Existen nuevas estrategias para lograr obtener la mayor eficiencia energética. Estas se deben incluir desde el diseño de las edificaciones para lograr los mejores resultados.
por Camilo Botero*
Estimados lectores, nuevamente por sugerencia del editor y de común acuerdo se seleccionó este tema relacionado con el ahorro energético tratando de sintetizar las estrategias y tecnologías disponibles para conseguirlo. Esperamos que sea de mucha actualidad y utilidad para ustedes.
Se puede uno preguntar qué es ahorro energético, y las respuestas son múltiples dependiendo de la línea base de donde se inicia. Si lo hago sobre sistemas obsoletos, sobredimensionados y sin control, con toda seguridad será muy fácil lograrlo, por ejemplo incorporándoles control y cambiando los equipos de bajo rendimiento.
Pero si se trata de un diseño nuevo, las consideraciones son diferentes, primero que todo debe diseñarse para ¡lograr la máxima eficiencia! Se dice fácil, pero no lo es tanto. En principio se debe entender muy claramente ¿qué es eficiencia energética y cómo se logra? Hay que recordar que los sistemas de climatización son altamente desagregados y que existen múltiples y muy diversos enfoques y tecnologías, con el fin de obtener los parámetros de diseño solicitados para cada proyecto.
Hay un nuevo concepto de ASHRAE, que es el bEQ (Building Energy Quiotient), que promueve la eficiencia energética en las edificaciones y que se convierte en una herramienta de gerencia de la energía, modelado, medición, punto de referencia, comparación y evaluación del desempeño y uso racional de la energía, haciéndolo visible y cuantificable. Promueve el valor de la eficiencia energética hasta las posibilidades de la tecnología disponible a la fecha. Uno de sus principales soportes es el Estándar ASHRAE 100 – 2015 sobre la Eficiencia de la Energía en Edificios Existentes y las auditorías energéticas que se realicen en las edificaciones, antes y después de iniciar un programa de incremento de la eficiencia energética.
Es un gran cambio en el enfoque del diseño de los proyectos de climatización en donde hay que pensar de dónde proviene esa energía y su costo: plantas térmicas, hidráulicas o de energías alternativas colocadas en el sitio del proyecto; los ciclos de potencia y refrigeración utilizados y sus rendimientos termodinámicos, las emisiones al medio ambiente asociadas y el impacto en el cambio climático. Es un cambio mayúsculo que podamos medir el consumo de energía, y comparar como fueron diseñados los edificios y su comportamiento real ya construidos y en operación, teniendo en cuenta su entorno climático, materiales de construcción y ocupación.
El bEQ es el cociente de cómo es el consumo real del edificio versus el consumo de energía proyectado en el diseño y crea un enfoque más holístico hacia el desempeño energético, ayudando a los clientes a tomar mejores decisiones en el diseño de sus proyectos y en la especificación de equipos y accesorios de alto rendimiento.
Existe una escala de bEQ, intuitiva y simple que puede ir desde valores inferiores a cero para edificios con producción de energía neta positiva, hasta valores tan altos como algunos mayores a 115 (adimensional) donde el edificio es energéticamente ineficiente o mayor a 145 lo cual lo define como totalmente insatisfactorio. Los valores promedio de este cociente están en el orden de 100 y los óptimos en valores inferiores a 25. Se requiere un sistema de información en estado real para hacer las escogencias y cambios más urgentes y necesarios, para optimizar la eficiencia energética.
Existe un etiquetado de eficiencia energética, que informa sobre el uso de la energía potencial y real en un edificio y que además retroalimenta a los dueños y operadores sobre cómo se está comportando su edificio. Informa a los propietarios y compradores de la eficiencia con la cual se desempeña un edificio en particular y proyecta los costos a largo plazo del uso de la energía.
El bEQ es un gran diferenciador que da gran preponderancia a los edificios con balance de energía cero o positiva, y resalta los edificios de alto rendimiento; quedan determinados los que están en el promedio y finalmente explicita los ineficientes o inaceptables, que pueden ser penalizados o impedidos para su operación. Se enfoca solamente en documentar y entender la energía, identificando oportunidades para mejorar su desempeño, durante la operación y permite además hacer comparativos entre diferentes edificaciones que tienen el mismo uso.
Otras alternativas
Pasando a otro tema, una estrategia de altísima eficiencia energética la constituyen los Distritos Térmicos de Enfriamiento, los cuales son sistemas centralizados de gran tamaño, que producen agua fría, la cual es llevada por redes de tubería debidamente aislada, que la conducen por un área predeterminada, supliendo la energía necesaria para climatizar varios edificios a la vez, con beneficios muy considerable ya que el factor de simultaneidad se reduce considerablemente, pudiendo así tener sistemas centralizados de mucho menor tamaño, con relación a la carga térmica instalada en los edificios, aumentando considerablemente la eficiencia de los sistemas y minimizando las capacidades instaladas.
Para la optimización de la climatización se utilizan todas las novedades que han venido incorporándose a esta industria, una de ellas es el uso racional de la energía, mediante el control, para lograr que se consuma con mayor precisión la cantidad de energía que se requiera a cargas parciales por demanda de climatización. Existen excelentes protocolos, programas, sensores, válvulas, actuadores etc., que permiten lograr ese acople entre el perfil de demanda de los sistemas y su consumo de energía sin deteriorar el cumplimiento de los parámetros de diseño. Creo que podríamos hacer mayor esfuerzo en este tema del control de los sistemas, fomentando la capacitación de ingenieros y técnicos que conozcan a fondo los fundamentos y aplicaciones de los controles, pero que entiendan como son los sistemas térmicos, ya que estos reaccionan en minutos, horas y hasta días, en tanto que los sistemas de control reaccionan en fracciones de segundo. La falta de conocimiento de este principio, muy frecuentemente resulta en sistemas de control que no operan adecuadamente.
Esto implica cambios sustanciales en tecnología como diseñar con todos los recursos tecnológicos disponibles y citaré solo algunos: “Free Cooling” de todo tipo, heat pipe, CDQ, convert, desupercalentadores en el ciclo de refrigeración, vigas frías, iluminación por luz solar controlada, Suministro por Debajo (UFAD) y ventilación por desplazamiento, enfriamiento con tubería en paredes, pisos y techos, ruedas entálpicas, intercambiadores de calor de todo tipo, efecto peltier, cogeneración y trigeneración con calor residual, enfriamiento evaporativo directo e indirecto, etc.
Lo anterior debe ir acompañado con propuestas osadas en legislación, normalización, además de metodologías muy efectivas durante las fases del prediseño, diseño, construcción, operación y mantenimiento de edificios como lo son el commissioning (aseguramiento de la calidad en toda la vida útil del proyecto) y las auditorías de energía; pero sobre todo una profunda concientización de la necesidad y bondad de incorporar este concepto, a nuestra cotidianidad.
Paralelamente se ha venido promoviendo y actualizando el uso de normas, códigos y reglamentos en Latinoamérica y específicamente en Colombia, como la Resolución 0549, que ya exige a partir del 2017, unas reducciones muy considerables en los consumos de energía, que conducen a sistemas de alta eficiencia, cuidado del medio ambiente, cumplimiento de los parámetros de diseño, sobretodo en temas como el de la calidad del aire en el interior. ASHRAE, en este aspecto hace una maravillosa labor escribiendo guías, estándares y hasta unos en lenguaje de código que luego serán de obligatorio cumplimiento. Debemos aprender de esta asociación.
Por su parte, en Colombia se desarrolló la versión del RITE 2016 (Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificaciones), que contempla nuestras condiciones climáticas y constructivas, así como los sistemas de unidades comúnmente usados, la terminología propia; este RITE 2016 ya fue incorporado como BPI 09 de ACAIRE (Buena Práctica de Ingeniería), la cual se utiliza cada vez más, pero que no tiene el impacto requerido, ya que aún no es un reglamento de carácter obligatorio. El día que finalmente sea aprobado por el estado y se vuelva de obligatorio cumplimiento mejorarán en forma considerable nuestros proyectos de climatización, con un gran impacto en el aumento de la eficiencia energética.
* Camilo Botero es el actual Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluídos, transferencia de calor y turbomaquinaria. ([email protected]).
