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A buena temperatura (Climatización y Filtración)
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Conozca algunas innovadoras tecnologías de climatización que aportan a la eficiencia energética y al cuidado del medio ambiente.
Revista Nº 89 noviembre-diciembre 2007
Preocuparse de la eficiencia energética de su sistema de climatización le puede venir muy bien a su bolsillo. De acuerdo a los cálculos de especialistas, en un sistema de generación térmica poco eficiente -muchos de los cuales se utilizan para tareas de calefacción-, se pierde hasta un 40% de energía por distintos factores físicos, con lo cual se aprovecha apenas el 60% del recurso energético.
Por el contrario, en un sistema de mayor eficiencia, las pérdidas suelen llegar sólo al 10% mientras que la transferencia de energía útil alcanza el 90%. Todo eso, por cierto, se traduce en una diferencia importante en los gastos que una empresa o una casa puede generar por este concepto.
Es por ello que cuando tenga que decidir qué equipo incorporar a su sistema de climatización le conviene tomar en cuenta el nivel de consumo energético de las distintas tecnologías, así como el real aprovechamiento que estas opciones logran de la energía. Más aún, considerando que estos factores también inciden en la performance ambiental de los sistemas.
A continuación se exponen cuatro soluciones térmicas que presentan un alto estándar de eficiencia energética y que también aportan al cuidado del medio ambiente: los paneles solares, las calderas de condensación, las bombas de calor y las calderas de pellets.
Calor Solar
El sol nos entrega una cantidad de energía diaria que supera en más de 100 veces lo que toda la humanidad consume en un año.
En ese contexto, cada vez se registran más esfuerzos para desarrollar tecnologías que permitan captar y aprovechar la energía solar para la satisfacción de nuestras necesidades térmicas.
Esta opción tiene un importante beneficio ambiental: estudios validados recientemente establecen que un panel solar de 2 metros cuadrados (medida prácticamente estándar de estas tecnologías) puede evitar la emisión de 1 tonelada de dióxido de carbono (CO2) al año. Vale decir, esta es una opción que contribuye a frenar el calentamiento global.
Paradójicamente, los países que lideran el desarrollo de tecnologías solares térmicas (Alemania, Francia, Inglaterra, etc.) están en el hemisferio norte, donde el nivel de radiación es un 30% más bajo en promedio que en el hemisferio sur.
“Las condiciones de radiación solar que existen en el norte de Chile superan cuantitativamente a cualquier otro lugar en el mundo, mientras que en la zona centro-sur del país hay un promedio de 900 kW/m2 en el año. Considerando esta ventaja natural y además que tenemos insumos energéticos más caros, se dan las condiciones para hacer rentables inversiones con el uso de la energía solar”, señala Patricio Geni, ingeniero civil mecánico de la empresa Anwo, especializada en el área de climatización.
Enfatiza Geni que a partir de los estudios y aplicaciones concretas realizadas en Chile, se ha logrado establecer que los sistemas térmicos solares pueden satisfacer más del 50% de la demanda de agua caliente sanitaria, en más del 80% del territorio nacional. Esta opción, en todo caso, se debe complementar con sistemas de energía auxiliar que permitan suplir el resto de la demanda de agua caliente sanitaria, especialmente en los meses de invierno.
Calderas de Condensación
Otra tecnología con altos estándares de eficiencia energética y cuidado ambiental son las calderas de condensación. Estos equipos se han incorporado recientemente al mercado nacional, pero se utilizan de manera profusa en Europa como sistema central de calefacción y agua caliente sanitaria en edificios y residencias particulares.
“Las calderas de condensación producen agua caliente a baja temperatura (entre 40º y 60º), con un mínimo impacto ambiental. Normalmente los humos o gases de combustión de cualquier sistema de generación se liberan a la atmósfera a altas temperaturas. A través de la condensación (paso de estado gaseoso a estado líquido), se produce un calor latente que estas calderas recuperan e incorporan al circuito de recirculación interno y al proceso de generación de energía”, explica Geni.
Añade que los gases que finalmente se liberan al medio ambiente tienen mucho menos temperatura, lo que disminuye de modo considerable la formación de contaminantes y el impacto ambiental de estas emisiones. De hecho, se estima que las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) pueden reducirse en un 80%, mientras que las de CO2 se rebajan en un 90%.
Al comparar las calderas de condensación con las convencionales se advierte que estas últimas tienen un promedio de pérdida de un 21% en los gases de combustión, alcanzando una eficiencia cercana al 90%. Los sistemas de condensación, en tanto, logran factores de eficiencia de un 110% producto de la recirculación de los gases de combustión.
Con esta tecnología, además, se puede obtener un 30% de ahorro energético estimado en función del consumo global de gas para una vivienda, considerando agua caliente sanitaria y calefacción. Si esta alternativa se complementa con un sistema de generación solar, el nivel de ahorro bordea el 60%. Para el usuario esto se traduce en una rebaja potencial de un 35% en la cuenta del gas.
Aunque las calderas de condensación tienen un costo inicial mayor que un equipo térmico convencional, su mayor eficiencia permite recuperar la inversión en dos a tres años.
Bombas de Calor
Las bombas de calor son otra alternativa a tener en cuenta dado su alto grado de eficiencia y su menor impacto ambiental.
Patricio Geni indica: “Estos equipos absorben la temperatura del aire, de la tierra o del agua, y a través de un circuito de expansión y compresión la transfieren al proceso de calefacción o climatización. Tres cuartas partes de la energía utilizada en estos equipos proviene del medio ambiente y sólo una cuarta parte corresponde a consumo eléctrico directo. Vale decir, hay un 75% de ahorro y por cada kW consumido se logra obtener 4 kW de energía disponible. Eso explica la alta eficiencia de estos sistemas”.
Como trabajan con fuentes energéticas alternativas contribuyen a reducir la dependencia de combustibles tradicionales, lo que es relevante toda vez que para el corto plazo Chile no cuenta con reales posibilidades de sustitución para los energéticos fósiles. Asimismo, el aprovechamiento de energía natural minimiza sus efectos sobre el entorno natural y humano.
Los sistemas de bombas de calor se caracterizan por su gran flexibilidad para responder a la demanda térmica de industrias y casas. Para ello, estos sistemas cuentan con tres configuraciones:
Aire-Agua: Toman la energía térmica del aire y la transfieren a un circuito de distribución ya sea para calentar agua sanitaria o para abastecer sistemas de calefacción. Tienen la opción de funcionar bajo el ciclo reverso, o sea, pueden entregar calor en invierno y frío en verano. Esto permite optimizar aún más la inversión inicial en estos equipos.
Agua-Agua: Aprovechan la mayor temperatura existente en las napas de agua o pozos profundos, para incorporarla a los sistemas de climatización.
Suelo-Agua: Utilizan la energía geotérmica y el calor que absorbe y contiene el subsuelo terrestre.
“Cada una de estas opciones tiene distintas posibilidades de aplicación y adaptación a los requerimientos del cliente, para lo cual el uso de la tecnología se debe complementar con un adecuado diseño y trabajo de ingeniería. Esto puede elevar el monto de inversión inicial, pero el alto rendimiento de estos equipos permite que ese costo se recupere en un plazo muy económico”, asegura Geni.
Añade que las bombas de calor son las tecnologías que muestran mejor rendimiento al establecer una comparación del costo energético de distintos sistemas térmicos, en función de su costo operacional y de los gastos energéticos de diversas fuentes. “Estos equipos trabajan con promedios de eficiencia normalizada (COP) entre 3,5 a 4,5 lo que está muy por sobre el estándar tradicional de los sistemas de generación, tanto para agua caliente sanitaria como para calefacción”, acota.
Calderas de Pellets
Las calderas de pellets son tecnologías de generación térmica que trabajan en base a una fuente de energía renovable, como es la biomasa. Los pellets son un tipo de combustible granulado alargado que se obtiene de la madera que se desecha en los procesos de poda, tala o procesamiento de este recurso natural.
Geni señala: “En términos de eficiencia, estos equipos han alcanzado rendimientos cercanos al 92%, lo que es muy similar a lo que logran los sistemas de generación térmica basados en combustibles tradicionales”.
Estos equipos también ayudan a disminuir la dependencia de la energía fósil convencional. Y en términos medioambientales, tienen la ventaja de utilizar un producto renovable y que además corresponde al reaprovechamiento de los residuos madereros.
En Chile ya hay al menos tres empresas dedicadas a la fabricación de pellets que están en condiciones de abastecer la demanda de estas innovadoras calderas que han sido certificadas y homologadas para su comercialización en el mercado nacional.
En una comparación del costo energético de distintos sistemas térmicos, realizada en Europa, en función del costo operacional y los gastos energéticos de diversas fuentes, las calderas de pellets muestran un costo que casi es la mitad del que tienen las calderas que funcionan con petróleo y gas natural.
Cabe considerar además que, de acuerdo a un estudio realizado por el Instituto de Energía Español, el consumo y los costos de dichos combustibles seguirá subiendo de manera importante en los próximos años.
Este escenario y el estrecho panorama energético que se vive y proyecta para nuestro país, plantean la conveniencia de considerar el uso de tecnologías como las descritas, las cuales permiten reducir el uso de combustibles convencionales, ahorrar energía y alcanzar un alto rendimiento térmico. Y todo ello, reduciendo las emisiones contaminantes al medio ambiente. ¿Qué mejor?
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