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La tecnología sostenible · Sostenibilidad y diseño

Transporte y sostenibilidad

Te conviene dominar: El impacto ambiental de la tecnología (grado octavo de Básica Secundaria)

Cada mañana, miles de estudiantes de Bogotá llegan al colegio en carro con un solo ocupante, en TransMilenio, en el SITP, en bicicleta o caminando. ¿Todos esos trayectos contaminan lo mismo por persona? Para responder con datos y no con eslóganes, necesitamos medir la energía y las emisiones por persona y por kilómetro. Al final de la página vuelves a esta pregunta.

Consumo de energía por modo de transporte

Gráfica de barras del consumo de energía en megajoules por persona y kilómetro: carro con un ocupante 1,9, carro con 4 personas 0,48, metro 0,25, bus con 20 pasajeros 0,14 y bicicleta casi cero. Consumo de energía (MJ por persona y km) 0 1 2 1,9 0,48 0,25 0,14 ≈0 carro solo carro 4 personas metro bus bici
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Ordena de menor a mayor impacto ambiental por persona en un trayecto urbano y justifica el orden: carro con un solo ocupante, bus, bicicleta y metro.

Ordena de menor a mayor impacto ambiental por persona en un trayecto urbano y justifica el orden: carro con un solo ocupante, bus, bicicleta y metro.

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Ordena estas energías de transporte de menor a mayor emisión al circular y justifica el orden: gasolina, electricidad de origen renovable, diésel (ACPM) y energía humana…

Ordena estas energías de transporte de menor a mayor emisión al circular y justifica el orden: gasolina, electricidad de origen renovable, diésel (ACPM) y energía humana (bicicleta).

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Un bus urbano consume el equivalente a 8 litros de diésel cada $100\ \text{km}$ y lleva en promedio 20 pasajeros; un carro gasta 6 litros cada $100\ \text{km}$ con un…

Un bus urbano consume el equivalente a 8 litros de diésel cada $100\ \text{km}$ y lleva en promedio 20 pasajeros; un carro gasta 6 litros cada $100\ \text{km}$ con un único ocupante. Calcula el consumo por pasajero y cada $100\ \text{km}$ en ambos casos y comenta el resultado.

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Emisiones de CO₂ y ciclo de vida del auto eléctrico

Gráfica de barras con las emisiones de CO₂ en gramos por persona y kilómetro: avión de corto recorrido 170, carro con un ocupante 120, bus 70, metro 30 y bicicleta o caminar 0. 0 50 100 150 g de CO₂ por persona y km 170 120 70 30 0 avión corto carro solo bus metro bici / a pie

De litros de combustible a kilogramos de CO₂

A veces no te dan los gramos por kilómetro, sino cuánto combustible gasta un vehículo. Entonces hay dos pasos: primero calculas los litros y luego los conviertes con un factor de emisión (kg de $\text{CO}_2$ por litro). Quemar un litro de diésel (ACPM) libera unos $2{,}6\ \text{kg}$ de $\text{CO}_2$ y uno de gasolina, unos $2{,}3\ \text{kg}$. Con electricidad es igual: $\text{kWh} \times$ factor de emisión de la red.

Compensar la huella de una obra

Construir una línea de metro, un puente o una ciclorruta también emite $\text{CO}_2$ (maquinaria, concreto, acero) antes de que alguien la use. Para saber si «se paga» ambientalmente, divides esa huella inicial entre lo que se ahorra en cada viaje.

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La gráfica compara las emisiones de CO₂ por viajero y kilómetro de varios medios de transporte. Calcula las emisiones de ir y volver al colegio ($15\ \text{km}$ en…

La gráfica compara las emisiones de CO₂ por viajero y kilómetro de varios medios de transporte. Calcula las emisiones de ir y volver al colegio ($15\ \text{km}$ en total) en carro y en bus, y expresa cuántas veces más emite una opción que la otra.

50 100 150 200 250 g CO₂/km 250 120 70 40 0 avión carro bus tren bici
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Veinte alumnos que recorren $4\ \text{km}$ al día en carro para ir al colegio deciden cambiar a la bicicleta. Con estos datos por pasajero: $120\ \text{g}$ de CO₂ por…

Veinte alumnos que recorren $4\ \text{km}$ al día en carro para ir al colegio deciden cambiar a la bicicleta. Con estos datos por pasajero: $120\ \text{g}$ de CO₂ por kilómetro en carro frente a $0\ \text{g}$ en bici, calcula cuántos kilogramos de CO₂ se evitan en un mes de 20 días lectivos.

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Una familia hace dos viajes diarios de $10\ \text{km}$ en carro durante 220 días al año. Tomando $120\ \text{g}$ de CO₂ por kilómetro en carro y $70\ \text{g}$ en bus,…

Una familia hace dos viajes diarios de $10\ \text{km}$ en carro durante 220 días al año. Tomando $120\ \text{g}$ de CO₂ por kilómetro en carro y $70\ \text{g}$ en bus, calcula las emisiones anuales actuales y cuánto se reducirían si la mitad de los trayectos se hicieran en bus.

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El carro eléctrico no emite gases al circular, pero ¿significa eso que es de «cero emisiones»? Razona la respuesta usando la idea del ciclo de vida: fabricación de las…

El carro eléctrico no emite gases al circular, pero ¿significa eso que es de «cero emisiones»? Razona la respuesta usando la idea del ciclo de vida: fabricación de las baterías y origen de la electricidad.

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Una empresa con 200 empleados adopta un modelo de 3 días semanales de teletrabajo. Al año, su auditoría ambiental registra los siguientes datos medios: Se evitan 4500 km…

Una empresa con 200 empleados adopta un modelo de 3 días semanales de teletrabajo. Al año, su auditoría ambiental registra los siguientes datos medios:

  • Se evitan 4500 km al año por empleado en carro diésel (consumo: 5,8 L/100 km; 2,6 kg CO₂/L).

  • Un 20 % de la planta de personal se ha trasladado a vivir a municipios situados a 60 km, duplicando la distancia de viaje durante los dos días presenciales respecto a su situación anterior.

  • El consumo eléctrico y de calefacción en las viviendas ha subido en promedio 1,8 kWh por teletrabajador y día teletrabajado (factor de emisión: 0,22 kg CO₂/kWh).

  1. a) Interpreta estos datos y predice si el teletrabajo garantiza por sí solo una reducción neta de emisiones o si puede aparecer un «efecto rebote» que anule el beneficio.
  2. b) Realiza una estimación numérica del balance anual neto de emisiones (CO₂ evitado en transporte frente a CO₂ adicional por consumo doméstico y traslados lejanos).
  3. c) Diseña dos pautas de gestión de la movilidad que la empresa debería aplicar para que el teletrabajo reduzca de verdad su huella ecológica corporativa.
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Movilidad activa, intermodalidad y última milla

Trayecto intermodal: una persona va en bicicleta hasta la estación, viaja en metro y termina caminando hasta su destino. estación bici hasta la estación metro a pie al destino
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Explica qué es una «ciclorruta protegida» y por qué aumenta mucho más el uso de la bicicleta que una simple línea pintada sobre la calzada.

Explica qué es una «ciclorruta protegida» y por qué aumenta mucho más el uso de la bicicleta que una simple línea pintada sobre la calzada.

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¿Qué es un viaje «intermodal»? Describe un ejemplo realista de trayecto a tu colegio combinando bicicleta, tren y caminar, y qué hace falta para que esa combinación sea…

¿Qué es un viaje «intermodal»? Describe un ejemplo realista de trayecto a tu colegio combinando bicicleta, tren y caminar, y qué hace falta para que esa combinación sea cómoda.

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Nombra tres ventajas de caminar o ir en bicicleta al colegio que no sean ambientales (salud, ahorro, autonomía) y explícalas con una frase.

Nombra tres ventajas de caminar o ir en bicicleta al colegio que no sean ambientales (salud, ahorro, autonomía) y explícalas con una frase.

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Logística de última milla sostenible

Para hacer más sostenible el reparto final se combinan dos ideas: reducir los viajes y usar vehículos más limpios. Así se evita que muchas motos y camionetas recorran las mismas cuadras casi vacías.

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Explica qué es la «logística de última milla» y describe dos formas de hacerla más sostenible (puntos de recogida comunes, bicicletas de carga, camionetas eléctricas),…

Explica qué es la «logística de última milla» y describe dos formas de hacerla más sostenible (puntos de recogida comunes, bicicletas de carga, camionetas eléctricas), con sus ventajas.

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Vehículo compartido y carro compartido

Un carro particular pasa estacionado más del 90 % del tiempo. Un carro de uso compartido lo aprovechan muchas personas a lo largo del día. Por eso un servicio de este tipo puede reducir el número total de carros de una ciudad: quien lo usa para viajes ocasionales puede dejar de comprar uno, y cada carro compartido libera varios cupos de parqueo.

El carpool funciona distinto: el carro emite casi lo mismo con una persona que con cuatro, así que las emisiones por pasajero se dividen entre los ocupantes. Si un carro emite $120\ \text{g}$ por kilómetro con una persona, con cuatro son unos $30\ \text{g}$ por persona. Compartir no contamina «lo mismo, repartido»: contamina mucho menos por persona, y además quita carros de la calle, reduce el tráfico, necesita menos parqueaderos y baja el ruido. Tiene un límite: hay que coordinar horarios y rutas.

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Explica qué es un servicio de vehículo compartido (carros o motos de alquiler por minutos) y razona en qué casos puede reducir el número total de carros de una ciudad.

Explica qué es un servicio de vehículo compartido (carros o motos de alquiler por minutos) y razona en qué casos puede reducir el número total de carros de una ciudad.

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Un carro de 1300 kg consume 5,5 L de gasolina cada 100 km cuando viaja solo el conductor. Cada pasajero adicional de 75 kg incrementa el consumo del vehículo en…

Un carro de 1300 kg consume 5,5 L de gasolina cada 100 km cuando viaja solo el conductor. Cada pasajero adicional de 75 kg incrementa el consumo del vehículo en aproximadamente 0,1 L cada 100 km (dato: quemar 1 L de gasolina emite 2,3 kg de CO₂).

  1. a) Rebate cuantitativamente la afirmación «compartir carro contamina lo mismo que ir solo, solo que repartido», calculando y comparando las emisiones en gramos de CO₂ por pasajero·km cuando viaja solo el conductor frente a cuando viajan 4 personas juntas.
  2. b) Si en una zona industrial de 1200 trabajadores se fomenta el carro compartido y la ocupación media sube de 1,1 a 2,2 personas por vehículo, predice cuántos carros menos circularán y cuántos metros cuadrados de parqueadero se liberarán (estima 12 m² por puesto).
  3. c) Justifica por qué reducir un 10 % el número de vehículos en horas pico puede reducir el tiempo perdido en trancones en más de un 30 %.
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Peatonalizar y el comercio local

Peatonalizar una calle es cerrarla al tráfico motorizado para que la usen personas a pie (y a veces en bici). Un ejemplo conocido es la carrera Séptima en el centro de Bogotá. Quienes tienen un negocio suelen temer que sin carros lleguen menos clientes. Pero muchos clientes de una calle comercial ya llegan caminando o en transporte público, y quien camina pasa más lento, ve los aparadores y compra por impulso y de proximidad. Por eso, con frecuencia, las ventas se mantienen o suben. Aun así, hay que acompañar el cambio.

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Una ciudad peatonaliza su centro y el comercio local teme perder clientes. Analiza qué suele ocurrir con las ventas cuando aumentan los peatones (más paso a pie, más…

Una ciudad peatonaliza su centro y el comercio local teme perder clientes. Analiza qué suele ocurrir con las ventas cuando aumentan los peatones (más paso a pie, más compras de cercanía) y qué medidas de acompañamiento pondrías durante el cambio.

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Vehículos ligeros: patineta eléctrica y bicicleta

En trayectos urbanos cortos (de 2 a 5 km) compiten dos vehículos ligeros: el monopatín o patineta eléctrica y la bicicleta. Para compararlos usa los mismos criterios siempre y reconoce que cada uno tiene sus puntos fuertes.

Criterio Patineta eléctrica Bicicleta
Energía Batería: del orden de $15\ \text{Wh}$ por km (unos $45\ \text{Wh}$ en $3\ \text{km}$), más la fabricación de la batería La pone tu cuerpo; no hay batería que fabricar ni cargar
Ejercicio Casi nulo Sí: mejora la salud, aunque puedes llegar sudado
Seguridad Ruedas pequeñas y más velocidad en baches; pide casco y ciclorruta Mayor estabilidad; también pide casco, luces y ciclorruta
Lluvia o frío La batería rinde menos con frío; el piso mojado resbala El frío se resiste con ropa; la lluvia incomoda igual
Esfuerzo y distancia Útil en subidas y trayectos más largos Exige más esfuerzo en subidas
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Compara patineta eléctrica y bicicleta para trayectos urbanos de $3\ \text{km}$: energía consumida, ejercicio físico, seguridad y comportamiento con lluvia o frío.…

Compara patineta eléctrica y bicicleta para trayectos urbanos de $3\ \text{km}$: energía consumida, ejercicio físico, seguridad y comportamiento con lluvia o frío. Defiende una opción reconociendo los puntos fuertes de la otra.

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Planificación de la movilidad sostenible

Diagrama escalonado: a pie o en bicicleta para distancias cortas, bus o metro en trayectos urbanos, tren o carro compartido en distancias largas, y carro individual o avión solo si no hay alternativa. 0 km distancia larga a pie / bici bus / metro tren / carro compartido carro solo / avión

Rutas escolares seguras

Una ruta escolar segura organiza que los estudiantes lleguen al colegio caminando o en bici, en grupo y con adultos. Se arma así: 1) Datos: dónde vive cada estudiante, distancia, cruces peligrosos, alumbrado y andenes. 2) Recorridos: agrupa a quienes viven cerca y traza rutas por las calles más seguras. 3) Horarios y coordinadores: puntos de encuentro, horas fijas y una persona responsable por ruta. 4) Indicadores: número de participantes, porcentaje que llega a pie o en bici, incidentes y carros en la entrada.

Transporte masivo: tranvía o buses eléctricos

Cuando una ciudad decide entre dos sistemas de transporte masivo, los compara con los mismos criterios. Los valores siguientes son órdenes de magnitud de referencia, no datos de una ciudad concreta.

Criterio Tranvía Bus eléctrico
Infraestructura Cara: vías, cableado y obra civil Barata: usa calles existentes (más si lleva carril confinado)
Capacidad por unidad Alta (unos 200 a 300 pasajeros) Media (unos 80 a 160 con articulado)
Flexibilidad Baja: la ruta es fija Alta: se cambia la ruta fácilmente
Emisiones en uso Cero en el vehículo Cero en el vehículo
Ciclo de vida Obra muy intensiva, pero larga vida útil Batería y flota se renuevan antes

Un ejemplo local son los buses eléctricos del SITP en Bogotá.

La capacidad de una línea se calcula con: pasajeros por hora = pasajeros por unidad × viajes por hora.

Un índice para medir la movilidad de un colegio

Para comparar colegios o años se resume la movilidad en un solo número: el índice ponderado. Cada modo recibe un coeficiente entre 0 y 1 (más alto, más sostenible) y se multiplica por su porcentaje: $I = 100 \cdot (P_1 f_1 + P_2 f_2 + \dots)$, con $f$ la fracción de estudiantes de cada modo. Los coeficientes se justifican con las emisiones por persona.

Horario de un bicibús

Un horario se calcula con $t = d \div v$. Los tiempos de parada se suman al final.

Reto: auditoría de movilidad y energía del hogar

En una hoja de cálculo (por ejemplo LibreOffice Calc) organiza una tabla con columnas de dato, valor, unidad y fuente. Registra el consumo mensual en kWh de una factura real, calcula las emisiones con $E = \text{kWh} \cdot f$ y suma las de tus trayectos con $E = e \cdot d$. Consulta en el IDEAM la radiación solar y la temperatura de tu municipio, y propón medidas con su ahorro estimado.

Vuelve al principio: por persona y por kilómetro, la bici y caminar casi no emiten, el metro y el bus con buena ocupación emiten poco, y el carro con un solo ocupante emite mucho más.

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Explica qué es la movilidad sostenible y menciona tres acciones concretas que una ciudad puede tomar para promoverla.

Explica qué es la movilidad sostenible y menciona tres acciones concretas que una ciudad puede tomar para promoverla.

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Una alcaldía quiere reducir el tráfico del centro. Analiza estas cuatro medidas —ciclorruta, peatonalización, parqueadero disuasorio a las afueras y bus de acercamiento—…

Una alcaldía quiere reducir el tráfico del centro. Analiza estas cuatro medidas —ciclorruta, peatonalización, parqueadero disuasorio a las afueras y bus de acercamiento— y ordénalas por rapidez de implementación y por efecto esperado, justificando tus criterios.

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Una auditoría de movilidad en tu colegio (600 estudiantes) revela que el 45 % llega en carro particular (con una ocupación media de 1,1 estudiantes/vehículo), el 30 % en…

Una auditoría de movilidad en tu colegio (600 estudiantes) revela que el 45 % llega en carro particular (con una ocupación media de 1,1 estudiantes/vehículo), el 30 % en bus y el 25 % a pie o en bicicleta, lo que provoca graves trancones y situaciones de riesgo en la puerta a las 8:00.

  1. a) Diseña un plan de movilidad escolar con tres medidas técnicas u organizativas concretas que tengan como objetivo reducir los desplazamientos en carro al menos a la mitad en un año escolar.
  2. b) Define dos indicadores cuantitativos verificables (especificando su fórmula de cálculo y unidad de medida) para que la rectoría evalúe mensualmente la eficacia del plan.
  3. c) Justifica una intervención física de bajo costo en la vía pública frente al colegio (urbanismo táctico) que aumente la seguridad de los estudiantes que llegan de forma activa.
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Se quiere poner en marcha una línea de «bicibús» escolar para llegar a las 8:20 al colegio con las siguientes condiciones técnicas: Longitud total de la ruta: 3,6 km por…

Se quiere poner en marcha una línea de «bicibús» escolar para llegar a las 8:20 al colegio con las siguientes condiciones técnicas:

  • Longitud total de la ruta: 3,6 km por calzada urbana compartida.

  • Paradas intermedias: Parada 1 (km 0,9), Parada 2 (km 1,8) y Parada 3 (km 2,7).

  • Velocidad media de pedaleo del convoy: 12 km/h.

  • El recorrido cruza una glorieta conflictiva de dos carriles sin semáforo en el km 2,2.

  1. a) Diseña el horario técnico de la ruta calculando las horas exactas de salida y de paso por cada parada, añadiendo 2 minutos de parada técnica en cada punto para que suban los alumnos y llegando con 10 minutos de antelación al colegio.
  2. b) Propón un protocolo operativo y medidas técnicas de calmado de tráfico para atravesar de forma segura la glorieta del km 2,2 garantizando la prioridad del convoy ciclista.
  3. c) Define dos indicadores cuantitativos para evaluar el impacto del bicibús tras seis meses de funcionamiento.
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Una propuesta electoral promete sustituir el 100 % de los 150 000 carros de combustión de una ciudad por carros eléctricos en 8 años, manteniendo inalterada la malla…

Una propuesta electoral promete sustituir el 100 % de los 150 000 carros de combustión de una ciudad por carros eléctricos en 8 años, manteniendo inalterada la malla vial y el número total de vehículos en circulación.

  1. a) Analiza críticamente qué problemas urbanos resuelve esta medida y en qué medida mejora la calidad del aire local y el confort acústico.
  2. b) Rebate técnicamente por qué esta medida no soluciona el problema de la congestión, la accidentalidad, la ocupación del espacio público (sabiendo que un carro permanece parqueado el 95 % de su vida útil ocupando unos 12 m²) ni la contaminación por partículas PM10 y PM2,5 procedentes del rozamiento de llantas y frenos en vehículos que pesan entre un 15 % y un 25 % más debido a la batería.
  3. c) Diseña una propuesta alternativa para redistribuir la sección transversal de una avenida urbana de 20 metros de ancho (actualmente 4 carriles de carros y 2 franjas de parqueo) priorizando la eficiencia modal y la sostenibilidad ambiental.
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Un colegio de 800 estudiantes ha obtenido los siguientes porcentajes en su encuesta de transporte: Modo A (Movilidad activa: a pie, bicicleta o patineta sin motor): 30 %…

Un colegio de 800 estudiantes ha obtenido los siguientes porcentajes en su encuesta de transporte:

  • Modo A (Movilidad activa: a pie, bicicleta o patineta sin motor): 30 %

  • Modo B (Transporte colectivo: bus escolar o urbano): 40 %

  • Modo C (Carro compartido con 2 o más estudiantes): 10 %

  • Modo D (Carro particular individual con 1 estudiante): 20 %

  1. a) Diseña una fórmula matemática para obtener un «Índice de Sostenibilidad de la Movilidad» ($I_{SM}$) que puntúe de 0 a 100. Asigna a cada modo un coeficiente de ponderación entre 0 y 1 ($P_A, P_B, P_C, P_D$) justificando los valores elegidos según su eficiencia energética y ocupación de vía pública.
  2. b) Calcula el valor actual de $I_{SM}$ del colegio con tu fórmula.
  3. c) Si el colegio instala casilleros y bicicleteros cubiertos y consigue que la mitad de los estudiantes que venían en carro individual (Modo D) pasen a la movilidad activa (Modo A), calcula el nuevo índice y predice cuántos carros diarios dejarán de congestionar la entrada del colegio.
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Reto del tema. Auditoría y plan de transición ecológica de tu hogar. Transforma tu vivienda en un modelo de eficiencia, sostenibilidad y accesibilidad mediante una…

Reto del tema. Auditoría y plan de transición ecológica de tu hogar.

Transforma tu vivienda en un modelo de eficiencia, sostenibilidad y accesibilidad mediante una propuesta técnica realizada con LibreOffice.

  1. Toma de datos: Consulta en la web del IDEAM la radiación solar y temperaturas medias de tu municipio. Anota en una hoja de cálculo el consumo mensual en $\text{kWh}$ de una factura de energía real y estima las emisiones de $\text{CO}_2$ asociadas a tus trayectos semanales al colegio.

  2. Diagnóstico técnico: Analiza la orientación de las ventanas, la ventilación cruzada, el aislamiento térmico y detecta posibles barreras arquitectónicas de acceso (anchura de puertas inferior a $0,8\text{ m}$ o falta de espacio de giro de $1,5\text{ m}$).

  3. Propuesta de rediseño: Elabora un informe técnico breve con:

  4. Medidas pasivas bioclimáticas (sombreamiento, aislamiento) y adaptaciones de accesibilidad universal.

  5. Mejora de instalaciones activas (iluminación LED, aerotermia o domótica para control de consumo).

  6. Plan de movilidad sostenible que sustituya trayectos contaminantes y reduzca tu huella semanal al menos un $30\,\%$.

Se valorará:

  • Rigor en la obtención de datos reales y cálculo de consumos con LibreOffice Calc.

  • Viabilidad y justificación técnica de las soluciones bioclimáticas y de accesibilidad propuestas.

  • Coherencia del plan de movilidad y cuantificación del ahorro energético y de emisiones.

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Resumen

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