Prevén continuas reducciones en los costos de la energía eólica

cuadro-resumen-costosUn artículo publicado en Nature Energy señala que los avances tecnológicos permitirán seguir con la reducción de los costos de la energía eólica.

La publicación describe los resultados de una encuesta a 163 expertos reconocidos a nivel mundial en la temática; con el objetivo de obtener una perspectiva de la posible magnitud de la reducción de costos a futuro de la tecnología eólica, las fuentes de dichas reducciones, y las condiciones habilitantes necesarias para una continua innovación y reducción de costos, tanto para las aplicaciones eólicas en tierra, marina fija y flotante.

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El trabajo fue dirigida por Ryan Wiser, científico principal del Laboratorio de Berkeley; quien contó con la colaboración de otros miembros del prestigioso laboratorio, del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, Universidad de Massachusetts y los participantes en el Programa de Colaboración (AIE) Tecnología Eólica del Organismo Internacional de la Energía Eólica Task 26.

En un escenario de «estimación óptima» (o mediana), los expertos anticipan un 24% a 30% de reducción en el costo normalizado de la energía para el año 2030, y de 35% a 41% de reducción para el año 2050, para las tres aplicaciones eólicas estudiadas y con respecto a los valores de base 2014.

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Según las aplicaciones y en términos absolutos, se espera que la energía eólica terrestre continúe siendo la menos costosa con respecto a la marítima en sus dos alternativas; y de estas la marina fija presenta mejores perspectivas de reducción de costos.

Con respecto a las probabilidades, los expertos predicen una probabilidad del 10% para que las reducciones sean mayores del 40% en 2030 y más del 50% en 2050; siendo el aprendizaje del mercado y una agresiva actividad de I + D, los dos factores clave que podrían conducir a este escenario de bajo costo. Al mismo tiempo, hay una incertidumbre sustancial en las proyecciones de costos, para el escenario de “alto costo”, en el que las reducciones de costos son modestas o inexistentes.

Los componentes clave que afectan el costo de la energía según los expertos son: el costo del capital inicial, los costos de operación, el costo de la financiación, el rendimiento (factor de capacidad), y el proyecto de vida del diseño. De estos componentes, los expertos prevén mejoras continuas en el costo del capital inicial y los costos de operación, períodos más largos para la vida del proyecto y reducciones en el costo de financiación.

Un cambio clave en toda esta cuestión de la reducción de costos de la energía eólica, será el tamaño de los aerogeneradores, según los expertos. En este sentido, para la energía eólica terrestre, se espera una potencia de los grupos de 3,25 MW en promedio; diámetros de rotor de 135 metros y una altura de buje de 115 metros, todo para 2030.

Sin embargo, una comparación de los resultados de la encuesta con la literatura de previsión de reducción de costos; muestra que los expertos son en general más optimista sobre las perspectivas de nuevas reducciones de costos para la energía eólica terrestre que lo indicado por dicha literatura. Una posible razón de esta discrepancia es que la literatura preexistente para la energía eólica en tierra a veces se centra principalmente en las reducciones del costo inicial de los proyectos eólicos, mientras que los resultados de la encuesta, los expertos demuestran que estas mejoras son sólo un medio para alcanzar el coste total normalizado de la energía reducciones. Por tanto, la literatura existente puede subestimar la posibilidad de nuevas reducciones de costes para la energía eólica terrestre.

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Innovador camión ultra liviano de Volvo

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La empresa Volvo Trucks de Estados Unidos presentó un innovador camión denominado SuperTruck; el cual combina importantes mejoras aerodinámicas y del sistema de propulsión que le permiten aumentar la eficiencia del combustible en un 70% y de carga en un 88%; muy por encima de las metas establecidas por el Programa SuperTruck I del Departamento de Energía (DOE).

Este camión concepto fue diseñado y construido utilizando un enfoque de vehículo completo, optimizando el tractor, el remolque, y el tren de potencia para que en conjunto funcionen como un sistema altamente eficiente.

Este programa del DOE, es una iniciativa de investigación y desarrollo de cinco años, cuyo objetivo es mejorar la eficiencia de carga (más carga útil transportada con menos combustible quemado) en un 50% en comparación con un camión modelo base del año 2009.

El nuevo camión está equipado con paneles solares sobre la cabina para alimentar las luces interiores y batería, chasis de aluminio ultraligero y un motor altamente avanzado de 425 HP de potencia, todo lo cual ha permitido mejorar los índices de eficiencia en camiones pesados.

Aerodinámicamente el SuperTruck de Volvo tiene un extremo frontal más corto que los camiones convencionales actuales, un capot con una pendiente descendente más aguda, carenados ligeros laterales a lo largo del tractor y el remolque; y se han sustituido los espejos retrovisores por cámaras.

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Además, los carenados completos de techo, capó y laterales están fabricados de materiales de fibra de carbono con una relación máxima resistencia-peso; estando desarrollando la empresa al mismo tiempo nuevos materiales compuestos con propiedades similares pero a costos más bajos, como la fibra de carbono reciclado.

El chasis está compuesto casi en su totalidad de aluminio reduciendo así su peso a la mitad y contribuyendo a una reducción del peso tractor-remolque de 1.451,50 kg.

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Pero una de las clave en la ganancia de eficiencia global es el motor compacto Volvo de 11 litros, con sistemas avanzados de turbo-carga de inyección de combustible, refrigeración, lubricación, pistones de nuevo diseño que en conjunto de otras mejoras permite alcanzar una eficiencia de hasta el 2,5% según el modelo.

El sistema de propulsión SuperTruck incluye un complejo sistema de recuperación del calor residual, que convierte el calor que normalmente se pierde en el escape en par motor y así aumentar la eficiencia de combustible en un 6,5%.

 

Ver video del motor turbo

https://youtu.be/9PbxmRA9vbs

Plan RenovAr: publican proyectos recibidos

La Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico de Argentina, publicó un resumen preliminar de los resultados globales de las ofertas recibidas por tecnología, por región y un listado provisorio con información básica correspondiente a cada proyecto recibido.

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Primer paso argentino para fortalecer las energías renovables

Las autoridades del Ministerio de Energía y Minería de Argentina presentaron en conferencia de prensa un detalle sobre las ofertas recibidas en la Ronda 1 del Programa RenovAr; destacando que en total se recibieron 123 ofertas de 76 grupos empresarios por un total de 6.366 MW, lo que representa seis veces más de los 1.000 MW inicialmente licitados. La adjudicación de estos MW por encima de los 1.000 inicialmente licitados dependerá de los resultados de la evaluación de las ofertas y de las restricciones que impone la capacidad de transmisión, dijeron los funcionarios

Las ofertas presentadas se discriminan según la tecnología de la siguiente manera: 3.468 MW (49 ofertas) en eólica, 2.834 (58 ofertas) en fotovoltaica, 53 MW (11 ofertas) en biomasa-biogas y 11 MW (5 ofertas) para pequeños aprovechamientos hidroeléctricos.

Con respecto a las regiones, el NO argentino concentró una oferta una oferta de 1.930 MW (23 proyectos), NEA 25 MW (3 proyectos); Litoral ,53 MW (4 proyectos); Centro, 280 MW ((10 proyectos); Provincia de Buenos Aires, 1.207 MW (17 proyectos); Patagonia, 1095 MW (17 proyectos); Comahue 297 (16 proyectos), y Cuyo 759 proyectos con 16 proyectos.

El cronograma de actividades de esta Ronda 1 indica que el próximo día 3 de octubre se realizará la calificación técnica de las propuestas, el 7 de octubre será la apertura de propuestas económicas y el 12 de octubre será la adjudicación de las ofertas.

Ver Presentación:

http://scripts.minplan.gob.ar/octopus/archivos.php?file=6637

La exposición humana a la contaminación

urbanoHasta ahora la mejor manera de medir la exposición humana a la contaminación del aire urbana es mediante el estudio de los niveles de calidad del aire en lugares fijos. Pero un estudio dirigido por investigadores del MIT, demuestra que el uso de la telefonía móvil podría ayudar a estudiar este grave problema con un mayor nivel de detalle.

El estudio se centró en la ciudad de Nueva York y para él se utilizaron los datos de la telefonía móvil para rastrear el movimiento de las personas de manera de obtener una imagen más detallada del grado de exposición a la contaminación en un medio urbano determinado. Para lo cual los investigadores dividieron a la ciudad de Nueva York en 71 distritos, encontrándose en 68 de ellos que los niveles de exposición a material particulado (PM) fueron significativamente diferentes al contabilizarse el movimiento diario de 8,5 millones de personas, con respecto a los niveles medidos por la extensa red de monitoreo de la calidad de aire de la ciudad, que alcanza a 155 localizaciones.

Con la nueva investigación realizada en Senseable City Lab del MIT, la exposición humana a la contaminación del aire puede ser cuantificada con precisión en una escala sin precedentes; considerando los movimientos de varios millones de personas utilizando los datos de ubicación del teléfono celular y la información sobre la medida de contaminación del aire en un barrio. El estudio revela dónde y cuándo los neoyorquinos están en mayor riesgo de exposición a la contaminación del aire, con importantes consecuencias para el medio ambiente y la política de salud pública.

Los investigadores creen que este método de estudio se puede aplicar de manera amplia y crear nuevos niveles de detalle en un importante ámbito de análisis urbano y ambiental.

“Hasta ahora, gran parte de nuestra comprensión de los efectos de la contaminación atmosférica en la salud de la población se ha basado en la relación entre la calidad del aire y la mortalidad y / o morbilidad, en una población que se supone que está en su posición de hogar todo el tiempo “, dice Marguerite Nyhan, investigadora que dirigió el estudio como investigadora postdoctoral en el Sensable City Lab. “La contabilidad de los movimientos de la gente va a mejorar nuestra comprensión de esta relación. Los resultados serán importantes para la evaluación de la salud de la población a futuro”.

Para realizar el estudio, los investigadores examinaron 121 días de datos desde abril a julio de 2013, el uso de muchos tipos de dispositivos inalámbricos de distintos proveedores, y el entrecruzamiento de los datos del teléfono con la información de la Encuesta de la contaminación del aire de la Comunidad Ciudad de Nueva York.

El resultado son “dos mapas diferentes” que representan la exposición a PM, uno que muestra la exposición que tendría una población estática en el hogar, y otro que muestra los niveles de exposición reales dada la dinámica de la movilidad urbana. Mediante este análisis, los investigadores creen haber demostrado una nueva forma para que líderes de la ciudad, los funcionarios de la salud y los planificadores urbanos puedan obtener datos sobre los niveles de contaminación y analizar sus opciones de política.

Fuente:

http://senseable.mit.edu/urban-exposures/

Ver Artículo publicado en Environmental Science & Technology

Primer robot blando controlado por microfluidos

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Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard, integrado por especialistas en impresión 3D, ingeniería mecánica y microfluídica e inspirados en los pulpos; han desarrollado el primer robot autónomo totalmente en material blando, incluso su batería y controles electrónicos;  lo que podría señalar el camino a seguir para futuros desarrollos de esta nueva generación de robot.

Este robot autónomo denominado Octobot, está impreso en 3D y se ha convertido en el primero realizado en material blando sin presencia de electrónica, siendo sólo controlado por microfluidos.

Jennifer Lewis, una de las autoras del trabajo; señala que “a través de nuestro enfoque de ensamblaje híbrido, fuimos capaces de imprimir en 3D cada uno de los componentes funcionales necesarios para el cuerpo de un robot blando, incluyendo el almacenamiento de combustible, potencia y accionamiento, de forma rápida. El Octobot es una realización única, diseñada para demostrar nuestro diseño integrado y la estrategia de fabricación aditiva para incrustar funciones autónomas”.

Para su accionamiento, en el interior del robot se produce una reacción que transforma una pequeña cantidad de combustible líquido (peróxido de hidrógeno) en una gran cantidad de gas que fluye por los brazos de Octobot y se infla como un globo.  La utilización del peróxido de hidrógeno presenta una gran ventaja para el sistema como señala Michael Wehner, co-primer autor del artículo; ya que “una simple reacción química entre el peróxido de hidrógeno y un catalizador, en este caso el platino; nos permite sustituir las fuentes de poder rígidas.”, dijo.

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Para controlar esta reacción, el equipo utilizó un circuito lógico de micro fluidos que es un análogo suave de un simple oscilador electrónico, que controla cuando el peróxido de hidrógeno se descompone en gas.

Todo el sistema es de simple fabricación como dice Ryan Truby, co-autor del trabajo; al señalar que “mediante la combinación de tres métodos de fabricación: litografía blanda, moldeo e impresión en 3D, se puede fabricar rápidamente estos dispositivos”. Y es justamente esta simplicidad del proceso de montaje la que abre el camino para diseños más complejos; como diseñar un robot Octobot que pueda arrastrarse, nadar e interactuar con su entorno.

“Esta investigación es una prueba de concepto”, dijo Truby. “Esperamos que nuestro enfoque para la creación de robots autónomos suaves inspire a investigadores en robótica y científicos de materiales centrados en la fabricación avanzada”

Fuente:

https://www.seas.harvard.edu/news/2016/08/first-autonomous-entirely-soft-robot

Ver videos

https://youtu.be/1vkQ3SBwuU4

https://youtu.be/Y8GGTtq2_NU

Una visión para el futuro de la agricultura

TheDayTheFarmChanged
Tractores autónomos CNH Industrial

Dos nuevos prototipos de tractor con tecnología de conducción autónoma han sido presentados en la Farm Progress Show 2016, la exposición rural más importante de Estados Unidos; por el consorcio CNH Industrial para sus marcas Case IH y New Holland Agriculture.

Con estos prototipos, CNH Industrial pretende posicionarse en un mercado en desarrollo con una propuesta tecnológica de utilidad para los hombres y empresas del campo, con el objetivo de aumentar la producción y la productividad de sus actividades.

Actualmente los modelos de la empresa ya disponen de funciones de guiado automático y sistema telemático, por lo que esta automatización permitirá alcanzar un nivel superior de prestaciones en sus productos.

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New Holland T8 NHDrive Concept
Los tractores prototipos se configuran en dos versiones distintas: el Case IH Magnum que elimina totalmente el operador de cabina; y el New Holland T8 NHDrive que mantiene el concepto tractor con operador de manera de entregar una mayor flexibilidad de funcionamiento con la operación humana tradicional, como puede ser el caso del transporte por carretera y aquellas otras actividades no aptas para la automoción.

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Case IH Magnum Autonomous Concept Tractor

El Case IH Magnum se caracteriza por un diseño distintivo imaginado para la futura era autónoma, al eliminar completamente la cabina del operador y con líneas elegantes, de faros agresivos, guardabarros delantero de fibra de carbono y equipado con luces LED.

Para el control de estos tractores autónomos, se ha desarrollado una interfaz totalmente interactiva que además proporciona información segura en tiempo real, grabación y transferencia de datos operativos.

Para su funcionamiento, al tractor autónomo se le introducen en los mapas de campo los límites a trabajar y el sistema planifica las trayectorias mediante software que traza los recorridos más eficientes para los equipos y con un mínimo de intervención del operador.

También el sistema permite organizar las actividades de forma automática para aplicar anchos y traza de caminos más eficaces cuando se trabaja con varios equipos, incluyendo aquellos que operan con diferentes anchos a trabajar y, con mayores o menores requisitos de funcionamiento.

Todas las actividades programadas pueden ser monitoreadas y controladas ya sea a través de una PC de escritorio o mediante una interfaz de tableta portátil; permitiendo a los usuarios acceder a los datos dondequiera que se encuentren; facilitando la toma de decisiones en tiempo adecuado para mejorar la eficiencia operativa y la productividad; manteniendo el control total del proceso y la propiedad de los datos.

Ambos diseños tienen en común un sistema para la detección completa, que incluye radar, LIDAR (Light Detection and Ranging) y cámaras de vídeo para la detectar y evitar obstáculos en la trayectoria del tractor o del implemento, de manera de garantizar un funcionamiento seguro y eficiente de los equipos.

También disponen de un sistema de alarmas para parámetros críticos, como puede ser en el caso de niveles bajos de combustible o de semilla o la pérdida de control de funciones críticas; lo que provoca la detención automática del vehículo autónomo por razones de seguridad.

Para CNH Industrial, estos prototipos de tractor autónomo representan “el siguiente paso” en su estrategia de innovaciones para lograr un futuro sostenible y productivo para la agricultura.

Fuente:

http://www.cnhindustrial.com/en-us/media/thedaythefarmchanged/Pages/default.aspx

Ver video:

https://youtu.be/T7Os5Okf3OQ

Usuarios de energía “negavatios”

La demanda de energía eléctrica varía a lo largo de un día en función de las distintas actividades económicas y sociales que desarrollamos; las cual debe ser atendida por las empresas de suministro en consideración la variabilidad en cantidad, la calidad y temporalidad de dicha demanda.

Desde el punto de vista de la generación, lo ideal sería satisfacer la demanda de los usuarios con la máxima flexibilidad posible, sin considerar el grado de necesidad energética en cuanto al momento, lugar y hora de esa demanda

Ese objetivo pronto podría alcanzarse, si los propios consumidores se convierten en consumidores activos de energía, lo que significa tener la capacidad de vender la energía que no han usado devolviéndola a la red a precio de pool.

Con esta capacidad de respuesta de la demanda o “negavatios”, como le llaman a la unidad de demanda de electricidad retirada de la red a través de la reducción de consumo; los consumidores se convierten en actores activos del sistema de suministro de energía mediante la modificación de sus patrones de consumo.

Pero esta conversión en actores activos está fuertemente condicionada con el necesario cambio cultural que significa modificar patrones de consumo generalmente muy arraigados. Entones, ¿cómo hacemos para convencerlos?

Para la consultora EY hay varias formas de lograrlo y para ello proponen varias soluciones posibles, todas las cuales necesitan de la implicación del consumidor final en el proceso y que el sector eléctrico elabore una propuesta lo suficientemente atractiva para que los clientes se replanteen el consumo y uso de la electricidad, y el regulador les premie por ello y les incentive en su compromiso.

Para ello, una posibilidad de solución sería incentivar a los consumidores para que se ajusten a las necesidades del mercado en tiempo real, utilizando para ello mensajería móvil o teléfonos inteligentes. De tal forma que si se necesita que bajen su consumo eléctrico, se les podría ofrecer una recompensa de 10 euros; y si la necesidad de reducción no es tan urgente; la recompensa podría ser de solo 1 euro. Otra opción propuesta es informar a los consumidores sobre recompensas automáticas; por las cuales se premia la reducción del consumo eléctrico a una hora determinada todos los días.

En definitiva, se trata de que los consumidores jueguen un papel activo en tiempo para lograr el equilibrio de la red, de tal manera de crear un sistema de oferta y demanda verdaderamente dinámico y flexible.

Fuente:

http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/ey-negawatts-the_answer-to-the-volatile-grid/$FILE/ey-negawatts-the%20answer-to-the-volatile-grid.pdf

Materiales avanzados para una mayor eficiencia

Considerando que una reducción del 10% en el peso de un vehículo puede significar una mejora en la economía de combustible entre el 6 y el 8 por ciento, al necesitarse menos energía para acelerar un objeto más liviano que uno más pesado; los materiales ligeros ofrecen un gran potencial para aumentar la eficiencia de los vehículos.

En este sentido, los materiales avanzados son esenciales para impulsar la economía de combustible en los automóviles modernos manteniendo la seguridad y el rendimiento. La sustitución de hierro fundido y componentes de acero tradicionalmente utilizados en la industria automotriz, por materiales ligeros tales como acero de alta resistencia, aleaciones de magnesio (Mg), aleaciones de aluminio (Al), fibra de carbono, y compuestos de polímeros; pueden reducir directamente el peso de la carrocería y el chasis de un vehículo hasta en un 50 por ciento y, por tanto; reducir el consumo de combustible del vehículo. Pero el uso de materiales ligeros también es importante en el caso de los vehículos híbridos y eléctricos; ya que permiten compensar el peso de los sistemas de energía tales como baterías y motores eléctricos, la mejora de la eficiencia y el aumento de su rango eléctrico. El uso de materiales ligeros podría resultar en la necesidad de una batería más pequeña y un menor coste mientras se mantiene el rango eléctrico de vehículos constante.

Además el uso de materiales ligeros, permite que los vehículos puedan llevar sistemas avanzados de control de emisiones adicionales, dispositivos de seguridad, y sistemas electrónicos integrados sin aumentar el peso total del vehículo.

La investigación y desarrollo de este tipo de materiales es esencial para la reducción de su costo, aumentando su capacidad para ser reciclados, lo que permite su integración en los vehículos, y la maximización de sus beneficios de economía de combustible.

En el corto plazo, la sustitución de componentes de acero pesado con materiales como el acero de alta resistencia, aluminio o materiales compuestos poliméricos reforzados puede reducir el peso del componente entre el 10 y el 60 por ciento. A nivel científico ya se entienden las propiedades de estos materiales y los procesos de fabricación asociados; trabajándose actualmente para reducir sus costos y mejorar los procesos para la unión, el modelado y el reciclaje de estos materiales.

En un más largo plazo, los materiales avanzados como el magnesio y fibra de carbono reforzado con materiales compuestos podrían reducir el peso de algunos componentes en un 50 y un 75 por ciento.

La ciencia computacional de materiales puede además, acelerar el proceso de introducción de estos nuevos materiales mediante la simulación de experimentos acortando los tiempos de aplicación y la creación de diseños de vehículos que maximizan el potencial de estos materiales.

Fuente:

http://energy.gov/eere/vehicles/vehicle-technologies-office-lightweight-materials-cars-and-trucks

Ver Video:

 https://youtu.be/Y5hDgxTUZnE

El MIT premia proyecto argentino de ahorro energético

confortEl prestigioso Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) organizó una competencia internacional denominada Climate Colab; cuyo objetivo es aprovechar la inteligencia colectiva de miles de personas de todo el mundo para hacer frente al cambio climático global.

Para lo cual el Centro de Inteligencia Colectiva del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), ha desarrollado una plataforma de crowdsourcing donde la gente trabaja con expertos y entre sí para crear, analizar y seleccionar las propuestas detalladas de qué hacer con el cambio climático.

Con el objetivo de dar una respuesta a la consigna de ¿Cómo puede la industria innovar para afrontar los retos de sostener un clima saludable y cumplir con las exigencias sociales de bienes y servicios?; un proyecto energético elaborado por ingenieros y estudiantes argentinos obtuvo el primer premio de la competencia.

Este proyecto premiado está orientado al ahorro de energía y a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero por el uso de los equipos de aire acondicionado residenciales, mediante la regulación de la industria a nivel mundial para que todo equipo nuevo de aire acondicionado trabaje a un mínimo de 25ºC (77ºF); lo cual requerirá de los gobiernos de todo el mundo para el establecimiento de un régimen regulatorio global para todos los fabricantes de aire acondicionado. Para los equipos que ya están en uso, se plantea la utilización de un controlador intermedio inteligente, dispositivo que permitirá que el aire acondicionado gaste menos y brinde más confort, según indicó un comunicado del ITBA.

El proyecto fue coordinado por el ingeniero Eduardo Fracassi, líder de la iniciativa de Sensibilización de Cambio Climático y coordinador del grupo del Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), que integran un total de nueve estudiantes de esa institución.

La propuesta permitiría ahorrar 14,07% del consumo de energía por el uso de equipos de aire acondicionado residencial en todo el mundo, ó 1,68% del suministro mundial de energía; lo que representa un ahorro de 327 TWh / año equivalentes y unos 29500 millones de dólares ahorrados por año.

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Según los autores del trabajo, la humedad relativa es factor muy importante para el confort humano y en este sentido 25ºC (77ºF) es una temperatura que está dentro de la zona de confort por casi todos los valores de humedad relativa; además el ahorro de energía demuestra una gran sensibilidad al cambio de temperatura, ya que cambiar esta de 23 a 25°C, permite incrementar el ahorro de energía en un 350%.

De lograr implementarse la propuesta a nivel global, se estima que además de los ahorros indicados de energía y dinero, se reducirían las emisiones en 194 MtCO2e/año en todo el mundo.

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Como referencia de la magnitud que significan estos valores, en el estudio se indica que un ahorro de 194 MtCO2e es equivalente a las emisiones de gases de efecto invernadero de países como Vietnam, Emiratos Árabes Unidos, Argentina o Venezuela; un ahorro de 327 TWh es igual a la bioenergía generada en el mundo en 2011 o a la energía consumida por el Reino Unido o Italia por año y, 29500 millones de dólares es igual al PIB de países como Paraguay, Letonia, Camerún, Trinidad y Tobago o Bolivia.

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