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Las características que mejoran las condiciones ambientales sin gasto de energía, como la vegetación o los colores claros de las paredes, deberían ser prerequisitos en toda vivienda.
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Las protecciones solares pueden evitar el excesivo calentamiento que nos exige refrigerar los espacios. Las protecciones horizontales evitan la incidencia del sol en el interior de las viviendas, sin impedir que las caliente en invierno, por que el sol está más alto en el cielo en verano.
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La bioclimatización permite obtener refrigeración con sistemas de
funcionamiento similar a los actuales aires acondicionados, pero con un
consumo casi 10 veces inferior. En la imagen superior, vemos el aspecto de una unidad exterior de un bioclimatizador. En la inferior, vemos un aparato portátil. Imágenes: Biocool. |
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La refrigeración por absorción permite aprovechar el calor inagotable del sol para generar aire fresco. Imagen: Rotartica. |
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Los veranos cada vez son más calurosos y nosotros cada vez estamos menos dispuestos a soportarlo. La adquisición de aparatos de aire acondicionado ha aumentado un 30 % en los últimos años, porque ha pasado de tratarse de un aparato elitista a ser considerado una necesidad más de la vivienda. Los comercios ofrecen una extensa oferta de máquinas a bajo precio: un remedio inmediato al insoportable calor cuyo precio ambiental no se suele tener en cuenta. Sin embargo, cada grado de confort cuenta: el consumo eléctrico aumenta en nuestro país un 2,5 % cada año, cinco veces más rápido de lo que crece la población. Cada kWh de energía que consumimos supone la emisión de más de 300 gr de CO2 a la atmósfera, porque sólo un 7 % de esa energía se ha obtenido de fuentes renovables. Las puntas de consumo eléctrico ya se han desplazado del invierno al verano, y la red eléctrica padece sobrecargas que a veces provocan cortes de suministro.
La verdadera necesidad básica es simplemente estar lo más frescos posible en verano cuando el calor aprieta. Existen otras posibilidades de menor huella energética y ambiental que el aire acondicionado. A continuación se plantean las opciones existentes para obtener un ambiente doméstico más fresco con el mínimo consumo posible, empezando por las soluciones más simples y de menor huella ecológica y acabando por las de mayor input tecnológico, aunque lo más eficientes posibles y basadas en fuentes renovables de energía.
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| Sistemas sin consumo de energía (sistemas pasivos) |
La arquitectura bioclimática, la construcción vernácula, las casas pasivas… no hacen otra cosa que tratar de aprovechar al máximo las formas y componentes del edificio, y las condiciones naturales que los rodean, para conseguir el confort con el mínimo (o nulo) aporte de energía “activa”. De esta manera, las protecciones solares evitan que las estancias se caldeen hasta el punto de necesitar climatización. Un simple alero o toldo de suficiente longitud impide la entrada directa de los rayos de sol a través de las ventanas. Los emparrados, celosías y contraventanas mantienen la casa fresca protegiendo del sol pero permitiendo la circulación del aire en las horas más calurosas. Las paredes claras reflejan más los rayos solares y no se calientan tanto. La presencia de agua (en una fuente, en un pequeño estanque, en una charca…) refresca el ambiente ya que el agua, al evaporarse, absorbe energía (temperatura) del ambiente. Un patio interior sombreado, con vegetación y agua, genera corrientes de aire fresco de manera natural… Todas estas son soluciones tradicionales, basadas en el sentido común y la experiencia, que han sido abandonadas. No obstante, continuan siendo estrategias válidas que realmente permitirían prescindir totalmente o en buena parte del consumo energía activa para hacer habitables las viviendas, como han hecho durante siglos.
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| Ventiladores |
Un ventilador, con el movimiento de sus aspas, genera un movimiento del aire que reduce la temperatura del aire de 1 a 2 grados, sin modificar la humedad del ambiente y con un gasto energético muy inferior al del aire acondicionado. Un ventilador consume de 100 a 200 w de electricidad. Estas bajas potencias permitirían mantener el consumo utilizando como fuente de energía las energías renovables.
Los ventiladores más efectivos son los de techo, al impedir que el aire se estratifique y deje de circular, ya que el aire caliente de manera natural tiende a subir y se acumularía en la parte superior de la habitación. También son más confortables porque no dirigen las corrientes de aire directamente hacia las personas.
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| Bioclimatización |
La bioclimatización es un sistema en el que se genera aire fresco a partir de la evaporación del agua. Se aprovecha el fenómeno natural ya empleado en los comentados sistemas pasivos de que en el cambio de fase del agua de estado líquido a gas, la reacción absorbe calor del ambiente, es decir, reduce la temperatura del aire. Estos sistemas funcionan con las ventanas abiertas, no resecan el ambiente, y tienen un gasto energético un 80 % inferior al de los aparatos convencionales de aire acondicionado, ya que se prescinde de un compresor para obtener el aire fresco.
Se han realizando sobretodo instalaciones en viviendas aisladas, pero en obras nuevas también es posible incorporar el sistema, sobretodo si se considera desde el inicio del proyecto. La instalación en si no difiere demasiado de una de aire acondicionado. Las unidades exteriores, eso sí, requieren un suministro de agua de la red, para conseguir el efecto evaporativo. En la unidad exterior se hace pasar el aire por una capa o cortina de agua que empapa unos filtros de celulosa, de manera que se obtiene aire más fresco y ligeramente más húmedo que el de entrada. Este aire fresco se distribuye a las habitaciones mediante conductos.
Se trata de un sistema de refrigeración menos agresivo para el usuario que el aire acondicionado y con mucho menor consumo. En principio es más idóneo para climas secos, aunque en climas moderadamente húmedos (como zonas costeras mediterráneas) también puede ser adecuado. La climatización de una vivienda de unos unos 100 m² requeriría tan sólo una unidad exterior, de 500 w de potencia. El consumo en funcionamiento, al disponer de motores de velocidad variable, podría ser de 70 a 150 wh. Una instalación en toda la vivienda, con splits, podría consumir 10 veces menos que una instalación equivalente de aire acondicionado.
También existen sistemas de bioclimatizadores portátiles, cuyo consumo no supera los 100 w, y que son más silenciosos que los aparatos portátiles de aire acondicionado. Con un consumo de 85 w se podría refrescar un área de 17 a 20 m2 (depósito de 15 litros, efecto refrescante 1050 w), con un consumo de 58 w se podría refrescar un área de 10 - 12 m2 (depósito de 13 litros) efecto refrescante 405 w.
Además del gasto energético, requieren un gasto de agua, ya que necesitan agua para evaporar. Esta agua incluso podría ser agua de lluvia para no emplear agua potable de la red. Un factor a tener en cuenta es que su efecto no es tan inmediato como el del aire acondicionado, por lo que es más compatible con un tipo de climatización continua que con una climatización a la que se le pida un efecto muy rápido. Otra de sus ventajas ambientales es que no utiliza ningún tipo de refrigerante. Por su tipo de funcionamiento y su bajo consumo, resulta un interesante sistema alternativo al aire acondicionado, formalmente muy similar.
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| Refrigeración solar |
Es
posible aprovechar las energías renovables para generar frescor en
verano. El gran interés radica, además, que en el caso de aprovechar la
energía solar, la mayor disponibilidad del recurso (radiación solar) y
la mayor demanda (refrigeración) coinciden en verano. Esto permite
tecnologías como la refrigeración por absorción y las paredes y techos
radiantes alimentados por colectores solares. También la energía
geotérmica solar puede proveer de refrigeración con un gasto eléctrico
muy bajo.
· Refrigeración por absorción
Este sistema
permite obtener aire fresco a partir de calor obtenido con colectores
solares, como los que proveen de agua caliente sanitaria.
La
energía solar captada en colectores solares térmicos calienta agua a
alta temperatura (entre 80 y 150 ºC). Entonces la máquina de absorción
realiza un ciclo de compresión termoquímica (en vez de la compresión
mecánica del vapor que realiza una máquina de aire acondicionado) y
produce el agua fría necesaria para la climatización de las estancias.
Este proceso de compresión en estado líquido tiene muy bajo consumo
eléctrico.
La máquina utiliza para el intercambio de calor dos
fluidos, uno refrigerante y otro absorbente. Lo más habitual es emplear
agua como refrigerante y una sal (bromuro de litio, LiBr) como
absorbente. El funcionamiento resumido es que el agua calentada por el
sol cede ese calor al absorbente. Se consigue así agua fría. El
absorbente debe volver a ceder el calor (que se disipa o transfiere a
otra agua que actúa como refrigerante) para regenerarse y volver a
hacer su función.
Los sistemas de efecto simple necesitan
temperaturas de unos 80 ºC, que se pueden conseguir con colectores
planos, mientras que los de doble efecto requieren temperaturas de 150
ºC, que se pueden proveer con colectores de vacío.
A nivel doméstico, se han desarrollado equipos
aptos para viviendas o para el sector terciario, de tamaño compacto,
que evitan la necesidad de una torre de refrigeración externa y tienen
potencias de enfriamiento de 5 a 10 Kw. Ello se ha conseguido mediante
mejoras en la eficiencia de funcionamiento de la maquina de absorción,
a través de procesos de rotación de los componentes. El refrigerante
empleado es agua y su consumo eléctrico es reducido en comparación con
otros sistemas (del orden de 300 wh). Esto también hace posible que
este aporte eléctrico sea provisto por energía solar fotovoltaica,
creando así un sistema autosuficiente energéticamente.
Los
equipos domésticos de refrigeración por absorción tienen un COP
(Coefficient of performance) o rendimiento de 0,6 a 0,8 (en los de
efecto simple) y de 1,2 a 1,5 en máquinas de doble efecto. Esto puede
hacer pensar que son sistemas menos eficientes que los de compresión
mecánica de vapor (que tienen COPs de 2,5 a 3). Sin embargo, mientras
que en la absorción el aporte energético (calor) es directo, en los
sistemas convencionales la energía eléctrica utilizada ha llegado al
equipo tras pasar por todo su proceso de generación y distribución, que
tiene una eficiencia del 30%. Considerando esto, el rendimiento final
sería del orden de 0,75, pero utilizando una fuente de energía agotable
y contaminante.
La refrigeración por absorción hace que sean
viables, técnica y económicamente, instalaciones más grandes, con
elevada superficie de colectores solares. Disponer de frío solar en
verano permite una amortización del sistema mucho más rápida que si
pretendiera utilizarse la instalación tan sólo para calefacción y agua
caliente.
Por último destacar que, aunque el aporte de calor
también lo podría realizar una llama directa procedente de una
combustión de gas o biomasa, lo ideal es que, dada la coincidencia de
disponibilidad del recurso con la demanda, la refrigeración por
absorción se plantee como un sistema compañero de una instalación de
colectores solares que capten la energía limpia e inagotable del sol.
· Energía solar térmica con bomba de calor y paredes radiantes
Una instalación de colectores solares para calefacción mediante paredes radiantes
puede incorporar una bomba de calor que, con un consumo eléctrico muy
bajo, permita revertir el ciclo y obtener agua fría. Esta agua fría
circula por los conductos empotrados en las paredes o techos, creando
paredes frescas que sin afectar las condiciones del aire interior
mejoran el confort de los ocupantes, ya que les roban calor.
En
estas instalaciones el dimensionamiento del sistema y la regulación de
la humedad deben estar bien calculados para evitar problemas de
condensaciones.
· Geotermia solar con bomba de calor
Los sistemas de aprovechamiento geotérmico
permiten la climatización tanto en invierno como en verano, ya que
aprovechan la estabilidad térmica de la tierra para reducir el consumo
de una bomba de calor de alta eficiencia.
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| Aire acondicionado Inverter y clase A |
Los
sistemas de aire acondicionado incorporan un compresor que permite
obtener aire fresco a partir del aire caliente ambiental. Esta
compresión mecánica tiene un bajo rendimiento energético. Aunque el
porcentaje de consumo eléctrico de la vivienda destinado a aire
acondicionado todavía es bajo (el 1 % del consumo eléctrico medio de un
hogar, frente al más de 40 % de consumo energético que se asocia a la
calefacción), genera picos de demanda eléctrica. En momentos puntuales
(días calurosos del verano, horas centrales del día) se concentra una
demanda de potencias eléctricas muy elevadas que ponen al límite la red
eléctrica. En el territorio español, la punta de demanda energética en
verano ya casi iguala a la de invierno, y en el caso de Andalucía, ya
la ha superado.
Tras valorar el resto de posibilidades, es evidente
que el aire acondicionado no es la única solución para pasar mejor el
verano. No obstante, dado que en muchos casos es el único sistema a que
se puede acceder o que es posible instalar, conviene escoger una
máquina con el menor consumo posible. Así, los modelos con tecnología
Digital Inverter tienen un consumo un 30 % más bajo que uno
convencional. Prácticamente todos los nuevos modelos contienen el
refrigerante R-410, no inocuo como el agua pero que sería menos nocivo
que los anteriores R-22. Conviene sin embargo asegurarse.
Por otro
lado, no hay que olvidar que los aparatos de aire acondicionado se
clasifican según su eficiencia energética, por lo que conviene escoger
modelos de clase A, los más eficientes comparativamente.
Finalmente,
utilizar el sentido común y mantener temperaturas razonables en torno a
los 25 o 26 ºC es más que sensato. Se cree que una diferencia de más de
10 grados entre el exterior y el interior de la vivienda es perjudicial
para la salud. Existen otros trucos como utilizar el modo de sólo
ventilación o deshumificación con los que se ahorra energía y también
se puede bajar la sensación de bochorno.
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Mapa
