average day of summer and 41% in winter. Considering the SLRS case, energy production of 185% of the electricity demand is expected an average day of summer, but in a winter day onl...
Estimación de autoabastecimiento energético en ciudades intermedias
© 2020 Elsevier Ltd Cities are responsible for more than three quarters of greenhouse gas emissio... more © 2020 Elsevier Ltd Cities are responsible for more than three quarters of greenhouse gas emissions due to their intensive use of fossil resources. Hence, proposals to modify the current urban energy model have been established. The comprehensive inclusion of renewable energies in the urban area of the intermediate city of Cuenca will be analysed. In previous studies, it was established that five renewable technologies have the greatest opportunities for implementation in the city. Therefore, this research proposes a methodological approach to establish the impact of the inclusion of each of these technologies, and the Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) model is used to establish the urban energy balance. Through the construction of scenarios and the evaluation of energy balances, it is concluded that it is possible to reduce the energy flows that enter the city by applying these five energy sources. The results indicate a self-supply potential of up to 33.9% of the total...
Potential from forestry waste for the contribution to the urban energy matrix
Nowadays, fossil fuels are the main source for energy supply in urban centers. Therefore, develop... more Nowadays, fossil fuels are the main source for energy supply in urban centers. Therefore, development of renewables from endogenous resources has become a strategy to reduce its consumption. Within that framework, this study case proposes a methodology to estimate the energy potential of urban forestry wastes in Cuenca-Ecuador city, which are obtained from maintenance activities at the public green areas, as an alternative energy source. It has been determined by laboratory analyses the average of the net calorific value of some biomass samples taken at the local area, and its result is about 0.38 tep/ton. From a statistical database, it has been calculated that forestry waste mass available per year in Cuenca city is 608.63 ton. Its energy potential is around 233.13 tep/year and the electrical generation efficiency is approximately 41 tep/year, corresponding to the average consumption of 110 local families. Finally, it is concluded that this energy source could rise significantly t...
Zalamea Leon, Esteban Felipe
In situ renewable energy production is a favourable alternative for reducing pollu- tion and comb... more In situ renewable energy production is a favourable alternative for reducing pollu- tion and combating climate change. The research area, Cuenca, Ecuador, is located in the Andes near the equator with optimal conditions for energy self-supply due to its low energy demands and low levels of irradiation variability. In this study, tem- porary fluctuations in consumption based on 2016 electricity consumption data are characterized. Using GIS, available roofing polygons are obtained, and the amount of usable solar radiation is estimated based on these values. With available surface, orientation, and inclination information, electricity generation based on photovoltaic performance is estimated and compared for monocrystalline silica panels and pho- tovoltaic solar roof tiles, which are architectural alternatives. A potential net supply of 148% is found for monocrystalline silica photovoltaic panels in a typical format, whereas that of photovoltaic tiles is only 61%. In addition, producti...
Influence parameters for renewable energy selection in urban areas
El modelo energético urbano se basa en importaciones desde fuentes externas. El incremento contin... more El modelo energético urbano se basa en importaciones desde fuentes externas. El incremento continuo de la demanda de energía debido al desarrollo y crecimiento poblacional implica crecientes requerimientos de recursos. La alternativa es utilizar energías renovables que aprovechen recursos urbanos. La diversidad de tipologías de las ciudades en cuanto a recursos, demandas, condiciones arquitectónicas, infraestructura o densidad, hace necesario un análisis específico. En este trabajo se identifica catorce factores concernientes al proceso de planificación que permitirían escoger la tecnología más adecuada para una determinada ciudad. A través de una consulta a 78 expertos, se define que la existencia del recurso es el factor de mayor preponderancia, seguido de las condiciones económicas; en contraparte se detecta que aspectos ambientales como calentamiento global, eutrofización o acidificación, son los menos incidentes al momento de seleccionar tecnologías.Urban energy models assume t...
Sustainability, 2020
This work evaluates the biogas production potential of the Ceibales landfill for feeding a power ... more This work evaluates the biogas production potential of the Ceibales landfill for feeding a power plant in the southern region of Ecuador. Biogas production is estimated through mathematical models that consider energy generation and technologies available to supply electricity plants. Characteristic landfill data are accounted for to analyze and develop these mathematical models. Once the generation capability of each source is identified, a decision can be made on the most suitable electricity generation technology. A local model (Ecuadorian model) is applied to calculate the potential of biogas and is compared with other models commonly used for evaluating this type of project. This type of renewable energy is attractive because it produces electricity from waste; however, it is not an attractive option unless its application is encouraged, as hydro has been encouraged through the investment of taxpayer resources. Technologies require a boost to become profitable, and even more so...
Energies, 2019
Previous research has assessed the potential of solar energy against possible demand; however, th... more Previous research has assessed the potential of solar energy against possible demand; however, the sustainability issues associated with the use of large-scale photovoltaic deployment in urban areas have not been jointly established. In this paper, the impact of photovoltaic energy in the total urban energy mix is estimated using a series of indicators that consider the economic, environmental and social dimensions. These indicators have been previously applied at the country level; the main contribution of this research is applying them at the urban level to the city of Cuenca, Ecuador. Cuenca is close to the equatorial line and at a high altitude, enabling this area to reach the maximum self-supply index because of the high irradiation levels and reduced demand. The solar potential was estimated using a simple methodology that applies several indexes that were proven reliable in a local context considering this particular sun path. The results demonstrate that the solar potential ...
RESUMEN El presente artículo analiza las características geométricas de las techumbres de viviend... more RESUMEN El presente artículo analiza las características geométricas de las techumbres de viviendas unifamiliares pertenecientes a conjuntos inmobiliarios recientes en Concepción (Chile) y su potencial de captación solar. Para ello, se ejecuta un registro de 2.139 casas construidas posteriores al año 2006, correspondientes a 68,3% del total. Al describir las cubiertas existentes, se detecta una superficie media de techumbre inclinada de 84,7 m 2 y fragmentada, entre 3 y 12 alas o faldones, con inclinación media de 37,48°, que generan al menos un ala mayor o secundaria con superficie promedio es 33,9 m2 orientada al norte, este u oeste. Esta superficie recibe una radiación anual total de entre 954 kWha/m 2 a 1.732,8 kWha/m 2 , según azimut e inclinación, lo que con paneles fotovoltaicos integrados produce potencialmente una media de 6.317,4 kWha. Además, se estudian casos extremos acorde a máxima y mínima superficie captadora por superficie construida, demostrando que la producción e...
Ingenius
La construcción residencial en Ecuador ha crecido un 35,6 %. El sistema constructivo típico para ... more La construcción residencial en Ecuador ha crecido un 35,6 %. El sistema constructivo típico para envolvente de viviendas es de bloque de concreto o de ladrillo, la construcción en LSF (Light Steel Framing) o marcos de acero galvanizado (LSF) está en surgimiento. Para solucionar la demanda habitacional se evalúa el confort interior térmico de una de vivienda unifamiliar de dos plantas en la ciudad de Cuenca con ambos sistemas constructivos para conocer los estándares de confort que ofrecen las viviendas en concordancia con la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC). La investigación se realizó con Design Builder y Therm donde se analizan los parámetros que influyen en el desempeño energético de las viviendas. Con las condiciones locales, el sistema predominante alcanza valores de confort térmico horario anual del 51 %, pero el sistema LSF alcanza un 62 %. Sin embargo, con estrategias de mejoramiento en la globalidad de la envolvente, el LSF alcanza el 86 %. Las variables en orden ...
Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la her... more Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la herramienta computacional System Advisor Model (SAM) para simulación de generación eléctrica, considerando las características meteorológicas en Cuenca (Ecuador), ciudad en altura próxima a la línea ecuatorial. Se obtiene el rendimiento eléctrico al desplegarse paneles fotovoltaicos de características específicas, con inclinaciones que responden a techumbres típicas locales y distintas orientaciones. Se calcula la eficiencia con mediciones in situ durante un período de 18 días, para que, con datos meteorológicos se calibre un archivo climático para el año 2016. Se estiman rendimientos anuales acordes con la inclinación y orientación, y las características técnicas de los fotovoltaicos. Se detectan pérdidas por acumulación de suciedad e incremento de temperatura de las placas. Se valida el modelo mediante una regresión lineal, al comparar los valores simulados con los datos obtenidos de medi...
Assessment of photovoltaic potential on sloped roofs on ecuatorial-andean housing typology
La produccion de energia renovable a partir de fuentes solares en las ciudades es una alternativa... more La produccion de energia renovable a partir de fuentes solares en las ciudades es una alternativa para reducir la contaminacion y combatir el cambio climatico. Se analizaron cien techos inclinados en el area del centro urbano en Cuenca, Ecuador, estos edificios estan ubicados en los Andes, cerca del ecuador, con condiciones optimas para el autoabastecimiento de energia debido a su baja demanda de energia y su alto nivel de irradiacion estable durante todo el ano. . En este estudio, se caracterizo el consumo mensual de datos de electricidad de 2016. Se obtienen poligonos 3D de configuracion de techo inclinado y con esto, la cantidad de radiacion solar utilizable. Con la superficie del techo, la orientacion y la inclinacion disponibles, la generacion de electricidad basada en el rendimiento fotovoltaico se estima comparando dos tecnologias, que son alternativas arquitectonicas para la superposicion o para la integracion arquitectonica. Un potencial suministro neto de 5,7 veces la dema...
ACE: Architecture, City and Environment, 2021
Bitácora Urbano Territorial, 2019
Tanto por deterioro ambiental como por efectos del calentamiento global, es necesario modificar e... more Tanto por deterioro ambiental como por efectos del calentamiento global, es necesario modificar el desarrollo urbano. Así, surge la necesidad de promover políticas públicas y una planificación organizada que incluya conceptos del aprovisionamiento energético con recursos urbanos internos para mitigar la presión que las ciudades infringen al ambiente. La tecnología actual posibilita que la ciudad cambie de modelo energético tradicionalmente basado en importar recursos externos, no obstante, es necesario revisar tecnologías que aprovechan los recursos urbanos para el autoaprovisionamiento. A través de encuestas a expertos internacionales y su discernimiento, se determinan las opciones tecnológicas que podrían modificar la matriz energética urbana, así como aspectos necesarios para su promoción. Se concluye que la energía solar, tanto fotovoltaica como solar térmica, despiertan, por ahora, el mayor interés entre las alternativas evaluadas, y que costos y regulaciones pueden ser aspecto...
Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Energy, 2018
Previous research has identified 11 technologies that use resources that are available in or come... more Previous research has identified 11 technologies that use resources that are available in or come from cities. It has been established that using these technologies, the flows from energy carriers required by cities could be reduced. These carriers can be electricity or fuels. Of the identified technologies, eight can produce electricity: biomass, biodigestor biogas, landfill biogas, waste incineration, tidal, small wind, small hydroelectric and photovoltaic technologies. The use of these technologies depends on the existence of resources and technical, economic and social or environmental factors. This research proposes the use of multiple-criteria techniques to select the most appropriate options for promoting renewable energy in cities. This approach was applied to the medium-sized city of Cuenca in Ecuador. Ecuador is a developing country, is an oil producer and has important water resources. The authors concluded that studies of the potential for implementing hydroelectric and ...
Renewable Energy, 2019
Urban photovoltaic potential estimation based on architectural conditions, productiondemand match... more Urban photovoltaic potential estimation based on architectural conditions, productiondemand matching, storage and the incorporation of new eco-efficient loads, Renewable Energy (2019),
ACE Architecture City and Environment, 2018
To estimate electric self-sufficiency through added or integrated photovoltaics (PV) on roofs joi... more To estimate electric self-sufficiency through added or integrated photovoltaics (PV) on roofs jointly with heritage and architectural implications analysis. Discussing the impact associated with achieving energy democratization, observing consequences of typical PV technology with crystalline solar cells products, more efficient, mature and economical, compared to new "architectural" PV products developed for mimicry, less efficient, costly, and involving to remove the authentic original coating tiles. Methodology Through three-dimensional BIM roof diagrams, the overall solar potential is estimated, and this with respect to own demands. Self-generation margins are projected with locally validated PV production models. Then, through photomontages the relative impact of cristalline PV solar products as well PV tiles, observing the relative impact from different urban perspectives.
Ingenius, 2018
Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la her... more Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la herramienta computacional System Advisor Model (SAM) para simulación de generación eléctrica, considerando las características meteorológicas en Cuenca (Ecuador), ciudad en altura próxima a la línea ecuatorial. Se obtiene el rendimiento eléctrico al desplegarse paneles fotovoltaicos de características específicas, con inclinaciones que responden a techumbres típicas locales y distintas orientaciones. Se calcula la eficiencia con mediciones in situ durante un período de 18 días, para que, con datos meteorológicos se calibre un archivo climático para el año 2016. Se estiman rendimientos anuales acorde a inclinación y orientación, y a características técnicas de los fotovoltaicos. Se detectan pérdidas por acumulación de suciedad e incremento de temperatura de las placas. Se valida el modelo mediante una regresión lineal, al comparar los valores simulados con los datos obtenidos de mediciones i...
Estoa, 2013
El presente trabajo aborda un problema central de la construcción en Cuenca, ciudad andina del su... more El presente trabajo aborda un problema central de la construcción en Cuenca, ciudad andina del sur del Ecuador, donde cotidianamente constatamos que, en su mayoría, no se cumple con lo dispuesto por las normativas que rigen en otros países con condiciones sísmicas similares, por lo que es visible que las edificaciones corren serios riesgos. A partir de esta evidencia, nuestra investigación busca construir muros de mampostería postensada con materiales, instrumentos y técnicas disponibles en el medio, considerando que la tecnología constructiva propuesta y adaptada para mamposterías ya es una respuesta en otras sociedades, con los mismos riesgos potenciales.
Diseño arquitectónico integrado de sistemas solares térmicos en techumbres de viviendas
RESUMEN: Integrated architectural design of active solar thermal collector at dwelling´s roofs Di... more RESUMEN: Integrated architectural design of active solar thermal collector at dwelling´s roofs Diseño arquitectónico integrado de sistemas solares térmicos en techumbres de viviendas Resumen: El diseño arquitectónico y el cálculo de sistemas de energía alternativa suelen ser tareas separadas, lo que trae como consecuencia que las instalaciones se sobrepongan en los edificios y afecten su apariencia arquitectónica. Este artículo revisa una novedosa estrategia para proyectar de manera integrada tanto la arquitectura como el comportamiento energético, definiéndose la arquitectura conjuntamente con un sistema de aprovechamiento solar activo incorporado en la techumbre de una vivienda en Concepción, Chile. Se desarrolla el proyecto residencial en un software BIM con simulador energético incorporado, analizando paramétricamente el tamaño del sistema, la inclinación de techumbre y orientación de la vivienda, con su resultado arquitectónico y evaluación solar simultánea. Posteriormente se e...
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Papers by ESTEBAN FELIPE ZALAMEA LEON