Aerotermia

La energía térmica está presente en el medioambiente de manera permanente, incluso cuando se presentan temperaturas bajas. La aerotermia es una tecnología se sirve de estas condiciones para obtener energía limpia, con miras a climatizar espacios y reducir las emisiones de CO₂ a la atmósfera

Manuel Merelles / Jorge Monroy, ilustración

La aerotermia es la energía térmica que se acumula en el aire exterior y que es posible aprovechar por las bombas de calor para aumentar o disminuir la temperatura, según se requiera. Esta fuente de generación es una energía renovable que se obtiene del medioambiente en grandes cantidades, sin agotar o reducir el recurso natural. Además, es posible hacer uso de ella durante todo el año; incluso, en invierno el aire contiene calorías, pues para que no existieran tendría que encontrarse a una temperatura de cero absoluto (-273.15 grados centígrados).

Las bombas de calor aerotérmicas extraen el calor del aire para calentar el agua, con lo cual se presenta un gasto energético mínimo, a la vez que se reducen las emisiones de CO₂ a la atmósfera, lo que da como resultado una generación de 75 por ciento de calor de manera sustentable, sin generar costos.

Este proceso se lleva a cabo a través de cambios de estado físico y ciclos de compresión de los gases refrigerantes, generalmente el R-134a por su bajo impacto sobre el medioambiente. El calor contenido en el aire, que se presenta a una temperatura menor, es cedido al agua acumulada, que se encuentra a una temperatura superior, lo que invierte el flujo natural del calor.

En el condensador, el refrigerante cede su calor al agua contenida en el acumulador. Este proceso permite que el refrigerante pase de vapor sobrecalentado a líquido. Finalmente, el líquido refrigerante pasa por la válvula de expansión y pierde temperatura y presión para regresar a sus condiciones de presión y temperatura iniciales, tras lo cual, el ciclo termodinámico puede reiniciarse.

Ciclo termodinámico de una bomba de calor aerotérmica
Los componentes de una bomba de calor aerotérmica son un ventilador, un evaporador, un compresor, un condensador, una válvula de laminación y un acumulador. En cuanto a su funcionamiento, el aire exterior es aspirado hacia el interior de la bomba de calor por el ventilador para que el fluido refrigerante, al pasar por el evaporador, absorba el calor del aire; posteriormente, el gas refrigerante pasa por el compresor, donde el aumento de presión provoca un aumento de temperatura, que se eleva hasta un estado de vapor sobrecalentado. Al pasar por la batería aleteada del evaporador, el aire cede su calor y pierde alrededor de 10 grados centígrados antes de que el sistema lo expulse.

El proceso de aprovechamiento de la energía por aerotermia es similar al que se utiliza en la geotermia; sin embargo, tal energía presenta una ventaja importante sobre la geotermina: no es necesario excavar para instalar los sistemas de generación, por lo cual puede adaptarse en prácticamente todas las zonas climáticas del mundo.

En el caso de las viviendas que cuentan con un terreno suficiente, la elección entre la geotermia y la aerotermia podría estar condicionada por el costo de instalación. La primera es más cara de instalar; sin embargo, la segunda presenta una sensibilidad mayor a las condiciones climáticas externas, aspecto que repercute en su eficiencia.

Por ejemplo, la firma Daikin ya aplica el principio de aerotermia en su gama de productos Altherma, la cual se diseñó en Europa hace aproximadamente nueve años, con la finalidad de resolver los problemas de aire acondicionado y calefacción de una forma única en los países europeos. La base del producto es la bomba de calor que se sirve de los beneficios de la tecnología Inverter y de la generación de energía a partir del calor del aire para ofrecer sistemas que brinden aire acondicionado, calefacción y la posibilidad de agua caliente en un sistema integral y amigable con el medioambiente.

En entrevista, George Calienes, vicepresidente Senior y gerente General de Daikin para América Latina, comenta acerca de las ventajas del sistema y sus expectativas comerciales para las regiones de América y Europa.

De acuerdo con Calienes, al referirse al proceso de calefacción, la bomba de calor de esta gama de productos utiliza un ciclo reversible. “Básicamente produces calor dentro del espacio. Es un sistema que a través del compresor te da un coeficiente de rendimiento (COP, por sus siglas en inglés) muy efectivo, el cual se presta a que a través de diseños específicos de la unidad se produzca agua caliente que pueda utilizarse para baños o pisos termales, muy típicos en Europa. Además, se están integrando con radiadores o vectores y sistemas de convección de aire. En algunos casos tenemos integración de paneles solares que se usan como opción”, detalla.

El uso de electricidad en comparación con el aceite o gas combustible produce un ahorro significativo en las emisiones de CO₂ y, por supuesto, en la producción de gases que puedan considerarse contaminantes para el medioambiente.

Para el representante de la compañía nipona, una de las principales ventajas de este sistema se basa en su flexibilidad de aplicación; a la par, puede usarse en cualquier tipo de instalación. “Es un sistema que te ofrece una variedad de opciones para controlar el ambiente dentro de un hogar y son innovaciones que combinan tanto el uso de aire acondicionado tradicional como la bomba de calor tradicional; también incorpora el calentamiento de agua, lo que le otorga la flexibilidad de un sistema de agua caliente con la tecnología y la eficiencia de un sistema de bomba de calor con Inverter”, señala George Calienes.

Este sistema de calefacción es adaptable para utilizarse tanto en nuevas construcciones como en la rehabilitación de edificios, la diferencia estriba en su relación con el sistema de calefacción interior, según el uso que se le quiera dar, ya sea como radiadores o suelo radiante, por citar algunos ejemplos.

A pesar de que a través de los años se han resuelto ciertas debilidades de las bombas de calor, como su uso a temperaturas muy bajas o en ambientes bajo cero, y que los avances tecnológicos han permitido que funcionen bajo esas condiciones, los sistemas que utilizan la aerotermia como fuente de generación de energía pierden un poco de su eficiencia en situaciones climáticas extremas. Aunque el aire contiene calorías hasta en temperaturas cercanas al cero absoluto, para Calienes, la ubicación de las edificaciones es un tema por considerar al instalar estos sistemas. “La geografía sí es un tema relevante. Si lo utilizas en Siberia no te funciona, no hay suficiente calor en el aire para sostener una bomba de calor”, declara.

En Europa, este tipo de tecnología se adecua muy bien gracias a las características climáticas de gran parte de la región, por lo que resulta una opción viable en su mercado. Actualmente, Daikin sólo comercializa sus productos basados en aerotermia en el Viejo Continente; sin embargo, ya analiza la posibilidad de expandir la venta de esta gama de productos una vez que se examine el potencial de mercado en otras regiones del mundo.

La comparación del incremento de las tarifas eléctricas con el precio del gas, que en Norteamérica es muy barato, por ejemplo, es un reto al que se enfrenta este tipo de tecnología. No obstante, al ser un sistema integral, si se busca un sistema de aire acondicionado, la calefacción viene prácticamente gratis. Es un concepto en el cual una inversión marginalmente mayor permite lograr un sistema completo.

En EUA aún se ocupa bastante el calentador a gas; a pesar de ello, existe una tendencia para intentar minimizar el uso de combustible por razones ecológicas. Además del cuidado del medioambiente, otra de las ventajas de estos sistemas es que al no requerir un combustible fósil para funcionar se evitan dentro del hogar los riesgos propios de los sistemas de gas.

En opinión de Calienes, la educación ambiental y la cultura del ahorro en la sociedad son fundamentales para la comercialización de este tipo de tecnología en el mundo. “Típicamente, tanto en México como en Estados Unidos si alguien tiene una caldera y se rompe, se reemplaza con otra, o si se cuenta con un calentador por gas y ya tienes todos los ductos y sistemas establecidos dentro de la casa, se hace un poco difícil vencer la inercia que existe en el mercado. Eso es otra condición para considerar el lanzamiento de un nuevo producto”.

Por ese motivo, se precisa reeducar al mercado para que se enfoque en los beneficios que ofrecen este tipo de sistemas, aunque ya se vislumbran cambios significativos en el sector; por ejemplo, los calentadores de agua sin tanque, que empiezan a ganar popularidad en el mercado, ocupan un sistema de gas, aunque utilizan combustión instantánea con vista al ahorro de energía.

George Calienes detalla que “en Europa hay más conciencia en términos de medioambiente que en América latina y México. Por madurez en las economías, el pueblo latinoamericano piensa solamente en la oportunidad de tener frío o calor, y no en los beneficios intangibles al medioambiente. Afortunadamente, esa conciencia está creciendo alrededor del mundo y también se verá en México en algunos sectores. Es cuestión de que se comiencen a considerar los beneficios que van más allá de las cuestiones económicas”.

De acuerdo con Calienes, la planeación de comercializar estos productos en México y América Latina se llevará a cabo en menos de cinco años. Al ser una energía natural, renovable e inagotable; el hecho de que no contamina, su alta rentabilidad, su adaptación a diversas zonas climáticas y sus múltiples aplicaciones, como en la calefacción, refigeración y en la producción de agua caliente sanitaria, hacen de la aerotermina una de las opciones más importantes e innovadoras para el cuidado del medioambiente. Por estos motivos es imprescindible difundir su utilización y trabajar en su desarrollo a fin de contrarrestar el impacto ambiental resultado de las actividades diarias.
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